基于BIM的全壽命周期案例教學模式研究

許輝 高云莉 姜蕾

摘 要：適應行業需求，加強BIM應用人才的培養，是高校工程管理專業教學改革的必然選擇。文章分析了目前工程管理專業案例教學中存在的問題，探討了將BIM技術運用于全壽命周期案例教學的意義，并提出了基于BIM的全壽命周期案例教學的實施方案。

關鍵詞：BIM；案例教學；全壽命周期

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）07-0039-02

Abstract： It is the inevitable choice for project management specialty to implement reform-oriented teaching in order to meet the needs of industry and strengthen the cultivation of BIM application talents. This article analyzes the problems existing in the current project management specialized case teaching， discusses the application of BIM technology throughout the life cycle of the meaning of case teaching， and puts forward the implementation plan about life-cycle case teaching model based on BIM.

Keywords： BIM； case teaching； the entire life cycle

一、概述

由于工程管理專業具有較強的實踐性及應用性，案例教學已經成為工程管理專業課程教學中不可或缺的教學手段和教學方法。采用案例教學法，不僅可以使學生生動形象地理解書本上的理論知識，而且在提高學生的實踐能力和創新能力方面也有著非常好的效果。然而，雖然目前我國各高校工程管理專業都很重視案例教學工作，但普遍都是以傳統的案例教學方法為主，多是在各門理論課程的教學中，穿插一些工程案例，以講解或觀看視頻、圖片的方式實施案例教學。這種方式雖然也取得了一定的效果，往往也忽視了一些問題：

首先，傳統的案例教學無法貫穿于全壽命周期項目管理教學中。

目前很多高校的案例教學都是針對于某一門課程設計的，各門課程的教學案例也都是彼此獨立，互不聯系的，不能讓學生通過一個完整的案例理解各課程間的相互關系，系統地學習、掌握工程建設全壽命周期管理知識。然而，工程項目管理本身卻具有很強的連續性和系統性。由于工程項目具有施工工期長、施工工藝復雜、隱蔽工程多、施工現場危險性高等特點，學生無法通過實習或參觀來了解建筑過程的整體工藝，很難做到從一個項目開始施工到竣工驗收完整生產環節的實習和實踐，學生對于工程項目的全壽命周期管理的了解往往僅限于書本。

其次，未將案例與BIM教學進行有機的結合。

近年來，由于具有三維可視化、多專業協同、信息共享等優點，BIM技術開始得到了廣泛的應用，住建部及各地方政府也出臺了多項措施法規，推動BIM技術的發展。因此在建設領域，對BIM人才的需求也越來越迫切。為了適應行業的發展，越來越多的高校在工程管理專業中開設了BIM相關課程。然而由于師資力量、硬軟件條件及專業學時限制等原因，各院校所開設的BIM課程一般門數較少，并且以BIM概念介紹和工程造價應用居多，案例教學也往往局限在造價應用環節，學生對BIM技術在全壽命周期項目管理其他環節的應用往往知之甚少。

二、基于BIM的全壽命周期案例教學的意義

建筑信息模型（Building Information Modeling，簡稱BIM），是對建筑工程的物理特征、功能特性以及管理要素信息的數字化承載和可視化表達，是對工程設計、施工以及全壽命周期管理進行過程仿真和模擬的一種技術和管理方法。它能夠應用于工程項目規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各階段，實現建筑全生命期各參與方在同一多維建筑信息模型基礎上的數據共享。

應用基于BIM模型工程案例教學模式，可以將施工現場搬到課堂，從而實現課堂教學體系由“以教師為中心”向“以學生為中心”轉變。并且可以取得一舉多得的效果。

采取基于BIM的全壽命周期案例教學，一方面通過構建高度仿真BIM模型，實現在虛擬的環境中模擬工程項目規劃、勘察、設計、施工、運營維護等各階段的項目管理，解決了理論教學和實踐教學不足，增強學生對工程項目管理的感性認識。另一方面，也使學生在案例工程全壽命周期模擬的過程中加強了對BIM課程的學習，掌握了BIM工程應用的基本技能，提高了學生BIM應用及解決工程問題的能力，更為應用型人才的培養奠定了基礎。

