BIM技術情景意識對提高教學質量的成因分析

曾文海+周洪兵+艾松元+翁崢崢+熊晨

摘要：本文根據BIM技術的特點，結合國內外高校的教學現狀，從不同的方面探討BIM技術情景意識對提高教學質量的成因，以期為改善工程類專業教學現狀、提高教學效果提供參考。

關鍵詞：BIM技術；教學質量；成因分析

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）02-0215-02

一、前言

近年來，隨著經濟社會的發展、科技水平的提高，信息技術在社會各領域、行業皆有不同程度的應用，并影響、推動了當代社會發展。《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確指出：“信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。”[1]建筑信息模型（Building Information Modeling，以下簡稱BIM）是一種以三維數字技術為基礎的信息技術，不僅在工程建設領域具有極強的應用價值，亦在高校教育人才培養上有廣闊前景。在信息處理過程中，通過理解和判斷，感知環境變化而所形成的BIM技術情景意識對提高工程教育的教學質量效果顯著。

二、BIM技術在國內外高校的教學現狀

BIM技術最早出現在建筑領域、發展于發達國家，在建筑行業得到廣泛應用與發展的同時，國外高校亦在加大BIM在教學中的應用。如美國科羅拉多州立大學（CSU）施工管理系，在大一時，以BIM課程替換計算機輔助設計課程（CAD），培養學生基本的BIM建模能力[2]。伍斯特理工學院將BIM應用到土木和環境工程專業的一些課程教學中，提高了學生完成作業的效率。但是，Becerik-Gerber等人（2011）的研究也表明，即使在美國，36%的工程管理本科教學計劃中沒有包括BIM的課程，還有五分之一的院系沒有進行BIM教學改革的計劃[3]。

相對于國外而言，我國對BIM技術的運用和研究起步較晚且存在一定的局限性。2011年，住房和城鄉建設部頒布的《2011—2015年建筑業信息化發展綱要》中就把BIM作為工程總承包、勘察設計和施工類企業“十二五”信息化發展必須具備的核心技術。在此背景下國內許多高校開始意識到BIM的重要性，如哈爾濱工業大學、清華大學等高校成立了BIM研究小組研發相應的BIM技術。但BIM技術在國內高校的教學運用尚不成熟，根據遼寧省普通高等學校本科專業綜合評價材料公示信息[4]，該省開辦建筑學專業的12所高校中，僅8.3%的高校在建筑學的專業培養方案中明確設置了BIM課程。可見，BIM技術仍處在初級應用階段，未廣泛融入各所高校課程體系建設與課程教學中。

三、BIM技術情景意識對提高教學質量的成因分析

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）》提出，將提高教育質量作為教育改革發展的核心任務，把學校工作重點集中到強化教學環節、提高教育質量上來。分析BIM技術對高校教學改革之影響，探討其帶來特定的情景意識對教學質量提升之成因，為未來高校人才高素質培養形成理論基礎。

1.教學體系建設。教學體系是目標專業人才培養的基本知識構架，是教學內容編排、教學方法設計、教學過程實施和教學質量評價的基礎。BIM技術的情景意識為專業課程教學提供了可視化的教學環境，利用建筑信息模型可以快捷、直觀地了解和模擬工程建設的相關環節，便于課程間的聯系與互通；BIM技術在對實踐性教學進行有效補充的同時，將不同課程的實踐內容有機地組合起來，如；利用BIM技術在校內進行模擬施工，即可消除安全隱患，亦將各課程孤立的實踐教學相互聯系，為高校實踐性教學未來有效開展提供了一種可能；利用BIM技術的高校課程教學在授課手段及方法的提升后，加大了課程信息量同時增強了受教者知識的全面性，為教學體系建設目標下人才專業素質培養形成推力。利用BIM模型信息的集成化特征，將課程之間、理論與實踐之間、校內教學與校外教學之間相互打通，依托BIM技術、網絡信息的平臺，構建理論來源于實踐為主導思想的有機性理論課程體系、高效實踐性課程體系、多渠道社會性教學體系的“三元化特色教育體系”[5]。

2.專業課程學習效果。BIM是通過創建并利用數字信息模型對項目實現設計、建造及運營管理的工具，具有的可視化、協調性、模擬性、優化性和可出圖性五大特點[6]，既改變了二維圖形展現三維空間傳統圖學的局限性，亦通過高積聚的信息量使建筑工程突破專業束縛、時間約束，更加全面、直觀形成工程項目擬進行的某種“計劃”形式。BIM技術本身具有的特點對學生學習專業課程有顯著的促進作用：

