BIM仿真在工程项目管理课程教学改革中的应用

曾子轩

广西财经学院

【摘要】在工程管理专业中，工程项目管理课程是一门注重实践的课程，其教育与教学在素质教育深化中得到了进一步的改革，创新地应用教学手段也为当前课堂教学效率的提高注入了新的推动力。文章结合多年的教学经验，浅谈BIM仿真在工程项目管理课程教学改革中的应用，以供参考。

【关键词】BIM仿真；工程项目管理课程；教学改革；实践应用

工程项目管理专业的核心课程是《建筑工程项目管理》，其涉及的知识面广、实践性强，且需要用理论与实践相结合的方式全面提升学习效果[1]。工程管理专业的学生，更是要求在学校期间掌握相关专业知识，培养适应行业发展与时代变化的能力，确定学习的目标。本文拟用BIM仿真技术，发挥其在推动工程项目管理课程教学工作中的价值与作用。

一、BIM技术教学实践简述

BIM的中文直译是建筑信息模型，在中国《建筑工程信息模型应用统一标准》中，它直接表述为：工程项目全寿命期内项目组成部分物理特征、功能特征以及管理要素的数字化表达。利用计算机数字技术表达不但整合了几何、物理和功能信息，还为在三维数字化技术支持项目生命周期建设中提供了决策。有资料显示，美国建筑业存在57%的资源浪费，但在同样的时间中，普通制造业领域浪费为26%，因此美国在很早就已经希望将BIM技术信息化运用于建筑业。时至今日，美国已有多所高校开设有关BIM实践性课程，学生从理论到实践均能掌握项目的整个交付过程，从而明确当下建筑行业运行发展的各项要求。例如德克萨斯州A&M大学工程建设学院，早在10年前就一直为学生开设BIM课程，并将这门课程定义为3D-2D模型集成信息过程，参与学习的学生要掌握的仿真模型技术包括Autodesk、Google Sketch-Up以及Autodesk Revit等软件应用[2]。除了教学领域，BIM工程技术的应用，以信息共享作为基础，很大程度上减少了不必要的重复劳动，有效降低了成本，提高了效率。

与国外学校注重的BIM技术教学相比，国内的教学改革依旧处于初级阶段，且在发展过程中遇到了瓶颈，同时又受到缺乏专业教授人员等资源的限制，导致其教学改革举步维艰。但目前国内有好几所大学正在BIM课程的教育改革中不断摸索。

二、BIM仿真教学应用模式的实施方案

在应用的BIM可视化教学实践中，工程项目管理教学改革的思路可以从以下几点出发；首先要确保一定的实际工程项目模仿环境与施工条件，便于在教学改革过程中进行分析与问题解决，增强应变能力培养的可操作性；其次是动态行仿真演练可视化工程，针对具体模拟的工程项目要有系统、全面和整体的管理理念；最后是确定模拟过程中的参与方式、实际内容、责任等信息，一旦确定角色，就要保证整个模拟建设全过程的全面性与系统性。在《工程项目管理》教学中应用BIM技术，基本原理的消化理解是首要的任务。结合当前学生普遍的自学能力，可以将这门专业课程的教学规划安排如下：（1）详细传授有关项目管理方法的概念、原则、技术，紧密结合理论与实践；（2）全面掌握项目管理与BIM技术的基础知识和操作方法，并在操作过程中要求学生养成对日后具体工作可能产生隐患的预防性意识；（3）以分析项目管理与BIM相结合的综合性案例为主，准确区分涉及其中的各项因素关系，确保学生学会定性的分析方法与定量的分析方法结合理论；（4）工程管理课程专业涉及的知识范围较广，教学过程难免遇到对专业知识不理解的情况，如果条件允许，最好全方位引入BIM技术手段辅助教学，模拟课外实践的环境，提高教学效果。其中，具有改革意义的模式为“课堂案例结合讲授+多媒体辅助教学+可视化仿真建模+现场实践”。在重要的实施阶段，学生的逻辑能力与分析水平非常重要，具体的教学内容不但要强调工程项目过程管理、工程进度控制、工程造价管理、安全环境管理、工程信息管理以及后续的验收等，还包括掌握BIM技术的原理和应用软件。因为结合了BIM技术的多媒体教学展示更具备生动形象的特征，学生的应用教学过程更有身临其境之感，所以专业课程的章节带入BIM模拟或实景录像，如建筑施工现场管理、建筑安全环境等都更能提高效率。

BIM信息技术最大的益处在于三维可视化模型应用，学生将建筑物以专业的BIM软件进行模拟，真正实现将工程带进课堂，如身临其境。例如在学习施工阶段项目管理，最核心的内容包括进度以及各种横道图、网络计划等，这些内容烦琐而枯燥。如果采用了BIM技术的4D虚拟仿真建造技术，采用4D模拟施工动画，从电脑中建立模型，借助三维可视化设备虚拟描述项目，那么学生更容易感知并接受。此外，还能在虚拟的项目实施环境下发现施工过程可能存在，但传统教学过程中无法发现的问题和危险因素，再次针对问题进行方案模拟，根据模型展开实时调整和修改，更能帮助学生理解和掌握有关工程施工计划优化的内容。

