基于BIM的《建筑工程概预算》课程实践教学体系构建与实践*

陈棉 陈晶

(河西学院土木工程学院，甘肃 张掖 734000)

0 引言

实践教学是巩固所学理论知识的有效途径，是培养高素质、创新型工科技术人才的重要环节，是理论与实际相结合、培养团队意识、提高实际动手能力的重要手段。《建筑工程概预算》课程作为工程管理专业的核心课程之一[1]，具有综合性、实用性、实践性、政策性、区域性强等特点，尤其在培养学生进行投标、施工图预算过程中，工程量的计算与复核、定额的套用等环节只有在实践教学基础上开展，才能确保投标报价、预算造价在合理的范围之内，从而强化理论在实践案例中的应用效果，培养学生的创新意识和实践能力。因此，该课程实践教学环节十分重要，有必要进行实践教学改革。

1 BIM概述

建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)是一种应用于工程设计、建造、管理的数据化工具[2]，主要包括建筑、结构、机电(给排水、暖通、消防)、BIM 5D、场地布置等一系列软件。《建筑工程概预算》课程中用到的主要软件有Revit建模软件，BIM算量软件(土建、钢筋)，BIM安装算量软件，计价软件，BIM 5D等。例如，通过Revit建模软件形成各专业三维模型进行碰撞检查，有助于找出图样设计冲突，及时调整和修改设计，减少实际施工中的返工，控制工程造价，保证按期完成工程任务。

建筑工程概预算课程知识量大、实践性强，但是课堂教学时数有限，在教学中融入BIM技术，可通过三维模型进行直观、形象的展示与计算，使课堂不再枯燥乏味，能够帮助学生更快地掌握所学知识，效果良好。基于此，总结BIM技术的优点如下[3]：

(1)CAD图样三维化，更加立体、直观。BIM技术可以将CAD(平面)图形转化成三维实体模型，更加可视化。这种可视化是由组件之间的交互、反馈形成的，用于效果图显示，并存储了项目的重要信息。更关键的是，在项目设计、施工、运营等各个阶段，各参与方进行沟通、讨论、决策等都可以在三维可视化模型的环境下开展。

在《建筑工程概预算》课程教学中引入BIM技术，通过模型构建与三维模型展示可以提升学生的识图能力，通过模型更加直观地展示辅助理解钢筋布置、工程量计算、构件划分等内容，增强学生对实际项目的感知力。

(2)增强模型协调性，提高工程量计算的准确度。碰撞检查是目前BIM技术应用的常用功能之一。通过对各专业设计图样进行统一模型的构建以及动态和静态碰撞检查，可以发现各专业之间协同不到位导致的冲突点以及空间想象不到位、审图疏忽等造成的碰撞点。针对每一个冲突点，采取措施进行整合、优化，有助于解决传统二维图样会审效率低、耗时长、发现问题难的弊端。

(3)全流程智能控制。智能控制是BIM技术的核心内容，首先是进行控制管理；其次是进行规划、设计，如设计、招投标控制管理，成本、质量、进度控制，以及合同、物资管理等。通过智能控制，可以提高各专业人员的工作效率，提升企业经济效益。

(4)全流程协同工作。在项目设计阶段应用BIM技术，各专业设计人员可以协同设计，从源头减少缺项漏项、设计冲突等。在项目施工阶段应用BIM技术，可以有效提高各项工作的管理效率和各个工序的协调效率。

目前，国内大多数建筑企业都有很强的应用BIM技术的意识，BIM技术已经在不同项目的策划、设计、施工等各阶段广泛应用，项目全过程管理中也开始采用该项技术。

2 课程教学中存在的问题

2.1 课程内容更新较快，教材相对滞后

《建筑工程概预算》的课程性质决定了其内容必然要紧跟当前形势。近年来，建筑行业发展迅速，法律、法规、相关制度得到了补充和完善，行业规范、标准更新速度快，工程造价知识不断充实，新的清单计价规范也在修订，这些都将直接影响该课程的教学内容[4]。需要关注的一个问题是，受出版周期长等因素影响，该课程使用的教材更新不及时，滞后现象明显。

