引言

建筑信息模型（Building Information Modeling, BIM）是在建筑领域应用信息技术，实现对设计、施工和管理过程仿真和模拟的一种技术和管理方法^[1]。BIM技术可以通过建立的参数模型整合项目全寿命周期中各阶段的项目相关信息，在项目的策划、设计、施工、运营、维护等阶段进行信息的共享和传递，使项目相关参与方的管理人员和工程技术人员对项目进行中的各种信息做出详尽正确的理解和合理高效的应对。在这样高效的协同工作环境下，BIM技术可以有效地优化设计，优化施工程序，降低工程成本，提高工程质量，提高生产效率，使工程项目全寿命期的全过程管理变得简单、快捷、有效。

BIM技术从国外引入，起初在国内只是处于大量理论研究阶段，此时的BIM技术应用大多出现在一些标志性建筑中。如今，BIM技术在国内已经进入一个快速发展和深入应用的阶段，各级政府部门推出了与BIM技术应用相应的配套政策及标准，企业从尝试使用到了非用不可。住建部在《 2011-2015年建筑业信息化发展纲要》中要求：“高度重视信息化对建筑业发展的推动作用，通过统筹规划、政策导向，进一步加强建筑企业信息化建设，不断提高信息技术应用水平，促进建筑业技术进步和管理水平提升。”在此背景下，地方政府也竭力开始推动BIM技术应用，2014年山东省政府、广东省住房和城乡建设厅、上海市政府等皆陆续发文要求广泛开展BIM技术推广应用工作。如《上海BIM技术应用推广指导意见》要求：上海市政府2015年开始以部分政府项目为BIM试点项目；结合BIM试点项目经验，到2016年底，基本形成满足本市BIM技术应用的配套标准规范体系；到2017年，本市规模以上政府投资工程全部应用BIM技术，规模以上社会投资工程普遍应用BIM技术，应用和管理水平走在全国前列。由此可见，BIM技术在国内建筑行业深入应用已是大势所趋不可阻挡。

当前，各级政府部门一系列政策推动了建筑企业在项目中使用BIM技术，但同时也面临人才短缺的窘境。目前国内建筑行业公认，BIM技术应用推广落到实处的最大瓶颈是专业人才匮乏。面临建筑行业日益增长的BIM专业人才需求，光靠企业自身培训毕竟杯水车薪，因此人才培养的重担落在了高等院校建筑相关专业肩上。国家正是看到企业与学校之间的人才需求关系，多次在政策文件中提及应用型、复合型、技能型人才培养的重要性。如《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010 － 2020年）》中提出：“加快教育信息化进程，强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果。”《国家教育事业发展第十二个五年规划》中提出：“推动信息化和教育教学改革有机结合，鼓励各地大胆应用信息技术开展教学改革试验。”因此，在国家相关政策的推动下，作为与BIM技术有较强关联性的工程管理专业，将BIM技术融入到教学改革中来已是势在必行。

1 传统的工程管理专业人才培养现状分析

工程管理专业是20世纪80年代初，应社会主义建设的需求而设立的工程技术与管理交叉复合性学科。近年来，随着全球一体化的发展，国际工程项目管理成为热点，建筑市场对工程管理专业人才的需求掀起了新热潮。工程管理专业是一个实践性很强的专业，对于该专业的人才培养，既要注重系统理论，又要讲究实践性。目前国内各高等院校的工程管理专业大多适应时势，设置了较多实践性教学环节。如西南石油大学工程管理专业的主要实践性教学环节有：军训及入学教育、工程管理认识实习、房屋建筑学课程设计、工程结构课程设计、工程测量实习、生产与管理实习、工程造价电算化、工程项目管理软件应用、毕业实习、毕业设计（论文）等，共计30周。

尽管设置了不少实践性教学环节，传统的主要针对专业能力的课程、实践教学还是存在。传统工程管理专业人才培养存在的难点和缺陷，主要表现在以下6个方面：

（1）建设项目具有规模大、周期长、施工工艺复杂、管理工作繁多、项目参与者和项目合作角色多且复杂的特点，导致课程和实践环节很难覆盖建设项目的全过程和所有角色，课堂教学和实训内容很难达到全面、有效。