三、基于BIM的全壽命周期案例教學的實施方案

（一）基于BIM技術，對課程內容進行重組和結構優化

將工程管理專業各種平臺課程的理論內容都重組在典型的教學案例中，以BIM技術為基礎，以項目的全壽命周期為主線，進行教學內容的結構優化。如表1所示。

（二）搜集整理并設計教學案例

教學案例質量的好壞將會直接影響到教學的效果，因此案例的搜集整理及編寫是一項非常重要的工作。基于BIM的案例實踐教學中，案例設計是一大難點。

1. 案例的背景要貫穿項目壽命周期的始終

在傳統的案例教學中，因為各門課程獨立教學，教學案例之間也相互孤立，各自為政，無法讓學生完整地了解一個項目。在BIM技術的項目管理中，建筑信息模型是一個非常好的載體，不僅對方案進行可視化展示，更是匯集了項目整個壽命周期的技術、進度、質量、成本等等工程信息。因此，要想達到預期的教學效果，必須設計出系統性的大案例。所設計的案例既要能體現理論知識的應用，有利于學生對基本概念和方法的更深理解，更要有利于學生在未來的學習和工作中運用得當。讓學生通過一個案例的全壽命周期的實踐，經過建模、計算、分析、討論，真正掌握全壽命周期的工程項目管理。

2. 案例應具有代表性和典型性

由于案例教學法是對課堂理論知識的補充和應用，因此教學案例需要結合工程實踐來選取，這樣才能調動起學生的學習興趣。BIM案例教學過程中，應該盡量使用真實案例，實現項目的仿真策劃、仿真設計、仿真施工、仿真造價計算、仿真4D進度計劃編制、仿真5D成本管理等，增進學生對BIM知識的理解，提高BIM的應用能力。所以教師可以通過與企業合作并結合網絡信息等途徑，收集實際工程項目的圖紙、施工檔案資料，進行工程案例的設計。

3. 案例的設計還需要考慮工程案例的規模大小及難度水平

要在搜集的工程資料的基礎上結合教學目的和要求，擬定工程場景，實現“情境”化教學；還應編寫不同規模和難易的案例，應循序漸進，從簡單的小的工程入手，逐漸過渡到規模大的復雜的工程。如果所選取的工程案例規模過大，會導致教學的時間不足。如果選取的工程案例太過于復雜，容易使學生的學習積極性受到打擊。

4. 案例的質量要滿足教學的要求

一是案例圖紙要準確，沒有錯誤或錯誤較少；二是圖紙中建筑施工圖、結構施工圖、設備施工圖要齊全，不能殘缺；三是工程資料要盡量齊全，包括建設場地、地質條件等；四是對于已完工的實際項目最好要有招標投標、合同管理、施工現場簽證、竣工驗收等實際工程資料，以便于對實踐教學的設計。

經過多年的積累，我們目前已經建立了一定規模的圖紙庫、項目資料庫，廣聯達軟件公司及魯班軟件公司等也與我系有了一定的合作，可以為我們提供一些案例，使我們具備了編寫案例的基礎，但是這些素材資料往往缺乏系統性、完整性和綜合性。要想形成可以應用于教學的案例，還需要進行更深的加工和設計。

（三）基于BIM的工程案例教學的組織實施

在案例實施的過程中，按照項目的全壽命周期，進行階段劃分，模擬基于BIM的項目管理。每個階段大致包含以下工作內容。

1. 教師布置工作內容，學生熟悉資料并分析案例。教師首先分發案例基本資料及圖紙， 學生分成各小組，各小組根據該階段的案例教學指導書仔細分析案例，根據案例實際情景進行分析和討論。

2. 小組成員分工完成工作內容并共同討論。

3. 指導教師或企業BIM專家現場答疑。現場答疑是在教師組織下的互動環節，討論和解決工作中遇到的問題。

4. 提交作業，總結評價。每組學生按照本階段要求共同完成一個教學案例的實驗報告，教師作全面總結和評價。

四、結束語

適應行業需求，加強BIM應用人才的培養，是高校工程管理專業教學改革的必然選擇。基于BIM的全壽命周期案例教學模式是工程管理相關專業課教學的必要補充。本文分析了目前工程管理專業案例教學中存在的問題，探討了將BIM技術運用于全壽命周期案例教學的意義，并提出了基于BIM的全壽命周期案例教學的實施方案。該方案在我校工程管理專業教學中已經試行，并且取得了較好的教學效果。

參考文獻

[1]高云莉，王楠楠，姜蕾，等.基于BIM的工程管理專業培養體系研究[J].高教學刊，2015（17）：36-39.

[2]申玲.工程管理專業課程鏈教學案例庫建設研究[J].教育與職業，2011（09）：141-142.

[3]張尚，任宏，Albert P.C.Chan.BIM的工程管理教學改革問題研究（二）[J].建筑經濟，2015（02）：92-96.