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BIM技術融入高校工程管理教學的思考

來源:UC論文網2018-11-26 08:41

摘要:

  摘要:隨著建筑業的飛速發展,BIM技術的廣泛應用已成為建筑業的一個發展趨勢。與國外發達國家相比,BIM技術的研究在中國還處于起步階段。考慮BIM在國內廣闊的發展前景,對開設高校工程管理專業培養方案進行改革...

  摘要:隨著建筑業的飛速發展,BIM技術的廣泛應用已成為建筑業的一個發展趨勢。與國外發達國家相比,BIM技術的研究在中國還處于起步階段。考慮BIM在國內廣闊的發展前景,對開設高校工程管理專業培養方案進行改革,將BIM技術融入現有課程中,以培養滿足行業需求的新型人才非常必要。文章分析了傳統工程管理專業教學中存在的問題,提出了基于BIM技術的工程管理課程改革建議。


  關鍵詞:工程管理;BIM技術;課程改革;


  作者簡介:吳光東(1984-),男,江西財經大學旅游城市管理學院副教授,博士,主要從事工程項目管理研究,


  BIM即建筑信息模型(BuildingInformationModeling)的英文縮寫,實質是通過創建三維建筑模型,利用和共享模型中的信息,保障建設項目設計、建造和運營管理過程的無縫對接和項目相關方的信息暢通,實現項目周期全過程在手段和方法上的信息化。隨著建筑業的飛速發展,BIM技術的廣泛應用已成為一個大趨勢。傳統專業培養方案的缺陷一直制約著工程管理學科的發展,而BIM技術的產生給工程管理專業課程改革提供了一個很好的平臺。


  一、BIM技術在國內外的應用現狀


  BIM技術目前在國內外得到了廣泛應用,尤其是美國、新加坡和日本。美國是較早啟動建筑信息化研究的國家,發展至今,BIM研究與應用都走在了世界前列。早在2003年,GSA下屬的公共建筑服務(PublicBuildingService)部門的首席設計師辦公室(OfficeoftheChiefArchitect,OCA)推出了全國3D-4D-BIM計劃[1];2006年10月,USACE發布了為期15年的BIM發展路線規劃;美國建筑科學研究院于2007年發布NBIMS,旗下的BuildingSMART聯盟(BuildingSMARTAlliance,BSA)負責BIM應用研究工作[2];2011年,BCA發布了新加坡BIM發展路線規劃(BCA’sBuildingInformationModelingRoadmap),規劃明確提出推動整個建筑業在2015年前廣泛使用BIM技術;2009年是日本的BIM元年,到目前為止,日本33%的施工企業已經應用BIM[3]技術。


  發達國家正逐步將BIM技術融入到高校工程管理教學中,并進行了一系列課程研究和改革。如奧本大學AuburnUniversity在本科生課程中開設面向施工專業學生的BIM軟件課程,通過實踐發現,與相鄰建筑院系學生相比他們的學生具有更強的能力[4];伍斯特理工學院(WorcesterPolytechnicInstitute,WPI)將BIM應用到土木和環境工程專業的一些課程中,提高了學生完成作業的速度和效率。


  與發達國家相比,中國BIM技術的應用范圍比較局限,BIM理念還沒有完全貫穿到高等院校建筑與工程專業中。2003年,中國建筑行業開始關注BIM技術,目前的應用以設計公司為主,各類BIM咨詢公司、培訓機構,政府及行業協會也開始越來越重視BIM的應用價值和意義。到目前為止,中國只有少部分高校開設了完整的BIM課程。如清華大學在計算機應用課程專門開設了BIM課程,教師根據技術發展的狀況,隨時加入一些新的技術[5];深圳大學土木工程學院與清華斯維爾公司建立了長期合作關系并在公司內部設立了學生實習基地培養;2012年華中科技大學土木工程與力學學院與廣州優比建筑咨詢有限公司合作率先開設國內首個BIM方向工程碩士課程,培養BIM綜合管理人才。


