基于串并聯式知識結構的項目管理課程案例教學改革研究

劉雪莉　齊磊磊

【摘 要】針對傳統《項目管理》課程知識結構體系多采用重理論輕實踐的單一模塊簡單疊加組成的弊端，本文提出基于5D模型的串并聯知識結構的案例式教學方法，并對教學效果進行評價，打破傳統“一言堂”的教學方法，提高授課生動性，調動學生能動性，培養學習興趣，提高實踐能力。

【關鍵詞】工程項目管理；串并聯知識結構；建筑信息模型（BIM）

中圖分類號： F284 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）15-0036-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.15.017

Research on case-based teaching reform of project management based on serial-parallel knowledge structure

LIU Xue-li QI Lei-lei

（School of Civil and Environmental Engineering，Anhui Xinhua University，Hefei 230088，China）

【Abstract】The traditional course knowledge structure system of “project management” was formed with the addition of single modules which focused on theory and ignored in practice. Therefore， a case-teaching method based on 5D model for serial-parallel knowledge structure was introduced， and the teaching effectiveness was evaluated. Which was broke away from traditional teaching method of “teacher talk only” to arouse the vitality of classroom and the enthusiasm of students and train their practical skill.

【Key words】Engineering project management； Serial- parallel knowledge structure； Building Information Modeling （BIM）

0 引言

目前項目管理課程選用的教材大多是按照項目管理九個知識體系或者項目管理的生命周期來編制的[1]，總體來說都是重理論輕實踐，僅在個別章節部分內容摻雜零散的案例，但缺乏連貫性[2]，導致學生不能建立知識系統。傳統的教學方法都是按照“菜單式”的一種填鴨式教學[3]，學生學習熱情不高，教學效果不好。過去的教學手段僅僅是多媒體和板書簡單的相結合，學生的實踐角色帶入感不強，考慮、分析、解決問題的能力和協調創新能力不能得到很好的提升。因此本文提出基于串并聯式知識結構的案例式教學改革。

1 串并聯知識結構

為了進一步改善傳統二維繪圖方法（工程制圖、Auto CAD）可視性差的弊端，引入三維的BIM虛擬建造模型發揮教學輔助工具的作用，并充當教學內容。三維的BIM能使學生更直觀的掌握空間結構。為了進一步制定先進、合理的施工進度計劃、施工方案及施工順序，減少工程變更，提高工程質量，這就使得建立的模型能隨時間軸變化進行動態運行，因此，3D模型賦予時間維度構建BIM-4D模型；基于4D進度模型，增加費用維度形成費用-5D模型，結合進度模塊的案例體系設計方法，將費用控制模塊按照知識單元設計成參數化案例系統，形成基準5D模型；參照基準5D模型的參數化案例系統設計方法，在4D進度模型上增加質量維度、安全維度、合同維度等模塊，形成衍生式X-5D模型，每一個衍生5D模型均由各知識單元的參數化案例體系構成。

基于各階段模型與案例體系的設計形成過程，《項目管理》課程知識體系可改造為串并聯式知識結構，即4D模型（進度模塊）→基準5D模型（費用模塊）→衍生X-5D模型（質量模塊、安全模塊、合同模塊、信息模塊、協調模塊）。各模塊中案例體系的構成包括完全工程式案例（以介紹工程背景及模塊任務為目的）、工程問題式案例（以突出關鍵問題及模塊參數為目的），通過背景分析及問題設置將各模塊知識點設計成“模塊學習準備→問題分析與參數提煉→工程技術文件”的漸近過程。

2 基于5D模型案例教學的實施方案

2.1 案例的選擇

以教學為目的的案例選擇應遵循下列原則[2]：1）結合學生的層次和能力，選擇難度適中、常見的工程案例。2）注重案例的啟發性。選擇內容新穎、具有創造性的案例，激發學生的創造力，培養學生的發散思維和創新精神。3）引進BIM，沙盤，Revit，Navisworks等最新工程項目管理應用軟件，跟上時代發展對項目管理人才的需求。

2.2 串并聯式案例的描述

利用建模的過程對工程實例文字所描述的相關項目的概況、作業時間、施工過程、產品等特征進行理解和轉換，并將這一整套的項目管理理論應用到實踐中。

（1）3D案例模型的建立

以教學為目的選擇案例時應結合學生理解能力和當前工程項目管理應用前景，結合最新的BIM軟件，選擇并編制難度適度，應用廣泛的案例，同時案例應不偏離項目管理課程的理論知識且有啟發性，可以舉一反三，激發學生的發散思維和創造力。