2.2 课堂内容多，课时有限

根据该课程教学目标和教学任务可知，《建筑工程概预算》课程涉及教学内容多，与各课程之间存在交叉部分。课堂教学时数为48学时，在这有限的教学时间内，既要保证教授所有内容，又要使学生具备施工图预算编制、投标文件编制能力，难度较大。尤其是在实验教学缺失、课程设计仅有一周的前提下，建模、计价软件的教学难度更大。

2.3 理论联系实际能力弱

该课程教学内容涉及工程量计算、定额套用、计价原理方法等知识，对实践能力要求较高。但是，由于教师工程实践能力与经验不足，对实践内容理解不到位，导致该课程多以理论教学为主、以实践教学为辅，且实践教学多浮于表面，实践教学欠缺。因此，该课程教学结束后，学生理论联系实际的能力较差，实践能力不足，无法独立编制完整的工程造价文件。

2.4 学生认知不够，学习兴趣不高

学生对于工程管理专业的认知主要源自教师和学校的宣讲，自主了解的较少，对专业课程的重要性和相关性认识不足，在学习《建筑工程概预算》课程的过程中理论基础不够扎实，对实践教学的认识也不足，很难将自己所学的知识应用到科研、实习和课程设计中，动手能力较差。

3 课程实践教学体系构建

工程管理专业以培养应用型人才为主要目标，不仅要讲授专业理论知识，还要进行专业实践教学改革，与时俱进，满足市场需求[5]。基于此有必要针对《建筑工程概预算》课程构建实践教学体系，如图1所示。

3.1 教学内容的调整

为了提升学生的实践能力，提高项目概预算、造价控制水平，根据《建筑工程概预算》课程的教学目标，在整个教学环节和实践环节引入BIM技术，以实际项目为依托，开展投标文件、施工图预算编制教学，构建教学内容体系。

3.1.1 调整课堂教学内容

(1)计价原理和方法。计价原理和方法是《建筑工程概预算》课程前几章的内容，属于造价基本理论，传统教学内容主要有：工程造价的构成；工程造价计价依据(定额分类、编制原理与依据)；工程量清单计价；投资估算、设计概算、施工图预算的编制程序和方法等。基于BIM技术，在该部分教学中引入软件展示环节，让学生更加直观地掌握计价基本原理。课程内容调整为：软件报表展示造价的构成；软件操作套取定额、定额换算与补充；综合单价的形成与计算等。

(2)识图。要计算项目造价，必须准确计算工程量，必须学会识图。因此，识图是后续进行手工工程量计算和软件建模的基础。识图教学包括识读建筑、结构图样，了解土石方、桩基、砌筑、钢筋等工程的做法，为后续量的计算和提取打好基础。以钢筋讲解为例(16G101图集)构建识图实践体系，如图2所示。

(3)工程量的计算。工程量计算是该课程的重要教学内容。传统教学内容主要是在掌握清单工程量、定额工程量计算规则的前提下准确计算工程量，详细内容包括建筑面积计算、土石方工程量计算、三线一面基础数据计算、门窗统计表、砌筑工程量计算、混凝土与钢筋混凝土工程量计算等。调整后的课程内容包括CAD图样识别，BIM模型(建筑、结构)中工程量的展示，工程量表与构件三维的联系，钢筋部分参数设置，平法图集的应用等。

(4)造价管理。基于BIM的工程造价控制是造价管理行业的新思维、新方法，不仅可以处理海量数据，还可以实现造价管理流程再造，从管理一个点扩展到一个面甚至一个矩阵。造价管理内容重构见表1。

表1 造价管理内容重构

3.1.2 实践教学内容的调整

实践教学主要是指《建筑工程概预算》课程设计，由学生自主应用Revit软件完成实际项目三维模型构建，进行碰撞检查、净高检查，找出图样冲突，完成模型优化，导入土建计量平台软件进行工程量计算，导入计价软件完成工程组价，导出造价文件。该课程设计历时14天，其中1天熟悉图样，8天构建三维模型，5天进行模型优化、定额套用、报表输出等。