（2）建筑业高速发展，学校招生规模扩大，目前高等院校对学生实践动手能力的培养不足，由于人数较多，学生动手操作的机会较少，而传统的实训形式资源消耗巨大，如实训室的设备和规模都需要大规模的投入，这样给专业与学校带来巨大资金压力，给国家带来巨大的资源投入。如四川建筑职业技术学院是国家示范性高等职业院校，拥有中央财政重点支持的国家级实训基地2个（建筑技术、物流管理）；建有大型专业综合实训馆2个（建筑工程技术实训馆、道路桥梁工程技术实训馆）；建有施工技术仿真实训中心1个，共有实验实训室85个，其中施工性实训室43个，实验实训条件建设投入9300多万元。如此实训室的建设是其他高等院校无法简单效仿的。

（3）传统认知实习、生产与管理实习、毕业实习等的实施主要依赖于建筑企业接收学生作为实习生，如今学校招生规模扩大，学生数量激增，企业接收困难，安全风险极大，难以达到“双赢”，更难以实现顶岗实习，因此产生了实训期间的安全保障和实训内容的深度之间的矛盾不易协调。

（4）传统实训目标定位过于宏观，忽视了人才职业发展的特点，传统实训体系未能突破学科框架，基于工作过程的实训条件有限。2015年，全国“两会”提出“互联网+”行动计划，意味着中国建筑行业信息化时代的来临。这样一来，建筑企业对信息化人才的需求量加大，对胜任工作任务的要求随之提高，且职位分工更趋于精细化，而高等院校传统课程和实训的要求和内容与工作任务的联系性不强，已难以满足当前企业对信息化技术应用型人才的需求。

（5）社会发展导致学生群体早熟化，传统的实训形式不能有效调动学生学习的积极主动性。传统的个人学习具有随意性的特点，过度依赖于学习个体的主动性和自觉性，随着社会的发展、社会群体的进步，使得学生在校学习在一定程度上具备成人教育的特点，学习目的性非常强烈，对学习内容不再是全盘接受，因此教学形式的单调和单一，不足以调动学生学习积极性。

（6）忽视学生计算机应用能力的培养。大部分高校只开设了小部分计算机课程作为专业必修课，如CAD和Project，而像计算机三维软件应用、项目管理与投标工具箱软件等往往作为选修课开设或者不开设，这种课程设置模式对于优秀人才的培养是远远不够的。

2 美国高校的BIM教学改革现状

作为在建筑行业广泛应用的新型技术，国外许多高校也将BIM纳入工程管理专业知识系统，通过在教学中应用，为工程管理专业输出高质量的管理人才提供重要保证。美国许多高校基于各自教学特色，对建筑工程相关专业设置了不同的BIM课程计划目标。亚利桑那州立大学通过聘请经验丰富的BIM技术人员，运用讲座与课程设计相结合的教学方式，分析优秀案例，要求学生掌握Google Sketch up、Revit Architecture等相关软件的应用^[2]。德克萨斯A&M大学工程建设科学学院分别为本科生和研究生开设关于BIM的课程，课程将BIM定义为3D-2D模型集成信息的过程，要求学生通过对Autodesk Revit、Naviswork等软件的应用创建一个4D集体建设序列模型^[3]。佐治亚大学针对工程管理专业学生设置BIM网络视频课程，加深学生对BIM行业认识^[4]。宾州州立大学的建筑工程系通过学生团队完成项目强调协作要求对运用BIM的重要性^[5]。

除了BIM课程计划目标外，各个学校对于课程教学模式与教学详细程度的要求也有所不同。威斯康星大学、怀俄明大学等采用单一课程教学模式，该模式的优点是课程难度较小，对师资力量、教学设备要求低，缺点在于教学知识不够系统全面。加州州立理工大学、科罗拉多州立大学采用交互教学的模式，增加教师与学生之间交流互动，从而达到提高教学效果的目的，但教学改革难度较大。内布拉斯加大学林肯分校则根据传授对象知识水平不同，将BIM课程分为基础类和高级类进行分别教学，使学生通过相应等级难度的课程设计与BIM应用软件掌握BIM相关知识系统^[6]。

