摘 要:建筑信息模型(BuildingInformationModeling，BIM)是建筑业领域的一项突破性创新技术，也是我国建筑业改革和发展的重要战略性内容，近两年已进入快速应用阶段。4D-BIM这一概念源于建筑产品模型和施工过程模型的整合，即将进度计划分配到3D建筑信息模型上，形成4D模型。4D-BIM工程进度管理教学能直观清晰地模拟项目实施和管理的全过程，增进学生对专业知识的理解和掌握，提高复杂问题的实际解决能力。针对工程管理专业基础课程—工程进度管理，论述了现有课程教学存在的问题，提出了4D-BIM工程进度管理教学改革对策，以期为工程进度管理领域应用4D-BIM技术进行教学创新提供理论借鉴，也为工程管理人才培养模式的创新提供参考。
关键词:工程管理;进度管理;建筑信息模型;教学改革
0引言
进度控制与成本及质量控制并列为建设工程项目管理的3大任务，也是工程管理类专业毕业生今后从事工程实践的关键技能[1]。工程进度管理是重要的专业基础课程，本课程教学的目标是使学生掌握建设工程项目管理中进度控制的管理方法与手段，为学生未来从事工程管理实践打下坚实的基础。但目前的工程进度管理课程教学仍偏向建立学科体系，没有紧密结合行业实际[2]。教学要素单一且落后，教学手段传统，学生接受效果差。
近些年，随着建筑业的发展，建筑信息化越来越受到人们的重视，建筑信息模型(BIM)作为一种突破性创新技术，逐渐应用到建筑业各领域，也成为我国建筑业改革和发展的一项重要战略。4D-BIM这一概念源于建筑产品模型和施工过程模型的整合，即将进度计划分配到3DBIM上，形成4D模型[3]。4D-BIM工程进度管理教学能直观清晰地模拟项目实施和管理全过程，有助于增进学生对专业知识的理解和掌握，提升专业素质和应用能力，以及提高学生复杂问题的实际解决能力。在分析传统工程进度管理教学中存在问题的基础上，给出了4D-BIM工程进度管理教学改革对策，以期为工程进度管理领域应用4D-BIM技术进行教学创新提供理论借鉴。
1传统工程进度管理教学中存在的问题
传统工程进度管理教学中主要存在4方面问题。
(1)重理论，轻实践。工程管理专业是一门结合建筑技术与管理科学的交叉应用型学科，对于学生的理论和实践要求都比较高[4]。传统的工程进度管理教学中由于软硬件条件的局限更加偏重理论教学。目前普遍存在的情况是:在一些以社科类、经管类为主的综合院校中，工程管理专业的实验室建设投入力度小，工程进度管理教学的软硬件配套设施相对匮乏，学生的实践机会不多，实操能力不强，这些院校更偏重学生的理论方面的教学;而在一些建筑类、土木类工科院校中，虽然工程管理专业有着相对好一点的实训设施，但关于工程进度管理的教学仍是更加侧重理论学习，实践只是辅助理论学习的手段，对于学生的实践能力的培养力度显然不够。即使在有限的实践课程中，也缺乏对工程进度管理方法的有效掌握和理解，和其他专业知识点结合也不够紧密。
(2)课程设置不合理。工程进度管理是工程管理专业的重要课程。我校未单独面向工程管理专业开设工程进度管理这门课，而是在工程管理专业的项目管理课程内设置部分工程进度管理内容的教学，整个项目管理课程设置为27学时，其中安排给工程进度管理的学时仅6学时，短时间的课堂理论教学不能很好地满足学生的学习需求，单纯的课堂理论讲解对于学生的工程进度管理技能提高具有较大的局限性。尤其对于建设工程领域，虽然进度、质量和成本是三大并行目标，但进度往往是核心目标，并综合了多个学科和专业知识点，对管理人员综合能力要求高。
(3)教学配套滞后。传统的工程进度管理教学多以概念叙述为主，配合进度控制管理工具的使用，包括横道图、双代号网络图、双代号时标网络图、单代号网络图等，通过这样的理论学习，使学生掌握网络图、六时标、代号法解双代号网络图的方法，准确判断关键路线、关键工作，掌握横道图的编制。这对于学生掌握理论原理具有一定的帮助，但传统课堂教学未有效结合工程实际，未能紧跟业界发展趋势引进最新进度管理工具的使用[5]。尤其是如何利用可视化手段提升学生认识各项任务的复杂关系方面，还缺乏对新技术的了解和掌握。教学手段的滞后使得学生虽然掌握了进度控制的原理却难以成功应用到具体工程实际中，更影响学生对工程管理综合知识的掌握和应用。
