BIM 在工程管理專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用探討

黃世鴻

（廣西財經(jīng)學(xué)院，廣西南寧 530003）

實踐教學(xué)作為工程管理專業(yè)中的重要組成部分，是提高學(xué)生專業(yè)素養(yǎng)的主要教學(xué)手段。工程管理專業(yè)屬于新興的工程技術(shù)與管理交叉的復(fù)合性學(xué)科，該專業(yè)領(lǐng)域主要培養(yǎng)具有管理、經(jīng)濟、信息工程、土木工程等專業(yè)知識的復(fù)合型高級管理人才，也就是說該專業(yè)的學(xué)生既要掌握管理知識，又要具備專業(yè)的工程技術(shù)，這是順應(yīng)社會發(fā)展的必然需求。在實際教學(xué)中，教師可以利用BIM中的仿真模擬技術(shù)，將實踐教學(xué)更加系統(tǒng)化，從而提高學(xué)生的創(chuàng)新能力和實際應(yīng)用能力。

一、BIM 基本內(nèi)涵

BIM全稱為Building Information Modeling，中文翻譯為建筑信息化模型。BIM技術(shù)將建筑項目全過程進行數(shù)字化管理，建立詳細的數(shù)據(jù)庫，以數(shù)字化信息數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)構(gòu)建建筑模型，并且能夠利用成熟的信息技術(shù)實現(xiàn)數(shù)字化信息可視化，通過數(shù)字信息反映出建筑項目的詳細信息，幫助建筑項目施工管理人員更準確地進行數(shù)字計算，從而優(yōu)化建筑項目集成化管理環(huán)境，促進建筑項目全過程管理質(zhì)量的提升，有效規(guī)避建筑項目風險性問題。BIM技術(shù)起源于美國，美國的BIM標準將BIM定義為三個部分：1.BIM是一個設(shè)施(建設(shè)項目)物理和功能特性的數(shù)字表達；2.BIM是一個共享的知識資源，是一個分享有關(guān)這個設(shè)施的信息，為該設(shè)施從建設(shè)到拆除的全生命周期中的所有決策提供可靠依據(jù)的過程；3.在項目的不同階段，不同利益相關(guān)方通過在BIM中插入、提取、更新和修改信息，以支持和反映其各自職責的協(xié)同作業(yè)。由于建筑工程行業(yè)除了建筑幾何信息還包括建筑工程數(shù)據(jù)，例如，建筑項目成本中的材料價格和用量等，我們想要確切地利用信息技術(shù)搜索出建筑工程項目的任何信息，就需要利用BIM技術(shù)通過三維圖形等方式顯示建筑工程的全過程。因此，建筑項目在發(fā)生變動時，我們要想在任何階段獲取項目的實時信息都可以從中實現(xiàn)。

二、BIM 的特點

（一）可視化

BIM技術(shù)中的可視化涉及范圍較廣，涵蓋計算機技術(shù)和圖形圖像技術(shù)等，在建筑工程行業(yè)中占據(jù)主要優(yōu)勢。例如，建筑工程項目在施工的基礎(chǔ)就是施工圖紙，建筑工程項目的特殊性和復(fù)雜性為建筑項目的施工圖帶來一定難度，我們不能在施工時僅僅依靠想象就能明確下一步該如何做。因此，需要利用BIM技術(shù)將建筑工程項目的所有信息用線條繪制的方式變成三維立體圖形展現(xiàn)出來。雖然，在建筑工程項目中會有設(shè)計圖紙的存在，但是需要專業(yè)的設(shè)計人員進行詳細分析和統(tǒng)計才能得出有效信息，而這種方式不是通過構(gòu)建的信息自動化形成的，缺少建筑信息數(shù)據(jù)的互動性和反饋性。而BIM技術(shù)是利用計算機技術(shù)繪制大量的幾何圖形和非幾何圖形構(gòu)成的建筑圖形和圖像以達到可視化的效果，并且從建筑工程項目的設(shè)計、施工以及后期維護的全過程都可以在可視化的狀態(tài)下進行交流探討以及相互決策。

