梁巧真， 葉 飛， 李正焜

(安徽糧食工程職業(yè)學院，安徽 合肥 230011)

施工組織與管理是土建類的核心課程，該課程的實訓(xùn)目的，是讓學生掌握施工組織設(shè)計、施工進度管理、施工質(zhì)量和安全管理等內(nèi)容，旨在提高他們在施工現(xiàn)場的綜合組織與管理能力。針對該傳統(tǒng)課程實訓(xùn)中存在的理論知識枯燥乏味，施工現(xiàn)場布置及施工過程抽象化等問題，文章將安徽糧食工程職業(yè)學院學生4號宿舍樓工程項目實例引入到該實訓(xùn)課程，通過BIM4D施工策劃等軟件，模擬施工現(xiàn)場情境、施工過程，使該實訓(xùn)內(nèi)容立體化，施工現(xiàn)場由二維向三維、四維轉(zhuǎn)化，讓學生置身于施工現(xiàn)場體會復(fù)雜的施工情境，真正學會施工組織與管理，提升專業(yè)知識的應(yīng)用能力及專業(yè)技能。

1 傳統(tǒng)施工組織與管理課程實訓(xùn)存在的弊端

1.1 實訓(xùn)教學實踐性差

傳統(tǒng)的施工組織與管理課程實訓(xùn)，主要包括工程項目的工程量、資源、工期的手算，進度計劃的手繪，施工平面圖的繪制，實訓(xùn)成果主要通過手寫施工組織設(shè)計書呈現(xiàn)，成果單一；

學生對虛擬的工程項目施工組織紙上談兵，難以體現(xiàn)施工現(xiàn)場環(huán)境的復(fù)雜性，缺少有效實踐性。

1.2 實訓(xùn)內(nèi)容抽象

實訓(xùn)工程項目案例一般為網(wǎng)上資源，沒有實體依托，較為抽象。實訓(xùn)過程中，學生通過案例對比，在計算工程量、資源消耗量時，沒有可視化材料，生搬硬套，準確率差。繪制進度計劃，進行進度管理設(shè)計時，憑空想象施工過程，與實際相差甚遠。生活區(qū)、辦公區(qū)、施工區(qū)劃分隨意，擬建建筑物、宿舍及辦公樓臨時設(shè)施、材料堆場、施工機械等布置，只能手繪或CAD繪制在施工平面布置圖上，二維圖紙較為抽象，缺乏可視化載體，難以判斷施工現(xiàn)場布置的合理性。

1.3 考核方式單一

在傳統(tǒng)實訓(xùn)中，首先教師描述工程項目的工程概況，給定設(shè)計任務(wù)，而后學生對照案例完成施工組織設(shè)計書，內(nèi)容較為枯燥，抄襲現(xiàn)象嚴重。且成績評定僅以設(shè)計書為依據(jù)，實訓(xùn)結(jié)果的評定過程全由教師一人定奪，學生難以參與，不能發(fā)現(xiàn)實訓(xùn)過程存在的不合理現(xiàn)象，互動性差、學生積極性不高。

2 基于BIM4D技術(shù)的施工組織與管理課程實訓(xùn)過程

2.1 情境模擬、分發(fā)任務(wù)

(1)劃分模擬團隊。首先，班級成員自由組隊，組成5個團隊，每個團隊8人，分別模擬5個建筑施工單位，學生根據(jù)不同的崗位要求分別扮演施工單位技術(shù)負責人、項目經(jīng)理、項目技術(shù)負責人，施工技術(shù)員。然后給定10分鐘，由每隊成員設(shè)置公司名稱、標志、標語進行展示，活躍課堂氣氛，提高學生興趣。

(2)引入實體案例。引入安徽糧食工程職業(yè)學院學生4號宿舍樓，組隊完成后由專業(yè)教師帶領(lǐng)學生實地參觀，觀察周圍環(huán)境、外部構(gòu)造及內(nèi)部結(jié)構(gòu)。發(fā)給的實訓(xùn)資料，其中包括4號宿舍樓的工程概況、建筑圖、結(jié)構(gòu)圖、建筑施工圖、實訓(xùn)任務(wù)書等。