3.2 教学方法

教学方法不仅是教的方法，还是教师教的方法与学生学的方法彼此融合。传统教学方法的主要目的是传授知识，学生与教师互相交流；调整后以培养学生技能为主，遵循以学生为中心的教学理念，培养学生理论与实践相结合的能力[6]。

3.2.1 案例教学

根据教学需要，采用案例组织学生进行学习、研究、锻炼能力的方法叫作案例教学法[7]，主要有案例讨论法、多媒体案例法、模拟案例法。案例教学以具体工程实例为分析对象，与具体工作相匹配，可以让学生认识到所学知识的重要性，从而促使学生积极主动学习，形成良好的课堂氛围，师生互动，共同探讨教学目标。

3.2.2 项目教学

项目教学是指通过实施一个完整的项目进行教学活动[8]，主要内容包括：在教师的引导、指导下，学生边做边学，把课堂教学所学到的、看到的与实际项目相结合，解决实际项目问题，提高自身综合能力。项目教学效果如图3所示。

3.2.3 任务驱动教学

任务驱动是围绕任务的确定、完成等活动进行探究的一种教学方法[9]。在这一模式下，教师不是单纯授课而是成为共同参与者，效果较好。

3.3 加强教学软硬件建设

3.3.1 建设“双师型”教师队伍

教学效果的关键在于教师，理由如下：其一，教师素质面临网络教学挑战，要提升教师信息素质，就必须建设完善的课程互动平台，帮助学生进行网上学习；其二，教师能力也是影响实践教学效果的重要因素，需要培养“双师型”教师，使其具备在技术思维下解决实际问题的能力[10]。

3.3.2 建设实训基地，实行校企合作、现场实习的联合培养模式

实践教学有两种模式：第一种是校内实训室建设，现有BIM实训室、建筑工程概预算实训室，用于进行课堂软件展示、案例讲解、课程设计等；第二种是企业实践基地建设，与本地企业进行产学研合作，组织本专业学生实习，全面培养具有创新观念和实践能力的专业人才，推动双方互利共赢。

4 实践教学体系的反馈与优化

完成实践教学体系构建后需进行效果考察。选定工程管理172班、181班进行实践教学，严格依据课程改革内容执行，课堂教学80学时，课程设计历时14天，圆满完成所有任务。本次效果反馈面向学生，采用问卷调查的方式开展。

采用Nvivo11对访谈文本进行编码和分析，采用自下而上的方式对文本进行编码，最终确定了教学实践效果的教学内容、教学方法及其教学设施、手段这三个核心主题构成的框架，见表2。

表2 实践教学效果核心主题框架

为了保证问卷的效度，由5名教师对问卷进行试填并提出修改意见。在正式发放问卷前对问卷进行测试，结果显示，问卷的Cronbach’sα值为0.861，具有较高的信度。通过问卷网以在线形式进行问卷调查，使用SPSS 23.0对问卷量化数据进行描述性统计分析，从教学内容、教学方法、教学手段三个方面开展，具体结果如图4所示。

从调查数据来看，教师综合能力满意度为1.694，满意度最低；识图、计价、工程量计算等实践教学满意度最高(1.044)，与最低分的差距不是很大。总的来说，学生对《建筑工程概预算》课程实践教学的满意度较高。

本次实践教学效果较好，学生能够自主查阅相关文献资料，做到课前预习、课后复习，完成教学任务收集等。不能否认的是，本次实践教学也存在一些不足：实际案例收集不充分、难易程度差异大，深入性不够；学生讨论个别内容效果不好；个别同学不看推荐视频，影响课堂效果，需进一步调整优化。

5 结语

将BIM技术引入《建筑工程概预算》课程，通过实际案例进行教学内容、方法、手段重构，提升整体教学效果特别是实践教学效果；通过教学改革，锻炼学生的团队协作能力和实际动手能力；通过与实际项目相结合，调动学生的学习积极性，提高课程实践教学质量。该教学改革符合建筑行业发展需要，可以有效提升学生独立解决实际问题的能力，实现对所学知识的有效利用，增强就业竞争力。