（二）協(xié)調(diào)性

我們在生活中所作的每一件事都需要相互協(xié)調(diào)才能夠順利完成，建筑工程行業(yè)中協(xié)調(diào)性是關(guān)鍵任務(wù)。在建筑項目中出現(xiàn)任何問題，都需要各部門之間相互協(xié)調(diào)，進行交流才能準確地找出問題并提出相應(yīng)的解決辦法，根據(jù)提出的措施進行有效調(diào)整。然而，如果等到問題發(fā)生后才相互協(xié)調(diào)和探討，會直接影響到工作效率。而BIM技術(shù)就可以在建筑工程項目建設(shè)之前對可能發(fā)生的所有問題進行相互協(xié)調(diào)，形成協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)為工程管理人員提供參考，為各項目之間的工作奠定基礎(chǔ)，避免在施工后才發(fā)現(xiàn)問題。

（三）模擬性

BIM技術(shù)在建筑工程項目中可以通過模擬技術(shù)將整個建筑施工模型進行3D模擬、4D模擬以及5D模擬并展現(xiàn)出來，也就是說BIM技術(shù)不僅是模擬建筑施工模型，還可以對建筑項目施工前的招投標環(huán)節(jié)，設(shè)置出合理的施工方案[1]。BIM還可以控制建筑工程項目施工成本進行造價控制，盡可能地實現(xiàn)最低成本，而且可以模擬緊急情況人員逃生疏散，展現(xiàn)出未發(fā)生事件的真實效果。

（四）優(yōu)化性

建筑工程項目從設(shè)計到施工完成的全過程都處于不斷優(yōu)化的狀態(tài)，然而，在現(xiàn)實生活中整體優(yōu)化受到數(shù)字信息、復(fù)雜程度以及時間因素的限制，無法做出更加合理的優(yōu)化效果。因此，BIM技術(shù)能夠展現(xiàn)出詳細的建筑工程項目信息數(shù)據(jù)，以及能夠模擬不斷變更的問題，不斷對復(fù)雜的項目進行優(yōu)化。例如，一方面可以優(yōu)化建筑工程項目方案，建筑項目設(shè)計直接影響到投資回報，因此，我們可以將建筑項目前期設(shè)計和項目后期完成的回報相結(jié)合，可以直觀地計算出建筑項目設(shè)計對后期投資回報的影響，可以掌握更多的建筑信息，便于投資方有更多選擇的機會，設(shè)計出最佳方案。另一方面可以優(yōu)化一些特殊的建筑工程項目，建筑工程項目全過程不僅僅是建筑物施工圖紙，還包括屋頂、幕墻等其他設(shè)計，雖然這部分內(nèi)容在整體上占據(jù)的比例小，但是這些內(nèi)容設(shè)計更具有復(fù)雜性，施工量、施工難度以及施工困難相對來說都比較突出。因此，通過BIM技術(shù)進行優(yōu)化，可以有效提升建筑工程項目效率，減少施工周期，為后期造價改建提供有利條件。

（五）可出圖性

BIM技術(shù)的可出圖性并非建筑設(shè)計專業(yè)團隊提供的設(shè)計圖紙，而是通過對建筑工程項目在可視化、協(xié)調(diào)、模擬及優(yōu)化的基礎(chǔ)上提供實時的項目圖紙，例如，綜合管線圖、綜合結(jié)構(gòu)留洞圖、碰撞檢查偵錯報告和建議改進方案等，避免建筑工程項目在施工中遇到與實際工作不符合各部門之間相互發(fā)生沖突的情況[2]。而BIM技術(shù)可以利用模擬的方式進行檢查以及及時改進。

（六）一體化性

BIM技術(shù)可以在建筑工程項目設(shè)計到施工以及后期完成后的運營的全過程進行一體化管理，其核心技術(shù)就是利用計算機技術(shù)對建筑項目所有信息整合為整體的數(shù)據(jù)庫，其中具有建筑項目的設(shè)計信息、建成使用以及使用周期結(jié)束的全過程信息。

（七）參數(shù)化性

BIM技術(shù)中的參數(shù)化建筑模型是指通過改變模型中的參數(shù)值就可以建立和分析出全新的建筑模型，BIM技術(shù)中的圖形元素是由構(gòu)建的方式展現(xiàn)出來的，而這些不同的構(gòu)建又是通過參數(shù)之間的調(diào)整反映出的，所以參數(shù)中保留了圖形元素作為數(shù)字化建筑構(gòu)建的所有信息。