2.2 運用BIM軟件模擬

(1)CAD繪制施工平面圖。每個團隊分析給定的4號宿舍樓的資料，基于項目的地形、周邊環(huán)境、按照安全文明、利于環(huán)境保護的施工要求，布置生活區(qū)的餐廳、勞務(wù)宿舍和廁所，辦公區(qū)的辦公樓，施工區(qū)的擬建建筑物、砂石庫房、水泥庫房、模板庫房、鋼筋原材庫房、砂石堆場、鋼筋加工棚、木模板加工棚、施工機械、攪拌廠、臨時道路及設(shè)施等，并確保其分布合理。利用CAD繪制項目的施工總平面圖如圖1所示。

圖1 施工總平面圖

(2)施工進度計劃圖的繪制。利用斑馬夢龍網(wǎng)絡(luò)計劃繪圖軟件進行鼠標拖拽繪制出橫道圖或網(wǎng)絡(luò)圖，軟件根據(jù)繪制的進度圖自動建立各工作的緊前緊后關(guān)系、自動生成關(guān)鍵線路、自動調(diào)節(jié)圖例，將橫道圖、雙代號網(wǎng)絡(luò)圖、單代號網(wǎng)絡(luò)圖、時標網(wǎng)絡(luò)圖相互轉(zhuǎn)化，使圖形簡單靈活布局。通過時標網(wǎng)絡(luò)圖里的前鋒線功能，可動態(tài)跟蹤實時進度，與施工策劃軟件模擬的進度情況相結(jié)合，及時發(fā)現(xiàn)進度偏差，進行預(yù)測及調(diào)整。

(3)將二維施工平面圖可視化。將CAD施工平面圖導(dǎo)入品茗BIM施工策劃軟件，依次繪制地形、臨時道路、圍墻、生活區(qū)、辦公區(qū)、施工區(qū)。立體化展示各團隊施工現(xiàn)場的布置情況如圖2所示，繪制觀察路線、視頻展示成果，團隊成員從各崗位的角度出發(fā)，和教師一起討論布置情況，改善現(xiàn)場布置。

圖2 施工現(xiàn)場布置BIM模擬圖

(4)BIM4D模擬施工現(xiàn)場工作過程。按階段分別進行土方階段、地下室階段、結(jié)構(gòu)階段、裝修階段建模，設(shè)置基坑開挖、基坑支撐構(gòu)件、地下室構(gòu)件組成、首層柱梁板構(gòu)件、其他樓層結(jié)構(gòu)階段復(fù)制，裝修階段構(gòu)件導(dǎo)入；在材料統(tǒng)計板塊設(shè)置施工所需的材料及施工機械設(shè)備種類，輸入各構(gòu)件的用量及單價；在模擬施工板塊，關(guān)聯(lián)時間，根據(jù)進度計劃圖，建立開工、竣工日期，設(shè)置各階段各構(gòu)件的起止時間，形成橫道進度計劃圖，與斑馬夢龍網(wǎng)絡(luò)計劃軟件繪制的進度計劃圖相比較，調(diào)整優(yōu)化，構(gòu)成4D模型；設(shè)置漫游路線，生成動畫模擬形式，模擬宿舍樓施工過程及施工現(xiàn)場機械車輛的運作情況。通過設(shè)置，也可分別模擬不同階段的子動畫，如土方開挖子動畫，支撐梁子動畫，擬建建筑物施工子動畫、塔吊、井架、施工電梯運作子動畫、裝修外立面子動畫等，模擬過程中發(fā)現(xiàn)問題，及時與教師溝通、與隊員協(xié)商修改。在運行良好的情況下，教師針對不同組別階梯式增加不利因素，提高難度，讓學生仿佛置身于施工現(xiàn)場解決突發(fā)問題。

