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建筑信息化背景下工程管理类课程教学研究

范文

彭益华李晓梅

摘? 要：在建筑信息化背景下，工程管理类课程在教学过程中还存在教学内容针对性不强、教学方法与考核方式滞后等问题，以工程结构课程为例，根据工程管理人才市场对专业技能的需求，结合课程建设的目标，对课程的教学内容、教学方法以及考核手段进行教学改革，以培养学生运用信息化手段进行工程项目设计与管理的能力，并提出了开发信息化教学软件、建设工程实训中心与提升教师能力三大保障措施，确保持续满足培养建筑信息化人才的需求。

关键词：建筑信息化;教学改革;工程结构;工程管理;BIM

中图分类号：G642? ? ? ? ?文献标志码：A? ? ? ? ?文章编号：2096-000X（2020）05-0094-03

Abstract： Under the background of building informatization， there are many problems in the course of engineering structure for project management， such as weak pertinence of teaching content， lagging teaching method and assessment method. Taking engineering structure course as an example， according to the demand for professional skills in the talent market and the goal of course in engineering management specialty， the teaching content， teaching methods and assessment methods of engineering structure course are reformed to cultivate students' ability to design and manage engineering projects by means of information technology. It also puts forward three safeguard measures： developing information-based teaching software， building engineering training center and improving teachers' ability， so as to ensure that the requirement of training building informatization talents can be continuously met.

Keywords： building informatization; teaching reform; engineering structure; project management; BIM

一、概述

建筑信息化是建筑業发展的必然趋势，也是今后工程管理人才培养的大背景[1]。《工程结构》作为工程管理专业中重要的专业主干课，有学者提出了一些针对各自高校特点的教学改革意见。在教学内容方面王秀丽提出了增加钢筋混凝土结构平面整体表达法（简称“平法”）及系列图集相关内容的建议[2]，但未阐明具体如何实施。在建筑信息模型（Building Information Modeling，简称BIM）技术全面推广应用的大背景下，面向项目管理的工程结构教学研究还不系统，值得进一步探索。本文在分析目前建筑信息化需求与该课程教学不足的基础上，结合多年从事工程结构课程教学改革实践经验，从教学内容、教学方法、考核方式以及保障措施等方面系统阐述了教研组在建筑信息化背景下《工程结构》课程的教学改革与实践，取得了良好效果，对建筑信息化背景下工程管理类课程教学具有借鉴意义。

二、建筑信息化背景下工程管理类人才市场对《工程结构》课程的需求分析

建筑信息化背景下工程管理人才市场对职业技能需求有了新的变化，相应的对《工程结构》课程教学内容也提出了新的要求，表1列出了建筑信息化前后《工程结构》课程教学内容需求对比。从中我们可以看出，对学生的识图能力需求已经从以前的二维平法施工图识图转变为包含三维或四维信息的BIM技术全方位信息管理。

表1 建筑信息化前后对工程结构课程需求对比

三、建筑信息化背景下工程结构课程教学存在的不足

根据上述需求分析，对照目前《工程结构》课程教学的现状，可知目前主要存在以下不足。

（一）教学内容重点不明，忽视了建筑信息化这个新背景

工程管理专业主要培养面向建设工程项目管理的复合型人才。毕业生主要是在工程一线进行现场项目管理，除了了解工程结构设计原理与概念，识图用图，运用信息化的手段进行施工与管理才是主要工作。具体到工程结构这门课，目前工程管理专业所采用教材基本沿袭了土木工程类的教学框架，缺乏对学生运用信息化技术进行项目管理的理念教育。

（二）教学方法与模式滞后，不能满足课程对工程项目信息化管理技能的培养需求

工程教育信息化是工程教育改革的必然趋势[3]，在PPT 教学逐步取代了传统的黑板板书后，让教师从机械、重复和繁琐的板书中解放出来，方便了教师教学。但对于课程中BIM技术的教学，仅仅依靠PPT演示还是不够的，还需要让学生跟着教师上机对软件进行动手操作与模拟训练，与时俱进地运用微课、慕课等多种手段进行教学。