(4)授课和考核手段单一。传统工程进度管理以教师授课为主，教学内容枯燥、乏味，学生自主学习的积极性没有得到充分发挥，实践能力没有得到很好提高，学习效果不明显。对于学生的考核也仅仅是以考试进行，考核体系单一。工程管理是实践性很强的专业，要想使得学生的工程进度管理学习效果得到改善，应该加强教学过程管理，注重教学的实践环节，将教学过程融入到实际工程项目中，将专业知识、个人能力、团队合作意识和进度管理能力的培养整合到课程体系中[6]，体现过程考核而非单纯的知识点考核。
24D-BIM工程进度管理教学改革对策
现代工程项目越来越复杂，传统的工程进度管理教学方式很难直观地呈现出项目的实施和管理过程。4D模型中不仅包含了3D模型的结构参数，还关联着工程进度计划数据。运用4D-BIM模型不仅能完整模拟项目施工全过程，而且使各参建单位之间进行无损信息传递，通过实时跟踪监控，提前发现和应对风险，从而显著提高工程进度管理的效率与效果，提升工程管理水平及利润率[7]。上海迪士尼园区建设、上海中心建设等大型复杂项目均采用了4D-BIM技术，取得很好的效果，被视为复杂工程进度管理方法的未来趋势[8]。图1是4D-BIM技术与传统计划表达方式及作用的对比。
可见，4D-BIM工程进度管理能直观清晰地模拟项目实施和管理的全过程，尤其对于复杂工程进度的全方位模拟分析与过程控制[9]，和传统甘特图等方法相比，具有显著的优势，对于增进学生对专业知识的理解和掌握，提升专业综合素质具有更好的帮助。
2.14D-BIM工程进度管理课程的教学目标结合国内工程进度管理课程教学的现状，4D-BIM工程进度管理课程可以达到以下教学目标:
(1)通过4D-BIM工程进度管理课程的学习，了解建筑业BIM的发展历程和应用现状，理解掌握4DBIM技术的重要性和必要性。
(2)熟悉4D-BIM在工程进度管理中的应用，包括如何通过进度计划编制软件如Primavera等编制施工任务，如何通过3D建模软件如revit来构建3D模型，以及如何将任务与模型相关联，来实现仿真施工、模拟进度管理活动。
(3)熟悉4D-BIM重要软件的使用方法，包括SynchroProgramme、Revit、MicrosoftProjectProfessional、Sketchup以及Oracle’sPrimaveraP6ProfessionalProjectManagement等。
(4)通过4D-BIM课程的学习，增进对工程项目寿命周期过程及其管理任务的理解，提高工程项目管理综合知识的应用能力、协同工作的能力以及解决问题的实践能力。
2.24D-BIM工程进度管理课程的设置内容对于面向工程管理专业设置的4D-BIM工程进度管理课程而言，现有教学体系中能够纳入4D-BIM内容的包括:建筑制图、建筑结构、建筑CAD、建筑施工、工程项目管理(进度管理)等。换言之，4D-BIM工程进度管理课程要求学生有良好扎实的建筑建模、工程进度管理和项目管理的知识基础。
由此，4D-BIM工程进度管理课程内容设置可包含:4D-BIM的发展与简介、4D-BIM软件与建模方法、4D-BIM与建筑结构、4D-BIM与虚拟施工[10]、4D-BIM进度管理(4D进度计划)等。
2.34D-BIM工程进度管理课程的组织形式
在4D-BIM工程进度管理课程中，主要有3种教学组织形式。
(1)课堂教学。4D-BIM的工程进度管理课程的课堂教学内容主要包括:4D-BIM的内涵、3D设计模型、4D进度计划、基于计划管理的项目管理软件的应用等。通过课堂教学，让学生了解4D-BIM的基本知识体系、熟悉4D-BIM的基本工具和使用方法，做好学习4D-BIM的前期准备工作。
(2)实验教学。相比于理论学习，4D-BIM更加强调理论与实践相结合，形成实践性更强的知识体系。