  二、BIM技術在國內的應用前景


  隨著中國城鎮化進程的加快,國內建筑業高速發展,BIM技術在建筑業的快速滲透與廣泛應用已成為必然。2003年,建設部“十五”科技攻關項目建議書中將BIM技術寫入其中。2011年,建設部住建部《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》將BIM技術作為行業“十二五”信息化發展的重點之一。綱要一經發布,行業開始重視BIM技術,BIM技術發展比較快。此外,地方政府也在努力推動BIM技術的應用。2014年10月29日《上海BIM技術應用推廣指導意見》要求,從2017年起,上海市投資額1億元以上或單體建筑面積2萬平方米以上的政府投資工程、大型公共建筑、市重大工程,申報綠色建筑、市級和國家級優秀勘察設計、施工等獎項的工程,實現設計、施工階段BIM技術應用;世博園區等六大重點功能區域內的此類工程,全面應用BIM技術。北京、山東、陜西、廣東等地也相繼推出BIM技術應用推廣政策與標準。BIM技術主要有三大應用:一是在設計階段,實現三維集成協同設計,提高設計質量與效率,并可進行虛擬施工和碰撞檢測,為順利高效施工提供有力支撐;二是在施工階段,依托三維圖像準確提供各個部位的施工進度及各構件要素的成本信息,實現整個施工過程的可視化控制與管理,有效控制成本、降低風險;三是在運營階段,依托建筑項目協調一致的、可計算的信息,對整體工作環境的運行和全部設施的維護,及時快速有效地實現運營、維護與管理[6]。


  現階段中國對BIM技術的應用仍停留在設計階段,其在施工及運營階段的應用仍有廣闊的前景。隨著國家與地方政府的大力推廣,BIM技術的應用必將引發建筑業以及工程造價管理的新變革。


  三、傳統工程管理課程設置的缺陷


  傳統工程管理課程的設置主要有兩種方案。一是針對有工程背景專業的高校而設置。該方案將課程設置分為公共基礎課程、專業知識結構平臺課程和專業方向性課程3大部分。如:同濟大學在工程管理本科教學培養計劃中將公共基礎課程所占總學時的比例設為52%,專業知識結構平臺課程和專業方向性課程各占34%和17%,在專業知識結構平臺課程的882學時中,有53.06%(468學時)學時用于技術類專業平臺課程[7]。專業知識結構平臺課程包括技術、經濟、管理、法律4個基礎平臺。在專業平臺課程中,技術類的專業平臺課程所占的比例最大。另一種是針對財經類高校工程管理專業而設置的。該方案將課程分為公共基礎課程、學科基礎課程、專業課程3大部分。如:江西財經大學在工程管理本科教學培養計劃總的154學分中,專業課程只占35學分。


  傳統工程管理課程設置存在缺陷,主要表現在以下四個方面:(1)忽視學生實踐動手能力的培養。工程管理專業是新興的工程技術與管理交叉復合性學科,作為一個應用型學科其實踐性要求較強。開設工程管理的財經類高校往往在土木工程實驗室建設方面偏弱,對于建筑材料和建筑施工技術中的一些實驗只能通過圖片或動畫模擬加以了解,很難形成感性認識。而具有專業工程背景的院校雖然擁有土木力學實驗室,但學生動手操作的機會較少。(2)專業課程之間聯系不緊密。雖然兩種方案都比較重視學科基礎課程的設置,但不同課程之間的聯系沒有得到重視。比如工程管理專業的學生在大二開始接觸工程制圖、房屋建筑學和建筑材料等專業基礎課,在大三才開始接觸土木工程施工,這些關聯度很強的課程開設的時間跨度大,有的甚至長達一年。(3)在財經類高校工程管理專業方案中,公共基礎課程和學科基礎課程所占的學分過多,很難在35個學分里安排大量的技術類課程和專業課程。開設工程管理專業的財經類高校在技術類課程的設置上存在明顯的短板。(4)忽視學生計算機應用能力的培養。大部分高校只開設了一小部分計算機課程作為專業必修課,如CAD和Project,而像計算機三維軟件應用、項目管理與投標工具箱軟件等往往作為選修課開設或者不開設。