（1）可視化的情景意識便于提高學生的空間認識能力。BIM的可視化技術是與三維空間和建筑設計相關的技術，可視化的情景意識下BIM能夠有效幫助學生更好地理解設計中的建筑各組件間空間關系和物理效能。在以往的房屋建筑學、工程圖學、工程估價等專業核心課程中，教師大多采用二維平面講述的教學方法，可視化性和直觀性較弱，空間想象力較弱的學生不易理解空間的三維結構。如在教學過程中借助可視化的三維模型可以讓學生清晰地認識和掌握建筑的各種平面和內部構造情況，從而極大地提高學生對建筑構建的整體認識。傳統教學中抽象的建筑構件、材料可轉化為圖形化、可視化的三維模型，在提高學生學習興趣的同時，可顯著地提高學生的空間認識能力，從而提高教學效果。

（2）三維模型的協調性可有效地實現各類專業知識系統化。隨著社會對人才知識結構的變化，現在高校學生專業學習的學科知識已逐漸呈現出多樣化、分塊化和復雜化的發展趨勢。以工程管理專業為例，其專業培養方案要求學生具備管理學、經濟學和土木工程技術等方面的基本知識，學生往往不能將知識系統化而形成知識結構體系。如工程圖學、建筑結構等專業專干課程內容內部原本是相互聯系、遞進的，實際各課程的教學相互獨立，導致學生對專業知識不能融會貫通，綜合專業素質差。借助BIM技術的共享信息平臺，可以有效地協調好各類專業課程之間的關系，提高學生專業綜合認知能力，有效實現教學目的。

3.MOOC與BIM。隨著網絡應用的普及和信息技術的發展，MOOC（大規模開放式網絡課程）以其平臺開放性、資源聚集性、學習自主性等特點而受到越來越多的關注。MOOC作為一種新的學習方式和教學方法，為BIM課程的學習和教學提供了更廣闊的空間。教師可以充分利用MOOC這一平臺自我提升并革新自己的教學手段，以混合式的教學形式展開BIM課堂與MOOC教學，彌補MOOC中施教者與受教者缺乏溝通的缺陷，進一步解決高等工程教育教學中的疑難點問題。不知不覺間，BIM技術相關軟件開發商為推廣自己的軟件在網絡平臺上推出軟件運用教學視頻課程，另一層面為學習者提供了豐富的學習資源，補充了高等工程教育中的不足之處。越來越多的高校學生也積極參與到MOOC化的課程學習中來，在網絡中尋資源補充自己的知識缺陷。可見，以MOOC為平臺的BIM課程學習方式更趨多樣化的同時，帶給我們更多的，是MOOC為媒介，BIM為載體的全新的教學方式，對學生掌握專業知識、熟悉BIM相關軟件具有極強的價值和意義。

四、結語

BIM技術作為建筑領域的新興技術，在建筑行業發揮巨大的作用的同時，也在高等工程教育課程教學中顯現出極大的應用價值。BIM為學生提供了一個可視化的教學模型，在模擬實際工程建設過程的情景意識下為學生提供項目從設計、建造到運營管理的整個信息化過程展示，這對提高工程教育教學質量意義重大。基于信息技術的發展和社會對人才需求的變化，高校應當重視BIM技術在教學中的運用，及時將BIM技術融入到現有課程中，逐步建立和完善BIM技術的課程體系，為培養出更多滿足行業需求的綜合性技術人才做出積極貢獻。

參考文獻：

[1]教育部.國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010—2020年）[EB/OL].http：//www.moe.edu.cn/srcsite/A01/s7048/

201007/t20100729_171904.html.

[2]張雪，陳三波.將BIM技術融入工程管理專業課程的思考[J].河南科技，2013，（17）：269，280.

[3]張尚，任宏，Albert P.C.Chan. BIM的工程管理教學改革問題研究（一）——基于美國高校的BIM教育分析[J].建筑經濟，2015，（01）：113-116.

[4]遼寧省教育廳高等教育處.遼寧省普通高等學校本科專業綜合評價材料公示[EB/OL].http：//zy.upln.cn/gongshi/spec/082801.html.

[5]曾文海，黃泰儒，盧美君，熊晨.基于BIM技術的高校實踐教學體系建設研究[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2016，（01）：76-78.

[6]曾文海，付偉明.BIM技術在高校教學中的應用研究[J].黑龍江生態工程職業學院學報，2014，（06）：85-86.

The Analysis of the Cause of Improving the Teaching Quality by the Situational Awareness of BIM Technology

ZENG Wen-hai，ZHOU Hong-bing，AI Song-yuan，WENG Zheng-zheng，XIONG Chen

（College of City Construction，Jiangxi Normal University，Nanchang，Jiangxi 330022，China）

Abstract：In this paper，according to the characteristics of BIM Technology，combines with the teaching situation in Colleges and universities at home and abroad，and discusses the causes of improving the teaching quality by the situational awareness of BIM technology from different aspects，the above research findings will be valuable to in improve teaching situation and teaching effect in the engineering specialty.

Key words：BIM technology；teaching quality；analysis of the causes