譚毅，尹璨，李昇翰

（深圳大學(xué) 土木與交通工程學(xué)院，廣東深圳 518060）

1 背景

“新工科”建設(shè)是近年來我國教育部提出的新的教育戰(zhàn)略，其對應(yīng)的是新興產(chǎn)業(yè)的專業(yè)，如人工智能、智能制造、云計(jì)算等[1]，也包括傳統(tǒng)工科專業(yè)的升級改造，目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新精神以及跨學(xué)科整合能力的人才。

隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等信息技術(shù)不斷更新，建筑行業(yè)需要在發(fā)展過程中針對自身工作進(jìn)行創(chuàng)新。工程管理作為其核心組成部分，不僅直接影響著工程的施工效率，還對工程的質(zhì)量起著決定性的作用[2]。隨著現(xiàn)代化建筑規(guī)模的不斷擴(kuò)大，施工過程涉及的機(jī)械設(shè)備和人員的交叉作業(yè)增多，在工程管理中融入信息化技術(shù)，如利用建筑信息建模（BIM）、3D 激光掃描、無人機(jī)等信息技術(shù)自動(dòng)獲取追蹤現(xiàn)場動(dòng)態(tài)信息和數(shù)據(jù)分析驅(qū)動(dòng)的管理模式，將會(huì)提升工程項(xiàng)目管理的質(zhì)量和效率[3]。

工程管理專業(yè)是新興的工程技術(shù)與管理交叉復(fù)合性學(xué)科，傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式很難在行業(yè)升級轉(zhuǎn)型過程中提供足夠的支持。因此，需要探索新的課程模式，在工程管理專業(yè)的培養(yǎng)方案中融入以人工智能、云計(jì)算和大數(shù)據(jù)等為代表的信息技術(shù)，培養(yǎng)符合新時(shí)代發(fā)展需求的創(chuàng)新復(fù)合型人才。

2 工程管理信息化課程現(xiàn)狀

在“新工科”和建筑信息化的背景下，許多學(xué)校將BIM、裝配式技術(shù)等新工藝的應(yīng)用融入了建筑工程專業(yè)課程體系，將信息化技術(shù)與建筑工程領(lǐng)域相關(guān)技術(shù)融合來培養(yǎng)社會(huì)需要的人才。

在建筑工程領(lǐng)域，計(jì)算機(jī)的應(yīng)用已經(jīng)不僅局限于傳統(tǒng)的CAD，像BIM 技術(shù)已經(jīng)成為建筑行業(yè)發(fā)展的趨勢[4]，目前許多高校都將其納入建筑工程類專業(yè)的教學(xué)中[5]。國內(nèi)許多高等院校已經(jīng)開設(shè)了BIM 課程教學(xué)，但是依舊存在許多不足之處：（1）未把其納入課程體系。許多高校并沒有將教學(xué)模式和BIM 技術(shù)有效結(jié)合起來，學(xué)科評估中也沒有把相關(guān)課程納入評估體系指標(biāo)，因此教學(xué)體系不完整。（2）對BIM 的認(rèn)知存在偏差。許多人片面地將BIM 等同于建模，并未涉及如何將BIM 技術(shù)應(yīng)用于施工、管理等領(lǐng)域，忽略了對BIM 本質(zhì)和精髓的教育。（3）缺乏全過程應(yīng)用的BIM 教學(xué)案例。在理論課程中涉及BIM 的知識(shí)點(diǎn)比較零散，缺乏全過程的工程教學(xué)案例，不能把設(shè)計(jì)、施工和管理的知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來，使得教學(xué)內(nèi)容不夠連續(xù)[6]。

除BIM 課程之外，一些學(xué)校還開設(shè)了裝配式、可持續(xù)建設(shè)、大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用等行業(yè)信息化前沿的課程。但是，相關(guān)課程設(shè)置明顯滯后于實(shí)踐，現(xiàn)有專業(yè)教學(xué)課程集中于管理信息系統(tǒng)，缺乏對新技術(shù)的更新，并且課程間內(nèi)容比較零散，缺乏邏輯關(guān)系。因此，需要一門課程系統(tǒng)地介紹工程管理的信息技術(shù)及應(yīng)用，填補(bǔ)現(xiàn)有課程中信息技術(shù)方面的空白，并將各門課程的內(nèi)容連接起來[7]。

3 工程管理信息化導(dǎo)論課程建設(shè)

近年來我國建筑行業(yè)不斷發(fā)展，同時(shí)也面臨著轉(zhuǎn)型與創(chuàng)新方面的需求。然而，部分高校開設(shè)的信息化課程之間缺乏邏輯性，為了將現(xiàn)有課程內(nèi)容連接起來，培養(yǎng)“新工科”背景下工程管理高水平人才[8]，以深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院為例，開設(shè)工程管理信息化導(dǎo)論這門課程。導(dǎo)論性質(zhì)的課程用來介紹專業(yè)的形成與發(fā)展，幫助學(xué)生對其形成系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，使他們對所選專業(yè)有所了解，為今后專業(yè)課程學(xué)習(xí)做好鋪墊。