三、BIM仿真在工程项目管理课程教学中的改革创新

全国性的《工程项目管理》课程明确要求要通过课程学习来确保学生掌握工程项目管理的理论与方法、计划和组织、事实与控制，提高从事工程项目管理工作的能力。但不可否认，在当前的教学过程中具体知识的传授与市场行业要求以及国际化标准存在较大的出入。由此可以看出，过去的教学形式已经无法满足社会的需求，而《工程项目管理》更需要突出学习的实用性与技能性，重在改革创新[3]。过去的教学形式侧重理论细节的深入讲述，忽略了学生的实践能力与应用能力。在科技不断发展的背景下，应用如AutoRevit2012、AutoCad2012等计算机技术辅助工程软件更能强化教学效果，针对具体工程采用三维图形软件模拟数据，并以实例的情况来展现三维可视化动态仿真工程重点，学生也才更能感受到学习的乐趣。

再如国外使用的BIM虚拟可视化模式，就能在《工程项目管理》中获取很好的效果，除了上述的模拟工作环境以外，还能提供咨询事务所。学生可以实现可视化仿真工程平台取代纸质资料数据的读取方式，用更高的效率发挥更逼真的功能。另外，还能针对案例中出现的典型建筑项目，通过搜集BIM信息，建立全面的案例库，为学生当前的学习或以后行业工作提供借鉴。BIM虚拟可视化仿真工作的工程项目管理BIM教学优势如下：（1）逼真还原施工现场，使学生更能身临其境地感受现场管理活动的流程、细节以及很多难以用文字在课本中表述的知识；（2）还原虚拟施工过程的现实场景，还可以安排学生扮演其中的各个工程角色，负责现场的指挥、组织和管理，理解团队合作的重要性，并在模拟中积累直接的合作經验；（3）采用BIM模型最大的优势在于通过三维技术将施工管理信息集成和优化，尤其是在工程造价的节能上有巨大的优势，同时也是对学生工程经济、工程组织或工程计价等其他课程的补充；（4）BIM建立后，学生有了具体观察的模型，对应的信息展现不仅仅是图形，更是整个专业的轮廓与规模。

将BIM仿真应用在实际模拟中可分为两个内容，首先是引入项目管理BIM电子仿真沙盘，采用BIM电子沙盘组织学生模拟过程中的策略创建、沟通管理、决策过程、项目运作等环节。另外，学生还能采用电子沙盘的实例练习成本核算、合同预算、预算决算等过程，并针对工程涉及的工期、资源、费用等设计优化方案。这种全新的教学形式能够确保学生更深入地了解工程项目各周期具体的工作内容和流程，进一步了解物资流、信息流等本质，同时还能自我选择担任营销经理、采购经理、项目经理等模拟角色，从各部门不同分工合作的体验中完成实践，增强学习过程中的主动参与性和趣味性。

在工程项目管理课程中应用BIM技术，教学软件的主要功能模块有土木工程模拟仿真实验单元、建筑材料实验单元、工程造价模拟实验单元、工程力学实验单元以及工程过程管理模拟实验单元，其在教学各环节中均发挥了重要作用。在课堂教学中结合某建筑企业工程完成一次虚拟的仿真教学，而软件应用所带来的即视感更是以标配大屏幕来加强真实性的体验，这就能够及时为教师的教学提供所需要展示的视频输出，特别是落实到建筑施工的过程，其对应的仿真单元将进一步丰富教学内容，如有可行性的研究、招投标研究、合同管理研究、项目管理研究等，都可以进行动态化的演示，更直观地将现实的信息真实地传递给学生，进一步提高学生在应用学习中的实践能力，为今后的工作打下坚实的基础。

四、小结

本文紧密结合笔者的教学实践经验，谈论采用BIM可视化仿真技术应用于《工程项目管理》课程教学中的实践功能与价值，其高效的代入感和模拟性质有助于当前工程项目管理教学的改革，无论对改革的最终目的还是原则都有重要的作用。就目前我国应用这一技术推动教学的现状来看，《工程项目管理》的课程教学还有很大的价值和方法可以挖掘，教师后续目标应放在如何让学生在较短时间内全面深入掌握有关项目管理知识的重点目标上。

对于今后的教学改革工作，笔者补充以下几点建议：（1）结合社会对职业需求程度以及专业学科的定位来设定课程目标；（2）详细制订课程计划和设计步骤，通过BIM转变传统教学无法涉及的专业领域，如自动化计量方面，优化课程内容与结构；（3）建立BIM实验室，紧密结合社会发展潮流，确保教学与时代共同进步，积极整合当下最新的行业发展动态，完善学生专业知识结构，采用更多的BIM手段辅助教学，进一步提高学生的实践应用能力，为学生今后的成长成才打下坚实的基础。

【参考文献】

[1]张慧.在工程造价应用型本科中植入BIM技术的教学研究[J].教学实践探索，2016，16（15）：175-176.

[2]馬海兴.基于BIM技术的工程管理专业课程实践教学[J].建材装饰，2016，12（04）：167.

[3]罗中.BIM技术引入建设工程项目管理课程教学实践探讨[J].山西建筑，2015，41（22）：249-250.

[4]任宏，张尚.BIM的工程管理教学改革问题研究（二）——BIM教学改革的作用、规划与建议[J].建筑经济，2015，36（02）：92-93.