（八）信息完備性

BIM技術(shù)中的信息完備性就是能夠?qū)ㄖこ添椖恐械娜魏螌ο筮M行完整描述，例如，對3D幾何信息和拓撲關(guān)系的描述。

三、BIM 在工程管理專業(yè)實踐教學(xué)中的應(yīng)用策略

（一）制訂BIM 教學(xué)目標，幫助學(xué)生全面理解工程管理專業(yè)

工程管理專業(yè)屬于交叉的復(fù)合性學(xué)科，具有復(fù)雜性、系統(tǒng)性以及涉及面廣的特點，學(xué)生對工程管理專業(yè)要有全面的認知，才能獲得更高的專業(yè)素養(yǎng)。在以往的教學(xué)過程我們發(fā)現(xiàn)，許多教師在專業(yè)教學(xué)中將工程和管理作為兩個不同的內(nèi)容進行學(xué)習(xí)，學(xué)生很難正確理解工程管理的全過程。因此，教師要把BIM技術(shù)的特點與實際教材相結(jié)合，制訂完善的教學(xué)目標，更好地發(fā)揮實踐教學(xué)的積極作用。首先，讓學(xué)生充分了解BIM技術(shù)在建筑工程行業(yè)中的實際應(yīng)用情況，例如，在建筑項目施工動畫、仿真模擬展現(xiàn)出的建筑模型等，讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)BIM技術(shù)的重要性[3]。其次，教師還要讓學(xué)生熟練地掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用技巧，能夠獨立完成相關(guān)的圖形作業(yè)。最后，教師在實踐教學(xué)中進行BIM技術(shù)的應(yīng)用，以真實場景為例，引導(dǎo)學(xué)生在實現(xiàn)仿真施工和模擬建筑工程管理方面進行思考和探索，幫助學(xué)生通過實際動手操作，提高實際應(yīng)用能力，同時能夠培養(yǎng)學(xué)生的思維創(chuàng)造能力和實踐能力，促進工程管理專業(yè)實踐教學(xué)有效性的提升。

（二）利用BIM 技術(shù)完善實踐教學(xué)體系

教師在開展實踐教學(xué)活動時，可以分析出BIM技術(shù)與工程管理專業(yè)之間的緊密關(guān)聯(lián)作用，從而研究出與BIM專業(yè)知識相關(guān)的教學(xué)課程，能夠有效改善工程管理專業(yè)教學(xué)質(zhì)量和效率，教師在人才培養(yǎng)過程中能夠幫助學(xué)生全面發(fā)展。例如，利用BIM技術(shù)中可視化、模擬化和優(yōu)化性特點，逐漸在工程管理專業(yè)課程中的工程管理概述以及房屋建筑學(xué)等內(nèi)容中進行有效融合，優(yōu)化教材內(nèi)容，還能幫助學(xué)生拓展學(xué)習(xí)視野，引導(dǎo)學(xué)生掌握更多的專業(yè)知識和技能。另外，還可以將BIM技術(shù)中的3D、4D、5D模擬技術(shù)與工程制圖和房屋建筑CAD等教材內(nèi)容相結(jié)合，幫助學(xué)生掌握一定的計算機繪圖能力以及三維建模能力。因此，教師將BIM技術(shù)有效融合到工程管理專業(yè)課程教學(xué)中，能夠利用BIM技術(shù)的特點優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容，充分發(fā)揮出其實踐教學(xué)的作用的價值，還可以提高學(xué)生BIM技術(shù)的實踐應(yīng)用能力。

（三）建立專業(yè)的BIM 實訓(xùn)實驗室，提高學(xué)生的實踐能力

工程管理專業(yè)實踐教學(xué)中最重要的環(huán)節(jié)就是實訓(xùn)，所以教師要為學(xué)生提供參與實訓(xùn)的機會，讓學(xué)生在實訓(xùn)中提高實踐能力，促進培養(yǎng)高素質(zhì)復(fù)合型人才目標的實現(xiàn)。因此，學(xué)校和教師要高度重視工程管理專業(yè)實踐教學(xué)，為學(xué)生組織實踐教學(xué)活動，學(xué)生在實踐中也能再次鞏固工程管理專業(yè)的理論知識，更好地理解和吸收，將所學(xué)的知識轉(zhuǎn)換為實際應(yīng)用能力，學(xué)生才會將所學(xué)的內(nèi)容構(gòu)成系統(tǒng)化的知識體系，強化記憶[4]。另外，教師在組織學(xué)生開展實踐教學(xué)活動中，為了提高實踐教學(xué)活動的有效性，可以建立專業(yè)的BIM實訓(xùn)實驗室，為學(xué)生提供以就業(yè)為向?qū)У慕虒W(xué)活動，讓學(xué)生能夠充分了解工程管理的職業(yè)性。在此過程中學(xué)校要為學(xué)生提供專業(yè)的指導(dǎo)教師，可以利用校企合作的方式，利用工程管理專業(yè)人員對學(xué)生進行專業(yè)訓(xùn)練，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中對自己在今后工作中的職業(yè)目標進行明確的規(guī)劃，不斷提高自己的專業(yè)素養(yǎng)，最終能夠順應(yīng)企業(yè)的發(fā)展需求，在就業(yè)中增強自己的競爭優(yōu)勢。

