基于BIM的建筑施工組織課程教學改革研究
——以山東建筑大學為例

紀凡榮，趙錦鍇，牟衛(wèi)卿

（山東建筑大學管理工程學院，山東濟南250101）

0 引言

在建筑信息模型 BIM（Building Information Modeling）技術迅速發(fā)展的時代，傳統(tǒng)建筑專業(yè)教學模式已經(jīng)滯后于建筑業(yè)轉型發(fā)展的需求［1］。2015年，住房和城鄉(xiāng)建設部發(fā)布關于推進建筑信息模型應用的指導意見，已將BIM作為信息化發(fā)展必須具備的核心技術之一［2］。與國外發(fā)達國家相比，我國BIM技術的研究現(xiàn)在還處于起步階段［3-4］。教育部在《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》中提出了以教育信息化帶動教育現(xiàn)代化，推進信息技術與教育教學深度融合［5］。BIM應用于教學已經(jīng)成為一種趨勢，清華大學、同濟大學等高校已經(jīng)相繼開展了相關課程的教學。

建筑施工組織課程是工程管理、工程造價等建筑經(jīng)管類專業(yè)主要課程之一。目前課程教學存在以下問題：（1）課程內容把握不準確，授課內容重點不突出 任課教師專業(yè)背景不同，對建筑施工組織課程的理解不同，在授課時往往按照固有模式進行知識講授，對授課內容把握不準確。建筑施工組織課程的知識點相對固定，在教學方式上存在分不清重點等現(xiàn)象。（2）缺少課程外的實踐平臺 建筑施工組織課程重視建筑工程實務，往往需要課程實踐基地的支持。在數(shù)量眾多的建筑施工企業(yè)中，在課程教學層面上建立校企合作關系的企業(yè)數(shù)量尚少，導致建筑施工組織教學多停留在學校范圍內，理論與實際不能緊密結合［6］。（3）缺少虛擬仿真實驗平臺 在建筑類課程教學中，存在工程時間跨度大、學生無法長時間根蹤、實踐內容復雜、學生難以進行系統(tǒng)性處理等教學問題［7］。在實驗室操作時，多以傳統(tǒng)軟件應用為主，主要進行橫道圖、單雙代號網(wǎng)絡計劃及二維的施工平面布置圖等編制工作［8］。這種傳統(tǒng)的實驗方式缺少可視化的、互動式的實驗仿真平臺，多數(shù)學生不能深入了解實際情況。BIM可實現(xiàn)建筑施工組織課程教學中三維可視化教學，有效提高學生學習效率。

文章以建筑施工組織課程大綱為依據(jù)，分析了BIM嵌入課程的知識點，構建了基于構思、設計、實現(xiàn)和運作CDIO（Conceive Design Implement Operate）國際工程模式的教學改革方法，并提出了建筑施工組織課程應對措施。

1 建筑施工組織課程的特點

1.1 中國特色的建筑教育課程

建筑施工組織課程是中國建筑業(yè)發(fā)展過程中產(chǎn)生的特色建筑教育課程，是具有中國特色的專用名詞，相當于美國的高校建設項目計劃（Construction Planning and Scheduling）課程。建筑施工組織課程最初并非單獨設課，而是屬于建筑施工課程的一個重要部分，一般放在課程的最后授課。隨著建筑專業(yè)的發(fā)展與細分，才單獨設課，一般只設置約32個理論學時［9］。特殊專業(yè)約64個理論學時，如山東建筑大學的中外合作辦學項目的工程管理專業(yè)的建筑施工組織課程就是64個學時。

1.2 建筑施工組織課程設計成果文件的特定涵義

建筑施工組織的課程設計成果往往是施工組織設計，是一個特指施工計劃文件。在管理語境下，組織設計的含義是設計出或構造出一個組織體系，也就是將個體化的一群人結構化、層級化及系統(tǒng)化，賦予其管理職能，規(guī)范其工作流程，從而完成一個特定的使命；在施工組織的語境下，組織設計的含義不僅是設計出一個施工組織體系，而且還是一個施工計劃的文本，具有技術意義、經(jīng)濟意義和合同意義，是如何完成其承包任務的體系化的文件。

1.3 建筑施工組織課程注意要點

建筑施工組織課程是相關專業(yè)學生畢業(yè)后從事施工現(xiàn)場管理的重要基礎，對學生就業(yè)后在實際建筑工程項目中進行施工組織實施和管理具有良好的指導作用。在教學過程中，要注重理論和實踐的相互結合，對學生實踐動手能力以及創(chuàng)新思維能力的培養(yǎng)。在符合國家規(guī)范及技術標準的前提下，要求學生要學會靈活應用。

2 基于BIM的建筑施工組織課程教學改革

2.1 BIM在建筑施工組織課程中的應用知識點

在建筑施工組織實施過程中，BIM的實際應用是按分階段劃分的。在投標階段利用BIM軟件將設計圖紙建成建筑模型、結構模型及機電模型，并進行整合，組建成3D綜合模型，編制基于BIM的技術標與商務標；在項目施工準備階段，利用BIM技術進行場地規(guī)劃，做到合理布局及場地利用效率的最大化；在施工階段結合Project等軟件進行施工前的4D施工模擬，并利用BIM模型導出的明細表等成果編制各種計劃。在建筑施工組織課程教學中，BIM教學往往和教學大綱知識點結合。建筑施工組織教學大綱一般包括2部分內容：（1）施工計劃及資源配置計劃的編制；（2）建筑施工組織設計文件的編制。涵蓋工程概況、施工部署、施工進度計劃、施工準備與資源配置計劃、主要施工方案、施工場地布置等內容。BIM在建筑施工組織課程中的應用知識點見表1。

