建筑類高校BIM技術教育創新行為的誘導機制及策略研究

滕佳穎　王婉　王曉晶　高揚

摘要：將BIM信息技術應用看作建筑類高等學校的一種教育創新行為，綜述BIM信息技術教育創新行為的潛在誘導因素，從教育技術支持、創新資源網絡、教師教學能力和學生吸收能力四個方面，利用AMOS構建誘導結構方程模型，揭示了BIM信息技術教育創新行為的關鍵誘導路徑及13個關鍵誘導因素。結果表明：學生吸收能力和教育技術支持分別對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的直接影響和綜合影響，基于此，提出適宜的誘導策略，為完善建筑類高校BIM信息技術教育創新行為提供模型依據和實踐指導。

關鍵詞：建筑信息模型;教育創新行為;結構方程模型;誘導策略

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2020）02-0170-07

BIM（Building Information Modeling）信息技術具有強大的技術和數據支撐，能夠在項目全壽命期內，應用nD （n=1，2，3，4，5）信息技術，實現協同設計、虛擬建造、施工、成本管理和設施運維管理，提高項目全過程精益化管理水平，并提升效益[1]。國內近年來針對BIM信息技術教育教學的研究已經成為熱點，主要原因有：（1）急需大量BIM專業人才提升我國建筑業的國際競爭力，建筑類高校作為培養高端人才的搖籃，對BIM信息技術的教育責無旁貸。（2）信息化快速發展的背景下，建筑類高校教學模式改革的必然趨勢。（3）適應中國建筑業信息智能化發展的必然要求。

眾多學者基于大量的研究，得到了一些有關BIM技術教育教學的初步結論，BIM信息技術在高等院校教育教學推廣比較緩慢[1 -2]ADDINNE.Ref.{CDD52BFB-41B1-4996-A02A-694EBA23D317}，國內僅有少數高等院校開設了BIM信息技術相關課程，教材參差不齊，授課內容各有不同，建筑類和土木工程專業對BIM信息技術的研究發展不均衡[3-10]ADDINNE.Ref.{F3AE26E2-CE12-47A2-A9E7-DF3253CD4712}，缺乏專業的教學人員、可操作的軟件和政策支持[11-12]ADDINNE.Ref.{883D0C85-BC25-403A-B073-E68C796FC2C2}，急需提高BIM技術的吸收能力[13]ADDINNE.Ref.{47F5BDCF-E653-4B9E-843C-546CF7952957}和效果[14]ADDINNE.Ref.{7B440E5D-7FA6-449A-9DD7-780504B3F5E1}。基于此，有必要將BIM 信息技術教育（應用）看成建筑類高校的一種創新行為，針對我國建筑類高校BIM信息技術教育創新行為的誘導機制（誘導結構方程模型）進行深入研究，明確關鍵誘導路徑及因素，從而提出BIM信息技術教育創新行為適宜的誘導策略，促進BIM信息技術與教育教學、教學管理的融合創新發展。

一、 BIM信息技術教育創新行為誘導因素分析

基于文獻綜述，從教育技術支持、創新資源網絡、教師教學能力、學生吸收能力四個層面分析潛在誘導（阻礙）因素。

（1）教育技術支持。隨著建筑業BIM信息技術的發展，BIM人才需求增加，實現BIM信息技術教育創新目標，需要教育技術支持，包括軟件、硬件、實驗室、平臺建設、課程方案等。

（2）創新資源網絡。建筑類高校為創新教育教學方式，提升教育教學水平，通過社會關系、信息資源網絡與建筑類高校政策制定者、BIM信息技術學習使用者和科研服務機構等形成的一種產學研合作互利關系，它是影響建筑類高校BIM信息技術教育創新行為的重要環境。

（3）教師教學能力是BIM信息技術教育創新行為能否高效執行的關鍵，直接影響BIM信息技術教育教學結果。

（4）學生吸收能力是體現BIM信息技術教育創新行為效果的重點，學生通過識別BIM知識的潛在利用價值，獲取并消化有價值的知識。通過深入系統分析，BIM信息技術教育在我國建筑類高校推廣過程中，上述4個層面的潛在誘導（阻礙）因素如表1所示，這些誘導（阻礙）因素是BIM信息技術教育創新行為誘導機制及策略研究關注的重點[15]ADDINNE.Ref.{7B440E5D-7FA6-449A-9DD7-780504B3F5E1}。

二、BIM信息技術教育創新行為誘導模型構建

結構方程模型是融合路徑分析和因素分析的多元統計技術，是一種建立、估計和檢驗因果關系模型的方法，能夠清晰分析單項因素對總體的作用，以及量化分析因素之間的相互關系。因此，文中采用結構方程模型（SPSS和AMOS技術）構建BIM信息技術教育創新行為誘導模型。