目前，发达国家的许多高校对于BIM与工程管理中的应用已经拥有较为完备的教学体系，但关于BIM技术对工程管理专业改革计划思路不够清晰，在BIM课程涵盖范围、教学目的及教学思路方面尚未统一标准。相对于发达国家，中国高校对于BIM技术在工程管理专业教学中的应用程度不高，目前应用领域仅局限于设计公司、BIM培训机构等。由于缺乏教授BIM课程的专业人员，目前国内仅极少数高校开设了与BIM相关的工程管理专业课程，如清华大学开设BIM课程为学生传授BIM最新技术^[7]；华中科技大学土木工程与力学学院和广州优比建筑公司开设国内首个BIM技术硕士课程，为培养BIM人才做准备^[8]。

3 基于BIM技术的工程管理专业教学改革路径思考

对国内高校的工程管理专业而言，通过应用BIM技术让学生学到新型技术的同时，还能深化工程管理专业教学改革，对提升建筑人才质量、保证高校教学水平具有重要意义。但由于目前我国高校对BIM技术与工程管理结合教学的方式还处于初级阶段，有关建筑项目全寿命周期过程较为复杂，因此将BIM技术引入工程管理课程体系中存在诸多问题，主要有以下几个方面：（1）建筑项目三维空间认知难以建立；（2）学生难以参观或体验整个施工周期；（3）施工过程在教学中难以描述；（4）学生对内容及作用理解难度较大；（5）学生难以全面了解建筑项目的参与者与合作者的性质和作用。面对这些问题，作为高等院校工程管理专业教师应当积极思考问题产生的原因，针对BIM技术应用于工程管理专业教学中的障碍制定清晰的改革思路，寻求合理的解决方法。针对以上问题，可以通过以下方法解决基于BIM技术的工程管理专业教学改革规划的主要问题。

3.1 基于建筑三维信息模型集成的BIM方法

随着建筑结构日趋复杂、建筑体量日渐庞大，二维模型对学生而言已经难以进行直观的展示，这增大了学生对于建筑项目理解的难度，不利于课堂教学质量保证。传统的建筑三维模型如3D Studio VIZ等，仅仅建立关于建筑物表面模型，未包含建筑项目内部空间划分及附属于建筑物的相关信息，例如建筑材料、传热系数等^[8]。因此BIM技术与工程管理专业教学的结合为学生理解三维空间障碍问题提供了解决方案。BIM技术核心是通过建立包含建筑物信息的建筑三维信息模型，使得建筑项目全寿命周期中不同阶段不同参与方都能在建筑模型中获得需要的数据^[9]。通过运用BIM相关软件建立的三维模型包含对应的实际建筑物相关的所有信息，如建筑材料、建筑结构、施工工艺等，在信息模型上不仅能进行二维平面表达，如平、立、剖等，还能运用三维立体进行建筑物的效果图等动态显示。通过BIM技术在建筑项目的应用，解决了学生对于复杂建筑物三维空间理解困难的问题，有助于帮助学生理解建筑物的构造，提高学生对三维模型的认知能力。

3.2 基于BIM与4D技术的项目施工进度

由于建设项目体系庞大，施工技术复杂，因此施工阶段是建设项目全寿命周期中的难点。由于施工周期过长，学生无法参观体验完整的施工周期，对施工阶段项目进度、施工技术等复杂关系无法清晰理解，造成在工程管理专业教学中学生的认知障碍。现在课堂中引入BIM与4D技术进度模拟，将施工建筑构件可视化的通过虚拟建造过程进行显示。基于BIM的4D进度模拟，是根据已经完成的3D建筑模型通过时间维度这一概念构成4D模拟动画，借助可视化设备按照工程项目施工计划模拟显示的建造过程。为了更加清晰展示建设项目进度，以天、周、月为时间单位对施工进度进行模拟展示，观看施工工序与进度^[10]。BIM与4D技术结合应用于工程管理专业，能够为学生提供三维可视化的平台，通过观看学习完整的建设项目施工周期，使学生了解施工阶段施工过程，对整体及局部的施工过程及现场布置情况有进一步的认知，从而解决学生难以了解施工周期进程的问题。