選擇一個研究對象，比如教學樓，根據已知的工程技術文件以及CAD底圖進行制圖，打開revit軟件，選擇建筑樣板，進行建模繪制，編輯標高、軸網、柱子、梁、墻體等參數，賦予具體的工程信息。這個過程，可以借助企業現有的BIM模型，也可以發動學生自身完成BIM的建模，這樣一方面有利于增強學生的學習興趣，能更好的做好工程項目建設周期前期的準備工作，幫助學生更好地理解土木構件、工程材料、建筑風格等在設計中發揮的作用[4]，以及它們的空間關系、立面效果。在工程項目建模過程中，鑒于BIM技術的可視性，在軟件模擬中可以看到建筑物管線的布置以及門窗墻體，以及建成后的實體大致形狀，能調動學生學習的興趣；同時還能利用碰撞檢查發現不合理地節點，并不需要學生一定要參與到實際的工程建設中才能發現不合理地地方，對照碰撞檢查報告，再利用本專業的知識進行分析，可以對專業知識進行一次檢驗，也可以對項目的形成雛形有個大致的了解。3D虛擬建造主要是考慮設計和空間方面的技術，并對工程構件、管線安裝進行管理，是項目管理這門課程的重點。

（2）4D案例模型的建立

在原有的BIM 3D的基礎上，借助《施工組織》課程內容，關聯時間維度形成4D模型，包括施工中的工序、工法、施工空間等。4D可以制成動畫的效果，將施工過程中的關鍵工作做可視化的預演，提前驗證施工方法的可行性，施工順序的合理性，從而提高施工方案的先進性、合理性，減少工程變更引起的人力、物力等浪費，加強成本控制。并且，這種 4D技術還可以分析施工現場安全管理、環境、施工人員活動的工作面等內容，加強文明施工。利用TimeLiner功能，結合Navisworks軟件以及進度信息，4D可以演示施工進度。將施工流程模擬過程做成動畫，并用不同顏色對模型的計劃與實際進度加以區分，習慣用半透明顏色顯示正在施工的模型，已經施工完畢的模型用實體的材質顯示，并將動畫成果以相同視角與設計狀況進行比證，通過直觀且易懂的動畫特性能夠發現設計中存在很多不足，幫助學生從感性上認識一個項目從無到有整個過程，并領悟不同工種的施工組織、施工方法的選擇等問題，做到時間和空間的協調[4]。

（3）5D案例模型的建立

基于BIM-4D模型，結合《工程造價》課程知識，增加成本信息，形成BIM-5D（3D實體、時間、成本）模型。為了對成本進行精確分析及動態控制，可以通過在虛擬建造的BIM模型中輸入各任務分解結構（WBS）的工人、機械、材料計劃時間定額等主要數據來實現。通過5D技術，學生可以在項目開始階段就能對施工項目成本進行核算，然后進行成本控制，檢驗所學知識。也可以在實際施工項目開始前對設計失誤和實施錯誤進行修正，這樣可以大大減少施工設計變更及發生返工的幾率。管理人員可以利用這種5D軟件技術提取每一樓層、每一個流水施工的工程量，對物料成本進行管理；另一方面為工作人員編制成本進度計劃提供參照[4]。

2.3 案例的執行

在授課過程中，采用案例式教學，比如講授進度這一模塊時，先用文字介紹案例背景，要分析解決的問題，然后播放先前結合工程技術文件制作合成的4D模擬視頻，讓學生充分理解案例發生的實踐過程。在介紹成本控制時，同樣除了文字敘述案例發生背景外，還穿插著前期準備的5D虛擬整合視頻。在這整個教學中，學生注意力集中，緊跟老師的邏輯思維，不僅復習了工程實例所涉及的原理，還可以找到理論與實踐的平衡點，提高學生分析工程技術文件，解決問題的能力。

3 教學改革實施效果分析

工程項目管理課程引入串并聯式知識結構案例教學，使教學方法和手段多元化，增加了教學活動的評價，摒棄了傳統的“一卷定論”和“一言堂”的弊端，激發了學生學習熱情，同時案例涉及信息多，知識面廣，在案例描述與建立時，學生積極思考，跟上老師的節奏，溫習案例中涉及的理論，開拓思路，提高綜合素質，為進一步達到“畢業即就業，上班即上崗”的水平奠定基礎。

【參考文獻】

[1]龔國光.項目管理教學中的幾點體會[J].教育園地.2010（5）： 116-117.

[2]劉祖容.工程項目管理課程案例教學探析[J].廣西大學學報（自然科學版）.2008，6（33）：285-287.

[3]李春燕，等.案例教學法在工商管理學科教學中的應用探析[J].沈陽教育學院學報，2008（2）：71-73.

[4]張尚，等.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）[J].2015，36（2）：92-95.