（三）运用建筑信息模型进行工程实践能力培养不足

在实际教学过程中，理论教学时间偏多，而运用信息化手段进行工程实践机会偏少，难以将理论教学与运用建筑信息进行工程实践良好地结合起来。

（四）教师自身知识陈旧，运用建筑信息模型经验不足

一部分教师自身知识陈旧，缺乏建筑信息化的专业知识，还没来得及与时俱进地学习BIM技术相关知识，这就容易导致在教学时显得心有余而力不足，未能高屋建瓴挥洒自如地讲授相关知识。

（五）传统纸质课程考核方式不能反映学生应用信息化技术的能力

传统的纸质开卷或闭卷考试形式依然是目前工程结构课程的主要考核方式，不能检验学生运用信息化手段进行工程设计与管理的能力。

四、建筑信息化背景下工程结构课程教学内容调整

图1 工程结构课程教学内容与顺序

根据对国内多所高校的调研，目前各高校工程管理专业的《工程结构》课程教学内容各有不同，但几乎所有学校都开展图1所示的第一部分，即工程结构理论教学部分，以讲授基本的工程结构概念。部分高校考虑到结构施工图的识图能力是工程管理专业学生毕业后从事项目管理的基础，为使学生提高识图用图能力，将识图作为工程结构课程的重要教学内容[4]，即开展图1中第二部分平法施工图教学。但是习惯上先将理论教学部分学习完，再进行平法施工图的学习。只有极少部分高校开展了图1中的第三部分，即工程结构实训，且主要集中于手工计算结构承载力。在建筑信息化背景下，进行了如下教学内容改革。

（一）增加BIM相关内容，引入建筑信息化理念

把BIM前沿知识融入现有的教学课程体系，使学生了解BIM的基本知识体系、熟悉BIM的基本工具及其使用方法、运用科学的数字化途径进行建筑设计、建造和管理，提高生产效率，降低工程在实际建造与运营中的风险。

（二）弱化手工计算，插入工程结构计算软件学习

目前结构计算软件成熟，计算效率高，结构电算已越来越广泛应用于工程实践。一方面计算软件结果比手工计算结果能更方便地导入BIM信息模型，不少软件已开发出面向BIM的接口，实现信息交互，便于后续的信息管理。另一方面可以将枯燥单一的理论教学与计算软件应用结合起来，既提高了学习的兴趣，又掌握了技能。

（三）增加工程结构BIM实训教学环节

除了一般的课后作业外，增加建筑信息化工程结构实训环节与课时，如图1中第三部分。在传统工程结构实训课程中，实训分为三部分，一是结构的计算，包含楼盖、板、梁、柱以及楼梯的承载能力计算;二是结构平法施工图绘制;三是工程量统计。与传统实训不同的是，随着BIM技术的发展，这三部分可以统一转换到BIM平台上完成，培养学生运用信息化手段处理工程技术问题的能力。

（四）采用理论教学与构造识图相互交叉的教学顺序

如图1箭头所示，考虑到学习理论的主要目的是为了识图用图，从而运用建筑信息模型进行工程项目管理，为了提高学习的目的性与针对性，使学习效果更好，采用理论教学与构造识图相互交叉的教学顺序，让设计计算与识图用图相互促进，为运用建筑信息模型进行工程项目管理打下良好基础。

五、教学方法改革与实践

（一）引入建筑信息化的工具，采用课堂虚拟教学与现场体验相结合的方式

我校BIM研究中心开发的BIM学习与作业管理系统，能直观显示三维结构图示，并且快速将工程结构中的混凝土、钢筋等信息融入到工程项目全过程信息化管理中，使学生清楚工程结构的设计与施工在项目管理中的具体地位与环节，也可以直观地看到各构件的三维布置与钢筋排布，给学生带来更加直观的视觉体验。在现场体验教学方面，如图2所示，利用我校工程实训中心内按足尺比例（1：1）建造的各种工程构造及钢筋布置模型来进行现场体验教学。

（二）面向典型工程项目的建筑信息系统化案例教学

面向典型工程项目的建筑信息系统化案例教学模式是以某个典型的实际工程作为教学案例[5]，在教学过程中根据教学内容，逐步系统地讲授其各个部分，使学生更容易从整体上把握工程结构理论知识，理解荷载、内力和位移等建筑信息在整体结构中的传递，避免各章节之间联系不紧密。