（一）數據采集

基于表1，運用對BIM信息技術教育創新行為產生影響的24個誘導因素，編制調查問卷，并將問卷以二維碼的形式發放給對BIM技術有1年以上認知的建筑類高校本科生、研究生、教學管理人員和教學人員。問卷調查結果采用5分計分法，即接受調查者根據對該題重要度的認知情況，由高到低給予5，4，3，2，1分。采用“問卷星”網絡調查的方式進行數據收集，具體分為兩 步：

（1）試調研。共發放25份問卷，有效問卷21份，有效回收率84%，其中本科生、研究生和教學人員的比例分別為14.29%、38.09%、47.62%。基于收集的21份數據和SPSS軟件，開展問卷制定合理性的分析，并根據21份問卷中的主觀意見適當完善調查問卷，結果顯示Cronbachs Alpha系數檢驗值達到0.970，表明調查問卷制定的合理性較好。

（2）正式調研。共發放110份問卷，有效問卷102份，有效回收率92.73%，其中本科生、研究生、教學管理人員和教學人員的比例分別為63.73%、22.55%、0.98%、12.75%?；谑占?02份數據和SPSS軟件，開展問卷信度分析，結果顯示Cronbachs Alpha值達到0.986，表明調查問卷具有較好的信度。

（二）誘導模型構建

誘導模型的構建包括三步：基于誘導因素的理論分析，提出因素之間路徑關系的先驗假設;基于調查問卷收集到的數據，構建結構方程AMOS模型，進行參數估計;開展模型驗證（假設驗證及擬合指數驗證）。經過驗證的誘導模型可用于分析BIM信息技術教育創新行為的誘導機制。

1.模型假設

（1）“教育技術支持”層面的假設。

假設 H1a： 教育技術支持與創新資源網絡正相關; 假設 H1b： 教育技術支持與教師教學能力正相關; 假設 H1c： 教育技術支持與學生吸收能力正相關; 假設 H1d： 教育技術支持與 BIM信息技術教育創新行為正相關。

（2）“創新資源網絡”層面的假設。

假設 H2a： 創新資源網絡與教師教學能力正相關; 假設 H2b：創新資源網絡與學生吸收能力正相關;假設 H2c：創新資源網絡與BIM信息技術教育創新行為正相關。

（3）“教師教學能力”層面的假設。

假設 H3a： 教師教學能力與學生吸收能力正相關; 假設 H3b： 教師教學能力與BIM信息技術教育創新行為正相關。

（4）“學生吸收能力”層面的假設。

假設 H4a： 學生吸收能力與BIM信息技術教育創新行為正相關。

2.模型構建

基于模型假設和24個誘導因素，采用AMOS軟件構建基本誘導模型，導入經SPSS處理過的102份實際調查數據，利用AMOS軟件對基本誘導模型進行參數估計，經過模型修正和模型驗證后，最終得到BIM信息技術教育創新行為誘導模型（路徑關系）及其內部各變量之間的路徑系數，如圖1所示。

3. 模型驗證

（1）模型假設驗證。根據誘導結構模型初步的參數估計和顯著性檢驗結果，判斷變量（誘導因素）之間的假設關系是否成立，評判標準：顯著性水平P<0.05。表2數據結果顯示，文中提出的10個假設中，只有假設 “H2b：創新資源網絡與學生吸收能力正相關”不成立，其他9個假設均成立，基于此，去掉誘導結構模型中的路徑“創新資源網絡→學生吸收能力”，得到如圖1所示的誘導模型及路徑系數，充分表明經驗證的圖1具備一定的理論基礎和現實意義。

（2）模型擬合指數驗證。關鍵的擬合性評價指標及其評價標準：絕對擬合指數χ2/df<3、GFI>0.9（可容忍大于0.8），適配度指數RMR應小于0.05（可容忍小于0.08）;相對擬合指數NFI、TLI、CFI均應大于0.9（可容忍大于0.8）。圖1經過模型驗證后得到如表3所示結果，表明圖1所建誘導模型的整體擬合度良好。

三、BIM信息技術教育創新行為的誘導機制分析

根據圖1所示的誘導結構方程模型（直接和間接路徑關系）及其路徑系數，開展BIM信息技術教育創新行為誘導機制的定量分析。

（一）關鍵誘導路徑分析

圖1中的路徑關系包括直接路徑關系和間接路徑關系兩種。直接路徑關系是兩個變量之間直接關聯，其路徑系數即兩者之間的直接影響效應。間接路徑關系是指起始變量之間的路徑中存在1個以上中間變量傳遞關聯性，其多變量之間路徑系數的乘積即為起始變量之間的間接影響效應。直接效應與間接效應絕對值之和即為兩個變量之間的綜合影響效應?；趫D1誘導結構模型和AMOS軟件，進行模型參數估計，得到變量（參數）之間的標準化直接效益和間接效應，如表4所示。

表4表明教育技術支持和創新資源網絡在誘導機制中作用路徑數量最多;教師教學能力是路徑傳播的關鍵節點;學生吸收能力對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的直接影響，教育技術支持對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的綜合影響，屬于關鍵誘導路徑。