3.3 基于BIM的虚拟技术

由于现代建筑施工过程十分复杂，教师在课堂用图片、语言描述等方式向学生讲解施工工艺过程中，学生会出现理解困难的问题。随着VR等仿真技术的推广使用，建筑业中提出了虚拟施工（VC）的概念。虚拟施工是在基于BIM原理通过融合BIM、虚拟现实技术的基础上，对进行施工的建筑建造过程预先在计算机上进行模拟，完整展现建筑施工工艺，从而对施工方案进一步优化^[11]。基于BIM的虚拟施工技术可以构建一个虚拟施工环境，在虚拟环境中对建筑周围场景、建筑构件、机械设备等模型进行还原，形成一个仿真系统使系统中模型具有动态性。通过对BIM理念运用于施工过程，在VR技术的应用之下，建立虚拟施工场景可以让学生了解到建设项目施工的详细过程与具体工艺，为课堂教学提供了更加直观、完整的教学体验。

另外，由于建筑项目参与者包括建筑师、结构师、建造师、项目管理人员、施工人员等，对学生来说项目参与人员结构过于复杂，进行课堂教学时学生对于各参与者间联系及各自任务领域缺乏清晰直观的认知。通过基于BIM与仿真技术的结合建立虚拟系统，对建筑建造活动中参与人员各自工作进行仿真，将人员、系统集中到一个流程，让学生在基于BIM的虚拟建设系统中对项目参与人员进行模拟，使学生在设计、制造和施工等阶段以参与者的身份对项目进行建造优化，加深学生对项目建设参与人员工作和职责范围的认知理解，并在对项目优化过程中充分发挥自己的智慧，提高建设效率，引发学生对于各参与人员角色的自主思考。

3.4 基于BIM的工程项目管理系统

随着建筑产业信息化的发展，现代工程项目管理已经逐渐转变为对工程项目信息的管理。由于建筑项目全寿命周期阶段较多，每个阶段管理工作不尽相同，学生在学习过程中对各项管理工作理解较为困难，而传统的工程项目信息系统由于涉及众多部门，信息系统常常出现滞后的现象，使学生在模拟信息系统中对管理工作进行输入查看时难以进行整个工程信息的传输汇总，阻碍学生对于项目管理各项信息的理解。基于BIM的工程项目信息系统能够将全寿命周期管理工作的信息集成起来，形成一体化的管理过程，将项目管理中的各项工作，例如成本管理、进度管理、质量管理、合同管理、信息管理等形成一个整体^[12]。在基于BIM的工程项目管理系统中，学生能够通过模拟系统对项目管理工作的信息进行输入集成，也可以通过相应操作权限进入系统查看项目全寿命周期内各阶段的具体管理工作。通过对基于BIM的工程项目管理系统在课堂中的应用，使学生对项目管理各阶段的管理工作有更加清晰深入的认识，解决学生对于建筑项目管理工作繁多，对其内容及作用理解难度较大这一问题。

4 结语

随着我国建筑产业信息化进程的加快，BIM技术应用于建筑产业受到广泛推广和支持。我国高校工程管理专业要求培养全面发展的复合型人才，因此有必要对教学方案进行改革。本文基于国内建筑业发展背景及人才培养现状的分析，结合国外BIM教学改革经验，探索BIM技术与工程管理教学改革的思路。希望能够为高校BIM技术应用于工程管理专业改革提供参考，同时促进对改革中出现的问题发起思考，总结出适合我国高校进行BIM教学改革的方针，正确应对改革过程中的挑战，培养出满足建筑行业需求的综合型人才。