2.3 課程考核

基于BIM4D技術(shù)的實訓(xùn)課程，摒棄以成果論成績的方法，注重過程及參與度。將成績分布于團隊參與度、實訓(xùn)過程的熟練度和挑戰(zhàn)難度、施工現(xiàn)場布置的合理性及小組成員互投排名。

3 施工組織與管理課程的實訓(xùn)教學實施結(jié)果分析

3.1 課程實訓(xùn)特色

(1)身邊案例，體驗感強。引入的案例是本校的實體工程項目，貼近生活，來源現(xiàn)實，學生居住在里面，能觀察外觀和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，使得學生能夠理論聯(lián)系實際,在實訓(xùn)過程中的現(xiàn)實體驗感更加深刻，案例詳情如表1所列。

表1 實訓(xùn)工程案例詳情

(2)內(nèi)容創(chuàng)新，實踐性好。學生自組團隊，以團隊為單位親自設(shè)計施工組織設(shè)計書，應(yīng)用CAD軟件繪制施工總平面圖，利用斑馬夢龍網(wǎng)絡(luò)計劃軟件繪制網(wǎng)絡(luò)圖，可動態(tài)追蹤施工進度，發(fā)現(xiàn)偏差及時調(diào)整；該軟件繪制進度計劃圖，能根據(jù)實時情況進行任意快速修改，縮短傳統(tǒng)手繪修改時間，且可使學生較短時間內(nèi)掌握進度管理的相關(guān)知識。通過品茗BIM4D施工策劃軟件，進行施工現(xiàn)場布置，通過關(guān)聯(lián)時間建立4D可視化施工過程，使得施工現(xiàn)場真實化，可以進行塔吊、垂直升降機等各種機械施工模擬，觀察是否存在機械碰撞或機械與建筑物碰撞等問題，模擬車輛進出場流線，確保施工現(xiàn)場實施的有序進行。通過4D技術(shù)，模擬施工過程，模擬過程中出現(xiàn)進度問題可及時修正進度計劃；以動畫的形式展現(xiàn)，可辨別施工過程存在的不利風險因素，便于制定安全防護措施,減少事故發(fā)生，改進人員組織方式或施工方法以確保工程質(zhì)量，確定最優(yōu)的施工組織方式。實訓(xùn)過程中，學生如身臨施工現(xiàn)場，更加深刻地體驗了施工現(xiàn)場管理情況，對施工現(xiàn)場布置及施工過程有了更加深切的理解，提高了該實訓(xùn)課程的實踐性，為學生適應(yīng)信息化建筑類職業(yè)鋪墊了基礎(chǔ)。

(3)分設(shè)難度，互動性好。實訓(xùn)過程中，教師根據(jù)每隊的進展情況及學習水平，分別設(shè)置不同難度的問題，使其具有一定階梯式挑戰(zhàn)性，各小組間直接形成競爭關(guān)系，激發(fā)學生的求知欲；各小組組長組織商討，專業(yè)教師作為隊員參與討論，由以教師為中心的實訓(xùn)形式轉(zhuǎn)變到以學生為中心，增加了實訓(xùn)互動性。

3.2 實施效果

分別調(diào)研我院應(yīng)用BIM4D技術(shù)實訓(xùn)的200名土建專業(yè)學生和未應(yīng)用BIM4D技術(shù)的200名學生，調(diào)研數(shù)據(jù)統(tǒng)計如表2所列。通過調(diào)研結(jié)果表明，利用品茗BIM施工策劃軟件，引入我校學生4號宿舍樓案例進行實訓(xùn)，可提高學生的積極性和興趣性，提升他們對施工組織及管理的理解，增加師生互動性。

表2 應(yīng)用BIM技術(shù)前后的調(diào)研對比表

4 結(jié)束語

利用BIM4D技術(shù)進行施工組織與管理課程實訓(xùn)，創(chuàng)新了教學方法，改變了考評方式，使課堂上學生被動接收知識轉(zhuǎn)化為主動求知；建立4D模型模擬動畫，使抽象的二維圖片立體化呈現(xiàn)，增強了學生對專業(yè)知識的理解，提高了學生的應(yīng)用能力，教學效果得到廣大師生認可。