表1 BIM在建筑施工組織中應用知識點表

BIM在建筑施工組織課程6個方面的教學案例 示范如圖1所示。

圖1 BIM在建筑施工組織中應用點圖

2.2 基于BIM的建筑施工組織教學方法改革

2.2.1 建筑施工組織課程授課內容

基于BIM的建筑施工組織課程教學改革的總體思路是課上通過理論、工程實例及BIM相結合的方式進行授課，課下讓學生分組上交作業(yè)，鞏固建筑施工組織中的知識點。根據(jù)BIM在建筑施工組織課程中的應用知識點，授課內容主要包括3個方面：（1）講授BIM模型在建筑施工組織中的三維展示表現(xiàn)應用；（2）講授為滿足施工組織要求的BIM模型拆分等方法以及BIM軟件與其他軟件的聯(lián)合應用；（3）講授BIM施工模型及施工族庫的制作方法。

2.2.2 建筑施工組織課程教學方法

根據(jù)CDIO國際工程教育理念和模式，基于BIM的建筑施工組織教學方法包括課前準備、精簡教學、課后答疑及作業(yè)鞏固4個階段。

（1）課前準備

由于BIM是施工組織教學的輔助手段，不能占用過多的課堂時間，所以需要學生課前預習。現(xiàn)行教材中缺少相應的BIM內容，而專業(yè)出版物內容復雜，較難找到適應建筑施工組織知識點的參考資料。因此，在課前需要準備針對具體知識點的專項BIM參考資料，包括技術應用操作指南、相應知識點的示范案例及施工族庫等文件，以方便學生課前預習。

（2）精簡教學

在學生具備初步理論知識及課前預習基礎上，圍繞工程概況、施工部署、施工進度計劃、施工準備與資源配置計劃、主要施工方案、施工平面布置等建筑施工組織BIM應用點，主要針對其應用的重點、難點進行實踐精簡教學，提高學生的BIM應用水平。

（3）課后答疑

根據(jù)學生反饋的問題，將定期組織應用答疑，初步了解學生在課程學習方面遇到的問題。答疑內容包括BIM軟件操作、BIM與建筑施工組織課程知識點的有效結合以及BIM應用成果的三維展示表達等問題。鼓勵學生獨立解決在應用中遇到的問題，鼓勵學生適當探索該技術在參數(shù)化方面的深入應用。

（4）作業(yè)鞏固

根據(jù)作業(yè)的復雜程度，將學生分組并提前下發(fā)作業(yè)任務書。學生課后根據(jù)作業(yè)任務書提交相應的BIM作業(yè)成果。以山東建筑大學教學實驗綜合樓在建工程為例，布置了三維施工場地作業(yè)。除對每項作業(yè)進行評價外，還讓作業(yè)具有典型特色的學生走上講臺，展示說明自己的作業(yè)成果及操作過程，教師負責作業(yè)點評。通過作業(yè)環(huán)節(jié)使學生對BIM應用知識點進一步鞏固。

通過在建筑施工組織課程中應用BIM技術，使枯燥的知識點變得生動化、可視化，并可通過其建模仿真等方法，使某些知識點具有一定的可實驗性，極大地促進了建筑經(jīng)管類學生學習的積極性。

2.3 提高BIM教學效率的途徑

2.3.1 課程內容方面

梳理BIM在建筑施工組織教學中授課的側重點，根據(jù)建筑施工組織課程中相關的知識點及建筑施工教學大綱中的重點和難點，分清層次及側重點進行BIM知識點授課。對基礎性的或在前置課中已經(jīng)涉及的知識點可以簡單講解，對BIM在建筑施工組織中應用的知識點，要重點講解。

2.3.2 課程設計方面

BIM課程應課堂授課與課程設計相結合，提高其在建筑施工組織課程中的綜合應用能力。BIM技術具有2大特點，即實踐性強、綜合性強。學生要在學習工程制圖、建筑材料、工程測量、房屋建筑學、建筑結構等課程中的相應理論知識及技能后，才能在建筑施工組織課程中應用BIM。除在建筑施工組織課程中學習BIM外，還可結合建筑施工組織課程設計共同進行，以提高綜合運用BIM的能力。

2.3.3 課程授課方面

BIM課程應多采用案例教學法［10-11］或項目化教學方法［12］，方便學生掌握實際應用。應盡量采用實際建設工程的BIM模型，講解三維施工方案、資源計劃、仿真4D進度計劃編制等內容。案例教學法（或項目化教學方法）將能夠顯著增進學生對BIM知識與基本理論的理解，提高學生的空間認知能力［13］。

2.3.4 試驗平臺建設方面

重視實驗教學平臺建設。在內容方面要適當關注BIM學科的發(fā)展前沿及其軟件產(chǎn)品更新；在教學環(huán)境方面需要配備高性能的計算機和相應的BIM軟件，盡量采用實際BIM案例項目進行教學［14-15］，讓學生能夠真正地感受到BIM在建筑施工組織中的優(yōu)勢。

2.3.5 學生自我學習方面

注重培養(yǎng)學生的自我學習能力。建筑施工組織課程的知識體系更強調應用能力，BIM是由眾多軟件構成的群，由于課時有限，教學過程中不可能講解所有軟件的使用方法。所以在教學過程中更應該鼓勵學生自主學習BIM知識和各類軟件，提高學生的軟件操作能力。

3 結語

文章討論了BIM在建筑施工組織課程中的施工概況、施工部署、施工進度計劃、施工準備、主要施工方案、施工場地布置等6個知識點的應用。提出了基于CDIO教育理念與BIM相結合的課前預習知識點、課中精簡教學、課后學習答疑與作業(yè)鞏固的建筑施工組織課程教學改革方法。給出了在課程內容、課程設計、課程授課方式、實驗平臺建設、學生自我學習等方面提高BIM教學效率的途徑。

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