3.1 教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃

課程選取深圳大學(xué)土木與交通工程學(xué)院2019 級工程管理專業(yè)的學(xué)生為對象，進(jìn)行為期17 周的工程管理信息化導(dǎo)論教學(xué)。教學(xué)大綱是以《BIM 應(yīng)用·設(shè)計(jì)》[9]《BIM 應(yīng)用·施工》[10]和《建設(shè)工程管理信息技術(shù)》[11]這三本書為參考，涉及的其他資料有《建筑經(jīng)濟(jì)》《工程管理學(xué)報(bào)》《Automation in Construction》等。該課程授課模式以理論形式為主，全面介紹工程管理信息化在建筑全生命周期的應(yīng)用，課程框架如圖1 所示。

圖1 課程框架

3.2 教學(xué)方案設(shè)計(jì)

3.2.1 教學(xué)內(nèi)容

新興的信息化技術(shù)廣泛地應(yīng)用在建筑工程領(lǐng)域，它的應(yīng)用可以覆蓋建筑的全生命周期，從規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營階段，直到建筑設(shè)施被拆除或破壞。因此，我們的課程內(nèi)容以項(xiàng)目全生命周期為背景，介紹相關(guān)的信息技術(shù)在項(xiàng)目每個(gè)階段的應(yīng)用以及將如何實(shí)現(xiàn)工程智能化的管理[12]。具體技術(shù)如表1 所示。

表1 各階段的信息化技術(shù)

在建筑項(xiàng)目規(guī)劃階段，需要對工程的初始現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，地理信息系統(tǒng)（GIS）、遙感（RS）、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（GNSS）、無人機(jī)（UAV）等技術(shù)的發(fā)展，提供了新的信息獲取、處理和分析的手段，將這些技術(shù)應(yīng)用在工程規(guī)劃中提高了效率。因此，教學(xué)內(nèi)容設(shè)置了GIS、RS、GNS 等技術(shù)輔助項(xiàng)目前期規(guī)劃等知識(shí)點(diǎn)。

在建筑項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段，以往應(yīng)用2D 軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，不協(xié)調(diào)的情況時(shí)常發(fā)生，以至于造成了多方面的損失。BIM 技術(shù)為實(shí)現(xiàn)協(xié)同設(shè)計(jì)提供了可能性，使得不同專業(yè)的設(shè)計(jì)人員能在同一個(gè)BIM 模型上展開協(xié)同設(shè)計(jì)，及時(shí)解決設(shè)計(jì)中不協(xié)調(diào)的問題。比如，檢查平面布置是否適宜、管道布置是否會(huì)發(fā)生沖突碰撞，大大減少了設(shè)計(jì)時(shí)間，提高了設(shè)計(jì)質(zhì)量。

在建筑項(xiàng)目施工階段，利用無線網(wǎng)絡(luò)、傳感器、計(jì)算機(jī)視覺等信息技術(shù)，對施工工序進(jìn)行跟蹤，將施工現(xiàn)場的信息及時(shí)傳遞給工程的管理者，為其做決策提供了參考，有效減少了施工時(shí)間。同時(shí)，智能建造和智慧工地作為建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的核心推動(dòng)力，其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)也將在教學(xué)內(nèi)容中進(jìn)行設(shè)置。

在建筑運(yùn)營維護(hù)階段，作為項(xiàng)目全生命周期中最長的一個(gè)階段，它的效率是確保工程質(zhì)量的關(guān)鍵。新興的人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、激光掃描等技術(shù)，應(yīng)用于設(shè)備和機(jī)房的智能化管理，形成了具體的運(yùn)維方案，大大減少了人力和成本，實(shí)現(xiàn)了精細(xì)化運(yùn)維管理。

3.2.2 教學(xué)方式

運(yùn)用“騰訊課堂”教學(xué)平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)線上和線下綜合教學(xué)模式[13]。在上課前，將相關(guān)課程資源上傳到平臺(tái)，學(xué)生能通過線上教學(xué)資源進(jìn)行預(yù)習(xí)。在學(xué)習(xí)過程中，如果遇到疑點(diǎn)難點(diǎn)，做到及時(shí)查缺補(bǔ)漏。課后，教師通過該平臺(tái)發(fā)布相關(guān)作業(yè)，學(xué)生通過平臺(tái)提交，教師可以實(shí)時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度，并且作業(yè)將以電子版的方式存檔，不容易遺失。

同時(shí)，線下教學(xué)的作用也不能忽視，將線上教學(xué)資源和課堂授課內(nèi)容相結(jié)合，提高教學(xué)質(zhì)量。在教學(xué)過程中，以工程實(shí)際項(xiàng)目為課程背景，學(xué)生通過小組合作、交流共享的方式完成任務(wù)。整體教學(xué)模式框架如圖2 所示。