4D-BIM工程进度管理课程的实验教学则是一种让学生得到充分操作练习的机会，是一种行之有效的课程组织形式。在实验教学中，重要的知识点都有设置相应的实验教学内容，并尽可能以实际工程项目为背景，让学生通过操作来解决实际工程问题。4D-BIM工程进度管理课程的实验教学主要包括3大部分。①工程项目进度计划的编制，包括:总控制计划的编制、标段控制计划的编制和详细施工计划的编制;②将编好的工程项目进度计划与3D模型相关联[11]，包括:3D模型的导入、模型与任务相关联、为模型创建新的关联任务、任务与资源关联、4D模拟等;③4D-BIM的实践应用，例如施工方案模拟、现场施工组织模拟、复杂安装过程模拟、方案比选、可视化进度过程控制等。此外，还可以通过大型课程设计或毕业设计，提高实验教学的效果。通过实验教学，巩固课堂教学中讲授的基本知识，解决4D-BIM的实际应用问题。
(3)案例和前沿讲座。作为4D-BIM工程进度管理课程的教学补充，具有丰富实践经验的工程管理行业专家的知识讲座能为学生们提供新的视角、新的理念、新的方法。专家案例讲座给学生介绍4D-BIM的发展前沿[12]，比如建筑可视化、虚拟施工、与虚拟现实(VR)和放大现实(AR)技术的结合等，启发学生关于工程进度管理实践的更多思考，激发学生学习和应用4D-BIM的兴趣，促使学生进一步明确学习4D-BIM的重要性和必要性。
34D-BIM工程进度管理教学改革的建议
3.1采用循序渐进的方式
面向工程管理专业的4D-BIM工程进度管理教学改革不是一蹴而就的，应采用循序渐进的方式[13]。前期先培养雄厚的师资力量，积累扎实的软硬件资源，建立完善的教学内容，探索适合工程管理专业的4D-BIM教学体系。基于课程的改革经验，将其他专业课程的相关内容纳入到4D-BIM中。
此外，对于学生的学习要求也应该是循序渐进的。对于低年级学生而言，更看重理论基础和专业知识的掌握，设置的理论基础课程占多数;进入高年级后，随着理论知识的巩固，教学目标应该更加注重培养学生的实践应用能力，设置的实验课程比例应有所增加。
3.2采用案例教学方法
4D-BIM工程进度管理课程教学过程中，如果能用尽量多的真实案例，以实际工程项目为背景来进行实验操作练习，实现工程项目的仿真施工、仿真4D进度计划编制、仿真进度控制等，将能够显著增进学生对4D-BIM知识的理解和内化，提高知识的应用能力。
3.3与行业建立更紧密的联系
在4D-BIM工程进度管理课程教学初期，对师资数量和质量都有较高的要求，通过行业专家讲授的讲座可以缓解师资的难题[14]，同时提供给学生学习4DBIM良好的启蒙。工程管理是实践性很强的学科，必须与行业建立紧密的联系。在课堂教学之余，通过举办行业专家知识讲座，行业研讨学习沙龙以及实地调研等形式的活动，为4D-BIM工程进度管理教学改革提供丰富的教学资源补充，培养学生的专业素养和综合素质。
3.4制定课程大纲和操作指南
由于课程时间有限，需要通过不断地教学探索，编制课程大纲和相应的操作指南，以使学生快速掌握相应的软件操作，提高课程效率。一些操作内容和操作步骤尽量标准化，以方便教学和考核。如有必要，也可设置自由探索环节，只设置课程目标，使学生充分发挥想象能力和探索能力，对实践应用进行拓展。
3.5积极组织参加相应比赛
目前，围绕BIM以及4D-BIM有一些较好的国际和国内比赛，尤其是全球著名的4D-BIM软件厂商Synchro公司，每年都组织全球4D应用比赛，其中包括专门面向高校的比赛。通过比赛可以使学生了解国际水平，激发探索兴趣，提升学生的理论水平和解决问题的创新能力。
4结语
工程管理专业由于其自身的应用性和综合性，需要紧密结合行业发展趋势，不可避免地要对工程进度管理课程进行教学改革。本文基于4D-BIM技术的发展，从传统的工程进度管理课程教学存在的问题出发，提出了4D-BIM工程进度管理教学改革对策，对工程进度管理领域应用4D-BIM技术教学创新进行了有益的探索，为高水平、高素质工程管理人才的培养而不断努力。
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