（四）實施BIM 教學(xué)計劃，強化學(xué)生BIM 知識應(yīng)用能力

實踐教學(xué)是高校各專業(yè)教學(xué)中極為重要且不可或缺的組成部分，工程管理專業(yè)也不例外，需要立足于該專業(yè)實踐教學(xué)的具體情況來考慮，制訂并實施BIM 應(yīng)用于工程管理專業(yè)的教學(xué)計劃，并循序漸進地去實施，以使學(xué)生BIM知識應(yīng)用能力得到強化。首先，對于大一的工程管理專業(yè)學(xué)生，主要側(cè)重于BIM 理論知識的傳授，如BIM中涉及的計算機知識，需要學(xué)生了解和掌握其相關(guān)內(nèi)容，從整體上對其有一個全面的認識。升入大二后，則注重學(xué)生在軟件方面的學(xué)習(xí)，指導(dǎo)學(xué)生以相關(guān)軟件來建模，同時為提高這部分教學(xué)計劃的實施效果，還要引導(dǎo)學(xué)生在建模過程中，對空間體系概念的逐漸形成，深入透徹地學(xué)習(xí)相關(guān)內(nèi)容及技術(shù)，以提高學(xué)習(xí)實效性。大三時則可開展整合訓(xùn)練，一方面對BIM的相關(guān)技術(shù)仍需要不斷學(xué)習(xí)，以便更加深入地理解和運用BIM知識，另一方面制訂實踐方案，以鍛煉學(xué)生應(yīng)用BIM知識的實踐能力，并在不斷鍛煉的過程中更加熟練地加以應(yīng)用，促進其在項目管理方面素質(zhì)的提升。大四時側(cè)重于學(xué)生BIM設(shè)計能力的培養(yǎng)，可讓學(xué)生參與到協(xié)同設(shè)計工作之中，在完成最終設(shè)計的整個過程中，重點學(xué)習(xí)BIM商務(wù)標編制、BIM三維建模等內(nèi)容，以幫助學(xué)生將所學(xué)的BIM知識靈活應(yīng)用于不同方面的工作中。

（五）強化BIM 師資隊伍建設(shè)

學(xué)生BIM知識掌握水平及應(yīng)用能力如何與師資隊伍力量的強弱具有一定關(guān)系，因此承擔BIM技術(shù)實踐教學(xué)的教師必須具備相應(yīng)的專業(yè)知識，同時還要對相關(guān)軟件的應(yīng)用方法熟知并熟用。從目前各高校對BIM技術(shù)掌握的師資隊伍來看，師資力量較薄弱。因而為保障BIM實踐教學(xué)的實效性，加強BIM 師資隊伍建設(shè)不失為一條有效途徑，高校應(yīng)經(jīng)常開展一些BIM相關(guān)知識及技術(shù)的培訓(xùn)、講座，組織專業(yè)教師踴躍參加，并動員他們主動參與工程實踐，以提升師資隊伍力量，為BIM實踐教學(xué)打好基礎(chǔ)。此外，高校還可與施工單位、建筑設(shè)計院等單位合作，邀請經(jīng)驗豐富的資深工程專家、設(shè)計師來校舉辦專題講座及授課，以提高掌握BIM技術(shù)的師資隊伍力量。

綜上所述，對工程管理專業(yè)而言，對學(xué)生進行有關(guān)BIM技術(shù)知識的學(xué)習(xí)能夠提高實踐教學(xué)的效果。在實踐教學(xué)中，教師要結(jié)合BIM技術(shù)的特點，幫助學(xué)生全面理解工程管理專業(yè)的真正意義，不斷培養(yǎng)出具有高素養(yǎng)的專業(yè)人才。