圖2 教學(xué)模式框架圖

3.3 學(xué)生考核評價(jià)體系

在教學(xué)過程中，對學(xué)生進(jìn)行考核是非常重要的，這不僅能評價(jià)教學(xué)質(zhì)量，還能檢查學(xué)生對知識(shí)的接受程度，為任課教師提供教學(xué)反饋，及時(shí)做出相應(yīng)調(diào)整。

目前高校中許多課程的考核仍采用傳統(tǒng)模式，通常以期末考試為主，平時(shí)成績?yōu)檩o，并且期末考試的成績占總成績的比重較大，導(dǎo)致部分學(xué)生平時(shí)放松對學(xué)習(xí)的管理，選擇期末考試前突擊復(fù)習(xí)，教師無法得到有效的教學(xué)反饋，也無法充分評價(jià)學(xué)生對知識(shí)的掌握情況。

課程采用過程性考核[14-15]，除了課程作業(yè)和期末考試的考核方式外，還重視考查學(xué)生知識(shí)掌握的全面性以及是否具備應(yīng)用這些知識(shí)去解決問題的綜合能力。我們主要將課程最終成績考核分為四個(gè)部分，具體如下：

（1）課堂發(fā)言。教師在授課過程中隨機(jī)提問，對學(xué)生的回答情況打分，以5 次問答情況都得到優(yōu)秀作為滿分。課堂發(fā)言的成績占總成績的10%，按比例計(jì)入總成績。

（2）課后作業(yè)。課程屬于導(dǎo)論性質(zhì)的課程，考查學(xué)生的語言表達(dá)和思維創(chuàng)新方面的能力，其中共有5 次和課程內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)，每次成績占總成績的10%。

（3）紙質(zhì)報(bào)告。以論文形式進(jìn)行考核，以小組為單位，每組人數(shù)不超過5 人。論文主題為工程管理信息化技術(shù)的拓展延伸，具體采用小組抽簽的方式?jīng)Q定，某學(xué)期的論文主題內(nèi)容如表2 所示。這一部分的成績占總成績的25%。

表2 課程報(bào)告的考核內(nèi)容

（4）課程匯報(bào)。小組采用PPT 的形式進(jìn)行匯報(bào)，分組情況應(yīng)與提交報(bào)告的情況相符。學(xué)生在進(jìn)行匯報(bào)時(shí)，要求PPT 的內(nèi)容和本組成員論文的核心思想一致，匯報(bào)的時(shí)間控制在15 分鐘以內(nèi)，并接受教師與其他小組成員的提問。匯報(bào)的成績占總成績的15%。

4 關(guān)于課程建設(shè)的思考

以BIM、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的新一代信息技術(shù)，正對工程管理產(chǎn)生深刻的影響。工程管理信息化導(dǎo)論課程的建設(shè)正是在該背景下進(jìn)行的。筆者基于本課程建設(shè)過程的經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為以下幾點(diǎn)可以供課程改革參考：（1）信息化知識(shí)點(diǎn)要與時(shí)俱進(jìn)。在數(shù)字信息技術(shù)日新月異的今天，課程中介紹的技術(shù)需要緊跟建筑行業(yè)趨勢，并且需要有一定的前瞻性。（2）信息化知識(shí)點(diǎn)簡潔易懂。在準(zhǔn)備課程內(nèi)容時(shí)，需要充分考慮學(xué)生的專業(yè)背景。工程管理信息化屬于交叉跨學(xué)科類課程，信息技術(shù)及其應(yīng)用的介紹應(yīng)盡可能通俗易懂，便于掌握。（3）信息化知識(shí)點(diǎn)合理切入。每個(gè)院校工程管理專業(yè)的培養(yǎng)方案都已經(jīng)較為完善和穩(wěn)定，要在此基礎(chǔ)上開設(shè)信息化類的導(dǎo)論課程，首先，需要充分考慮和研究現(xiàn)有培養(yǎng)方案在哪些環(huán)節(jié)可以被信息技術(shù)賦能。然后，確定合理的信息技術(shù)與工程管理專業(yè)知識(shí)點(diǎn)的融合教學(xué)內(nèi)容。例如可以參考本門課程，以工程項(xiàng)目全生命周期為主線，介紹不同的信息技術(shù)是如何賦能工程管理的。最后，利用最新的教學(xué)手段，比如增加無人機(jī)、3D 打印等實(shí)操環(huán)節(jié)，開展相應(yīng)的教學(xué)。

5 結(jié)語

將工程管理與信息化技術(shù)緊密相連并且培養(yǎng)“新工科”背景下的專業(yè)人才，成為高校義不容辭的責(zé)任。同時(shí)，建設(shè)一門以建筑工程全生命周期為背景的導(dǎo)論性質(zhì)的課程，系統(tǒng)地介紹信息化技術(shù)的應(yīng)用，將各門工程信息化課程的內(nèi)容有邏輯地連接起來，使信息化技術(shù)系統(tǒng)地滲透進(jìn)本專業(yè)的知識(shí)體系，加強(qiáng)學(xué)生對專業(yè)信息化課程理論和實(shí)踐的理解，是工程管理信息化技術(shù)教學(xué)必不可少的環(huán)節(jié)。