2.關鍵誘導因素分析

基于圖1誘導結構方程模型的參數估計結果，從教育技術支持、創新資源網絡、教師教學能力和學生吸收能力四個層面分析影響因素（觀測變量）的貢獻度，貢獻度（直接路徑系數）越大的因素對BIM信息技術教育創新行為的誘導作用越大，誘導因素的貢獻度如圖2所示。

其中，“教育技術支持”影響因素中，BIM實訓實驗室建設、BIM教育硬件升級、BIM教學平臺建設和BIM課程方案建設是貢獻度最大的四個誘導因素;“創新資源網絡”影響因素中，師資教學培訓、軟件公司協助和高校政策引導是貢獻度最大的三個誘導因素;“教師教學能力”影響因素中教學內容理解、教學思路清晰和教學目標明確是貢獻度最大的三個誘導因素;“學生吸收能力”影響因素中，BIM知識認知、知識獲取和知識消化是貢獻度最大的三個誘導因素。上述這13個影響因素是誘導BIM信息技術教育創新行為的關鍵因素，最終目的是提高教育的社會效益（0.959）和教育的經濟效益（0.958）。

四、BIM信息技術教育創新行為的誘導策略

基于BIM信息技術教育創新行為的誘導機制分析，得到關鍵誘導路徑和關鍵誘導因素，針對這兩個層面提出以下誘導策略。

（一）關鍵路徑層面

教育技術支持和創新資源網絡在誘導機制中作用路徑數量最多，且教育技術支持對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的綜合影響，屬于關鍵誘導路徑，基于此，有效促進教育技術支持和創新資源網絡之間的信息傳遞，促使教育技術帶動創新資源網絡的持續改進與發展，從而更好地推進BIM信息技術教育的創新行為效果。此外，教師教學能力是路徑傳播的關鍵節點，是決定BIM信息技術教育創新行為能否高效執行的關鍵，基于此，建筑類高校應著手加強對師資隊伍的培訓。

學生吸收能力對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的直接影響，基于此，在推進BIM信息技術教育創新過程中，關注學生的吸收能力是關鍵，BIM信息技術教育的對象是學生，只有當學生吸收能力轉化為一定的專業價值和專業能力，提高自身的競爭能力，成為BIM專業人才，才能充分體現BIM信息技術教育創新行為的效果。

（二） 關鍵因素層面

教育技術支持層面應主要從BIM實訓實驗室建設、BIM教育硬件升級、BIM教學平臺建設和BIM課程方案建設四個方面著手;創新資源網絡層面應主要從師資教學培訓、軟件公司協助和高校政策引導三個方面著手;教師教學能力層面應主要從教學內容理解、教學思路清晰和教學目標明確三個方面著手;學生吸收能力層面應主要從BIM知識認知、知識獲取和知識消化三個方面著手完善BIM信息技術教育教學創新行為，從根本上改善建筑類高校傳統教育存在課堂乏味、課程方案陳舊、專業技術展示不到位、BIM實訓實驗室和教學平臺缺少、教學效果不佳、效率低下等問題，促進產學研互惠互利，實現教育教學方式的創新改革，提升教育教學水平。

五、 結語

將BIM信息技術教育看成建筑類高校的一種創新行為，從教育技術支持、創新資源網絡、教師教學能力和學生吸收能力4個層面，明確BIM信息技術教育創新行為的潛在誘導（阻礙）因素，并構建擬合度良好的BIM信息技術教育創新行為誘導模型。

誘導模型的參數估計分析結果顯示：教育技術支持對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的綜合影響，學生吸收能力對BIM信息技術教育創新行為有最顯著的直接影響，屬于關鍵誘導路徑。誘導模型中13個因素對BIM信息技術教育創新行為起到關鍵作用。

從關鍵路徑和關鍵因素兩個層面，提出BIM信息技術教育創新行為的誘導策略，為BIM信息技術教育教學決策提供可靠的模型依據及實踐指導，進而提高建筑類高校BIM信息技術的教育教學效果。

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Abstract： This paper takes BIM information technology application as education innovation of architectural universities， and makes a research on the induction factors of the BIM education innovation in four aspects： education technical support， innovative resources network， teachers teaching ability and absorptive capacity of students， 24 induction factors are taken into consideration. The Structural Equation Model （AMOS） used to reveal the inter-relationships among those factors and used to construct an induction factors model of BIM education innovation， and then crucial induction path and 13 crucial induction factors are proposed. Results suggest that education technical support and absorptive capacity of students separately has maximum direct and total effects on BIM education innovative behavior. Finally， the appropriation induction strategies are proposed. This study provides model and practice guidance for improving BIM education innovation in architectural universities .

Key words： building information modeling; education innovation; structural equation model; induction strategy

（責任編輯 梁遠華）