（三）以训促学的教学方法与以赛促学的激励机制

为了提高学生运用建筑信息化工具解决实际问题的能力，在课程的主要理论内容讲完以后，就开展工程结构BIM实训，教师分阶段检查点评实训过程中的阶段性成果。鼓励教师与学生积极参加省和全国性的结构设计大赛、BIM技术大赛等，灵活运用所学知识设计结构模型，充分发挥想象力和创新思维，通过竞赛不仅加深对专业知识的理解与建筑信息化工具的运用。

六、课程考核手段改革研究

制定建筑信息化背景下的教学考核模式，提升教学效果。一方面，适当增加学生运用建筑信息模型进行实践实训成绩的比例，引发学生对运用建筑信息化手段进行实践动手能力的重视。另一方面，利用我校BIM技术中心平台，开发了基于BIM的考试管理系统。基于BIM的考试管理系统既能迫使学生运用建筑信息化的工具进行学习，也让课程考核能综合考察学生运用信息化手段进行结构设计与管理的能力，同时也提高了考核效率。

七、教学改革顺利进行的保障措施

（一）开发工程结构BIM教学软件，建设实训教材，完善建筑信息化教学资源

在教学软件方面，BIM技术日趋成熟，利用我校BIM技术中心平台，研发了基于BIM的学习与作业管理系統以及考试管理系统，以适应建筑信息化背景下《工程结构》教学工作的顺利进行。在教材方面，根据教学经验，编著建筑信息化背景下的实训教材。

（二）建设工程实训中心，打造与建筑信息化虚拟教学配套的稳定实验基地

我校于2018年建设完成了工程实训中心，在实训中心里面按足尺模型建造了各种工程结构的实际构造与钢筋布置模型供现场教学，如图2所示，为工程实训提供了持续稳定的实验基地，为建筑信息化虚拟教学提供感性支撑。

（三）提升课程教师自身能力，建设高水平的建筑信息化教师队伍

在教研室人才引进方面引进了一批有BIM工程管理经验的高级工程师担任全职或兼职主讲教师，此外针对教研室已有教师进行有目的有计划的专业培训与能力提升，目前的提升途径主要是两个方面。一是组织教师及时关注本学科的前沿知识和最新动态，学习BIM技术，不断提高教师自身运用建筑信息化工具与现代化教学工具的能力。二是每年轮流派遣教师（尤其是年轻缺乏工程经历的教师）去工程信息化管理一线参与顶岗实习，以丰富自身专业技术知识，丰富BIM技术实践经历。

八、结束语

随着建筑信息化的推进，培养能运用信息化手段进行项目管理的人才是工程管理专业高等教育发展的必然趋势。对于工程管理专业的主干课程《工程结构》，在教学过程中，我们既要根据人才市场对职业能力的需求来及时引入建筑信息化的教学内容，也要与时俱进，注重教学方法与考核方式的配套创新，综合运用课堂虚拟教学、现场体验教学、建筑信息系统化案例教学等相结合的教学方式，增强学生运用信息化手段进行项目管理的实践创新能力，同时，教师也需要更新建筑信息化知识体系，提升自身能力并不断完善配套建筑信息化教学资源与实训基地，这样才能持续满足培养建筑信息化人才需求。

参考文献：

[1]中华人民共和国住房和城乡建设部.2016-2020年建筑业信息化发展纲要（建质函[2016]183号）[Z].

[2]王秀丽.工程管理专业《建筑结构》课程教学改革探讨[J].四川建材，2010，36（2）：273-274.

[3]林健，胡德鑫.国际工程教育改革经验的比较与借鉴——基于美、英、德、法四国的范例[J].高等工程教育研究，2018（2）：96-110.

[4]马丹丁，张建军，吴学清.论建筑结构课程中平法识图教学单元的改革[J].教育与职业，2011（18）：138-139.

[5]胡尚瑜，覃荷瑛，曹霞.“建筑结构”课程教学模式研究及实践[J].中国电力教育，2013（14）：107-108.

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