面向“新工科”的工程管理信息化导论课程建设与思考

谭毅，尹璨，李昇翰

（深圳大学 土木与交通工程学院，广东深圳 518060）

1 背景

“新工科”建设是近年来我国教育部提出的新的教育战略，其对应的是新兴产业的专业，如人工智能、智能制造、云计算等[1]，也包括传统工科专业的升级改造，目的是培养具有创新精神以及跨学科整合能力的人才。

随着社会的进步和科技的发展，计算机、物联网、大数据等信息技术不断更新，建筑行业需要在发展过程中针对自身工作进行创新。工程管理作为其核心组成部分，不仅直接影响着工程的施工效率，还对工程的质量起着决定性的作用[2]。随着现代化建筑规模的不断扩大，施工过程涉及的机械设备和人员的交叉作业增多，在工程管理中融入信息化技术，如利用建筑信息建模（BIM）、3D 激光扫描、无人机等信息技术自动获取追踪现场动态信息和数据分析驱动的管理模式，将会提升工程项目管理的质量和效率[3]。

工程管理专业是新兴的工程技术与管理交叉复合性学科，传统的人才培养模式很难在行业升级转型过程中提供足够的支持。因此，需要探索新的课程模式，在工程管理专业的培养方案中融入以人工智能、云计算和大数据等为代表的信息技术，培养符合新时代发展需求的创新复合型人才。

2 工程管理信息化课程现状

在“新工科”和建筑信息化的背景下，许多学校将BIM、装配式技术等新工艺的应用融入了建筑工程专业课程体系，将信息化技术与建筑工程领域相关技术融合来培养社会需要的人才。

在建筑工程领域，计算机的应用已经不仅局限于传统的CAD，像BIM 技术已经成为建筑行业发展的趋势[4]，目前许多高校都将其纳入建筑工程类专业的教学中[5]。国内许多高等院校已经开设了BIM 课程教学，但是依旧存在许多不足之处：（1）未把其纳入课程体系。许多高校并没有将教学模式和BIM 技术有效结合起来，学科评估中也没有把相关课程纳入评估体系指标，因此教学体系不完整。（2）对BIM 的认知存在偏差。许多人片面地将BIM 等同于建模，并未涉及如何将BIM 技术应用于施工、管理等领域，忽略了对BIM 本质和精髓的教育。（3）缺乏全过程应用的BIM 教学案例。在理论课程中涉及BIM 的知识点比较零散，缺乏全过程的工程教学案例，不能把设计、施工和管理的知识点联系起来，使得教学内容不够连续[6]。

除BIM 课程之外，一些学校还开设了装配式、可持续建设、大数据技术应用等行业信息化前沿的课程。但是，相关课程设置明显滞后于实践，现有专业教学课程集中于管理信息系统，缺乏对新技术的更新，并且课程间内容比较零散，缺乏逻辑关系。因此，需要一门课程系统地介绍工程管理的信息技术及应用，填补现有课程中信息技术方面的空白，并将各门课程的内容连接起来[7]。

3 工程管理信息化导论课程建设

近年来我国建筑行业不断发展，同时也面临着转型与创新方面的需求。然而，部分高校开设的信息化课程之间缺乏逻辑性，为了将现有课程内容连接起来，培养“新工科”背景下工程管理高水平人才[8]，以深圳大学土木与交通工程学院为例，开设工程管理信息化导论这门课程。导论性质的课程用来介绍专业的形成与发展，帮助学生对其形成系统的认识，使他们对所选专业有所了解，为今后专业课程学习做好铺垫。

3.1 教学大纲和教学计划

课程选取深圳大学土木与交通工程学院2019 级工程管理专业的学生为对象，进行为期17 周的工程管理信息化导论教学。教学大纲是以《BIM 应用·设计》[9]《BIM 应用·施工》[10]和《建设工程管理信息技术》[11]这三本书为参考，涉及的其他资料有《建筑经济》《工程管理学报》《Automation in Construction》等。该课程授课模式以理论形式为主，全面介绍工程管理信息化在建筑全生命周期的应用，课程框架如图1 所示。

图1 课程框架

3.2 教学方案设计

3.2.1 教学内容

新兴的信息化技术广泛地应用在建筑工程领域，它的应用可以覆盖建筑的全生命周期，从规划、设计、施工到运营阶段，直到建筑设施被拆除或破坏。因此，我们的课程内容以项目全生命周期为背景，介绍相关的信息技术在项目每个阶段的应用以及将如何实现工程智能化的管理[12]。具体技术如表1 所示。

表1 各阶段的信息化技术

在建筑项目规划阶段，需要对工程的初始现状进行调查，地理信息系统（GIS）、遥感（RS）、全球导航卫星系统（GNSS）、无人机（UAV）等技术的发展，提供了新的信息获取、处理和分析的手段，将这些技术应用在工程规划中提高了效率。因此，教学内容设置了GIS、RS、GNS 等技术辅助项目前期规划等知识点。