  四、基于BIM技術的工程管理課程改革


  基于BIM技術的工程管理課程改革,落實到具體途徑,可以從專業培養目標、課程設置、師資條件以及BIM實驗室建設等四個方面進行實踐。


  (一)培養目標


  培養目標的設置應當適應社會對BIM技術人才的需求。通過對比各個高校的工程管理專業培養方案發現,計算機應用能力是BIM技術人才必備的技能。從廣義上講,BIM技術屬于計算機應用技術,不過現階段的工程管理專業的計算機應用主要集中在CAD、Project等傳統軟件的講解上。為了適應建筑行業對BIM技術人才的需求,體現對BIM人才培養的重視,高校有必要將培養學生BIM技術能力單獨作為一個培養目標在培養方案中列出。


  (二)師資力量


  考慮到高校之間師資力量的差異,開設工程管理專業的高校應當根據自身的師資力量選擇合適方式,將BIM技術融入到工程管理教學中。對于師資力量較強的高校,可以直接聘請精通BIM技術的人員進行授課,也可通過派遣教師參加BIM培訓的方式直接授課,還可以組織教師編寫符合學校專業特色的教材。對于部分師資力量薄弱的高校,可以通過與BIM軟件公司合作的方式將BIM技術融入教學。目前一些BIM軟件公司正積極開展與高校的合作來拓展自己在行業中的占有率,如深圳斯維爾公司和上海魯班軟件有限公司。高校通過與BIM軟件公司開展合作,一方面可以大大減少在BIM實驗室建設、編寫教材、人員培訓和技能認證等方面的成本。這些系列軟件產品的報價較市場價低很多,清華斯維爾公司承諾其系列軟件基本按企業版市場報價的十分之一提供給各高校;另一方面,高校的BIM課程可以由BIM公司的技術人員來擔任教學工作,從而緩解部分高校師資力量薄弱的壓力。


  (三)課程設置


  將BIM技術融入工程管理教學,主要有兩種途徑:一是將BIM納入一門或兩門課程中;二是在幾門課程的所有部分都涉及BIM[8]。第一種方法是單獨開設一門或兩門新的專業基礎課,主要向學生介紹BIM軟件使用中的基本概念。這種方法可能會使學生僅關注軟件的操作使用,從而忽視BIM在項目整個生命周期中產生的作用。第二種方法有利于學生形成系統、清晰的專業知識體系。BIM軟件并不是某一特定軟件,而是一系列軟件的統稱,它包括建筑設計、綠色建筑分析、結構設計、設備設計、三維算量與清單計價、安裝算量與清單計價、項目管理與招投標工具和建筑工程VR仿真系統等8個方面。在安排教學計劃時可以將BIM技術引入到專業課程中,如在工程制圖、房屋建筑學和建筑材料等專業基礎課程中,教師可以借助BIM技術中的結構設計和VR虛擬現實技術幫助學生理解專業知識;在土木工程施工技術和建筑安裝技術等專業課程教學中可增加部分BIM實驗室授課內容。


  (四)BIM實驗室建設


  BIM實驗室建設給工程管理專業課程改革提供了一個新的平臺。針對學生實踐動手能力差的問題,高校可以引進BIM中的VR技術,建立虛擬實驗室。基于BIM技術的虛擬實驗室可以彌補財經類高校缺乏獨立土木力學實驗室的不足,降低專業工程院校實體實驗室的運營成本,使學生對實驗能夠有感性認識。針對課程設置聯系性差這一缺陷,學生可以通過BIM技術將所學的專業知識系統地整合起來,從而對專業知識有更全面、更清晰的認識。此外,BIM實驗室的建設應該充分考慮BIM軟件的選擇。目前國內建筑行業使用較多的BIM軟件有歐特克軟件、廣聯達軟件、魯班軟件、Bentley軟件、Archi-CAD、清華斯維爾以及浩辰BIM,不同公司的BIM軟件側重點也不同,高校應根據自身工程管理專業的特色選擇合適的BIM軟件來建設BIM實驗室。


  五、結語


  隨著工程管理信息化進程的加快,BIM技術在建筑行業不斷得到認可和推廣。為了培養行業所需要的BIM技術人才,提高學生的就業率,高校有必要對專業培養方案進行改革。高校應結合自身的特色,合理進行課程設置,選擇合適的BIM軟件進行教學。作為一門應用性和實踐性較強的學科,工程管理專業應與建筑行業緊密聯系,培養出滿足行業需求的新型人才。

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