在建筑项目设计阶段，以往应用2D 软件进行设计时，不协调的情况时常发生，以至于造成了多方面的损失。BIM 技术为实现协同设计提供了可能性，使得不同专业的设计人员能在同一个BIM 模型上展开协同设计，及时解决设计中不协调的问题。比如，检查平面布置是否适宜、管道布置是否会发生冲突碰撞，大大减少了设计时间，提高了设计质量。

在建筑项目施工阶段，利用无线网络、传感器、计算机视觉等信息技术，对施工工序进行跟踪，将施工现场的信息及时传递给工程的管理者，为其做决策提供了参考，有效减少了施工时间。同时，智能建造和智慧工地作为建筑业转型升级的核心推动力，其相关知识点也将在教学内容中进行设置。

在建筑运营维护阶段，作为项目全生命周期中最长的一个阶段，它的效率是确保工程质量的关键。新兴的人工智能、物联网、激光扫描等技术，应用于设备和机房的智能化管理，形成了具体的运维方案，大大减少了人力和成本，实现了精细化运维管理。

3.2.2 教学方式

运用“腾讯课堂”教学平台，实现线上和线下综合教学模式[13]。在上课前，将相关课程资源上传到平台，学生能通过线上教学资源进行预习。在学习过程中，如果遇到疑点难点，做到及时查缺补漏。课后，教师通过该平台发布相关作业，学生通过平台提交，教师可以实时跟进学生的学习进度，并且作业将以电子版的方式存档，不容易遗失。

同时，线下教学的作用也不能忽视，将线上教学资源和课堂授课内容相结合，提高教学质量。在教学过程中，以工程实际项目为课程背景，学生通过小组合作、交流共享的方式完成任务。整体教学模式框架如图2 所示。

图2 教学模式框架图

3.3 学生考核评价体系

在教学过程中，对学生进行考核是非常重要的，这不仅能评价教学质量，还能检查学生对知识的接受程度，为任课教师提供教学反馈，及时做出相应调整。

目前高校中许多课程的考核仍采用传统模式，通常以期末考试为主，平时成绩为辅，并且期末考试的成绩占总成绩的比重较大，导致部分学生平时放松对学习的管理，选择期末考试前突击复习，教师无法得到有效的教学反馈，也无法充分评价学生对知识的掌握情况。

课程采用过程性考核[14-15]，除了课程作业和期末考试的考核方式外，还重视考查学生知识掌握的全面性以及是否具备应用这些知识去解决问题的综合能力。我们主要将课程最终成绩考核分为四个部分，具体如下：

（1）课堂发言。教师在授课过程中随机提问，对学生的回答情况打分，以5 次问答情况都得到优秀作为满分。课堂发言的成绩占总成绩的10%，按比例计入总成绩。

（2）课后作业。课程属于导论性质的课程，考查学生的语言表达和思维创新方面的能力，其中共有5 次和课程内容相关的作业，每次成绩占总成绩的10%。

（3）纸质报告。以论文形式进行考核，以小组为单位，每组人数不超过5 人。论文主题为工程管理信息化技术的拓展延伸，具体采用小组抽签的方式决定，某学期的论文主题内容如表2 所示。这一部分的成绩占总成绩的25%。

表2 课程报告的考核内容

（4）课程汇报。小组采用PPT 的形式进行汇报，分组情况应与提交报告的情况相符。学生在进行汇报时，要求PPT 的内容和本组成员论文的核心思想一致，汇报的时间控制在15 分钟以内，并接受教师与其他小组成员的提问。汇报的成绩占总成绩的15%。

4 关于课程建设的思考

以BIM、物联网、人工智能等为代表的新一代信息技术，正对工程管理产生深刻的影响。工程管理信息化导论课程的建设正是在该背景下进行的。笔者基于本课程建设过程的经验，认为以下几点可以供课程改革参考：（1）信息化知识点要与时俱进。在数字信息技术日新月异的今天，课程中介绍的技术需要紧跟建筑行业趋势，并且需要有一定的前瞻性。（2）信息化知识点简洁易懂。在准备课程内容时，需要充分考虑学生的专业背景。工程管理信息化属于交叉跨学科类课程，信息技术及其应用的介绍应尽可能通俗易懂，便于掌握。（3）信息化知识点合理切入。每个院校工程管理专业的培养方案都已经较为完善和稳定，要在此基础上开设信息化类的导论课程，首先，需要充分考虑和研究现有培养方案在哪些环节可以被信息技术赋能。然后，确定合理的信息技术与工程管理专业知识点的融合教学内容。例如可以参考本门课程，以工程项目全生命周期为主线，介绍不同的信息技术是如何赋能工程管理的。最后，利用最新的教学手段，比如增加无人机、3D 打印等实操环节，开展相应的教学。

5 结语

将工程管理与信息化技术紧密相连并且培养“新工科”背景下的专业人才，成为高校义不容辞的责任。同时，建设一门以建筑工程全生命周期为背景的导论性质的课程，系统地介绍信息化技术的应用，将各门工程信息化课程的内容有逻辑地连接起来，使信息化技术系统地渗透进本专业的知识体系，加强学生对专业信息化课程理论和实践的理解，是工程管理信息化技术教学必不可少的环节。