工程造价专业数字化教学建设

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摘要：BIM技术促进了信息技术与教育教学模式的深度融合，翻转课堂、MOOC和微课成为新形势下高校教育教学模式改革的重要发展趋势。本研究立足于BIM技术为高校课堂学习带来的新机遇，初步构建了BIM技术背景下的工程造价专业在线开放课程教学数字化平台，提出了基于数字孪生技术的工程造价专业教育应用设想，并对工程造价专业数字化教学建设进行了基于BIM技术和数字孪生技术价值共创性的思考。

关键词：BIM技术；工程造价软件；数字孪生

近年来，随着大数据、云计算、BIM（BuildingInformationModeling）技术的发展，工程造价专业教学模式出现了新的变化[1]。文献[2-6]等分别从课程体系、实践环节、教学手段、人才培养模式等方面提出了教学改革的思路和合理的建议，这些思路和建议对工程造价专业数字化教学建设有很大的促进作用。文章另辟蹊径，以价值共创为视角，以数据孪生模型理论为研究基础，以本科工程造价专业数字化建设为研究目标，从课程体系建设、教师团队建设、教学方法革新和教学理念升华四个方面提出了新的见解，实现人才培养模式的革新[7-12]，如图1教育教学模块创新所示。（1）工程造价专业教学数字化建设思考。BIM技术是建筑企业信息化的新的重要技术手段，能否考虑充分利用BIM技术和其他手段，对传统理论教学和实践教学的内容进行数字化建设，实现教学课程内容的数字化、可视化、模块化和程序化，逐步改进教育教学方式与方法，促进优势教学资源共享，方便老师实现流程化教学，方便了教学和管理，形成一种老师容易教、学生易学易懂的良好教学环境，促进教学效果和教学质量的提升。（2）工程造价专业数字孪生思考。能否以数字孪生模型的物理层和数据层（虚拟层）角度重新审视教育教学，构建具体真实实物教学系统和虚拟仿真教学系统，虚拟仿真教学系统可对实物教学系统进行仿真模拟，对实物教学系统选用的教学方式进行一个效果反馈，实现教学资源的最优化配置。（3）BIM技术与传统教学模块价值共创思考。不能简单的将BIM技术视为传统教学的从属部分或其他部分，站在BIM技术与传统教学模块是相互对立的角度上，如何考虑以数字孪生模型角度和工程造价专业数字化建设角度，实现BIM技术与传统教学模块的深度融合，实现二者的价值共创。

一、工程造价专业教学数字化建设思考

以“工程造价专业数字化教学”为目的，从专业课程体系、教学方法、教学团队、教学目标、教学活动等方面着手，搭建高校工程造价专业在线开放课程体系平台，并由此制定在线开放课程保障机制和措施。1）在线开放课程教学设计理念。根据在线开放课程的基本要求，融合现代信息技术，如何实现教学内容的数字化、可视化、模块化和程序化。把“数字化、可视化、模块化、程序化”的四个教学设计理念贯穿课程建设始终。2）工程造价专业教学数字化平台构建。依托资源-智力-技术-保障四维支持，构建工程造价专业在线开放课程数字化教学平台。该专业教学平台包含课程设计、开放性教学资源、在线考核、学习效果评价和在线交流平台。如图2工程造价专业在线开放课程数字化教学平台框架所示：在慕课的制作和运行中，场景化教学资源、卡通动画资源、话题讨论形式、微信平台、嘉宾座谈、工程影像资料、虚拟仿真技术这七种信息技术及手段与造价专业课程深度融合，以开放性的教学资源为依托，形成了“七位一体”的全新数字化教学体系。3）工程造价专业数字化教学平台教学机制保障。从教师团队层面和学校制度层面给予教学保障，构建我校工程造价专业数字化教学平台。[13-15]

二、工程造价专业数字孪生思考

数字孪生（DigitalTwin）技术是一种以模型信息流驱动全产业价值链相互协同的产品全生命期管理工具，从数字孪生技术的发展进程来看，数字孪生更像是一种数据驱动型的实时虚拟映射系统，始于对产品全生命周期的可视化管理，发展于航空工业复杂工程的系统管理工具。[16]人类现处在一个虚实相互融合的混合社会空间之中，数字孪生技术为当下虚拟空间与物理空间的融合，带来了一种新的可能，即虚实共生。1）数字孪生技术具有虚实共生、高虚拟仿真、高实时交互、深度洞见等特点。[16]2）数字孪生技术的工程造价专业教育应用分析数字孪生技术为当下虚拟空间与物理空间的融合成为可能，即虚实共生。虚拟空间物体不再是物理空间实体的简单映射与模仿，而是基于现实空间实体数据的再造与演化。基于此潜在的数据价值，实现其教育教学模式的创新。如图3工程造价专业数字孪生教育应用场景预想所示：

三、BIM技术与传统教学模块价值共创思考

BIM技术可为虚拟空间提供部分技术支持，能否把BIM技术与传统教育教学模块依托数字孪生技术实现二者的价值共创。孪生数据作为故障报警预测、健康管理、能耗管理、“孪生车间”、可视化等工具，赋能职业教育，助力创新与创业教育，促进学习者画像与数据精准分析，优化了教学动态评估和远程学习过程，强化人文教育与场馆学习效果，特别是构建“全息孪生课堂”，优化学习空间，这些值得我们思考。[16]1）微观层面思考。目前，知识和经验将以跨媒介、非结构化的具体形象化的信息形式得以体现，能否以此数字孪生技术为契机，构建相关BIM技术、MOOC课等数字孪生技术为底蕴的数字化教学平台，以个性化特征满足学习者不同的学习诉求，解放了广大教师，增益了众多学生们，知识内容的客体传播将不再被过多的关注，学生被动的理解和消化将成为历史。广大教师在泛智慧空间中引导学习者进行个性化的知识探索以及技术应用。学习者将拥有交互的数字孪生客体，群智协作模式也成为可能，通过学习共同体的组合，实现学生主体学习的自主性。[17-18]2）中观层面思考。围绕学习者，激活教学过程实体空间中的一切资源型物件，优化资源配置，为学生提供创意设计个性化自适应学习空间提供了可能。对校园内硬、软环境的数据进行BIM建模等，构建学习者、教师等教育主体孪生对象，搜集各方面的高质量数据，为实施数字孪生技术提供关键校内保障，将高校校园转变成为知识管理的集成平台，促进海量知识在各知识学习主体之间交流沟通。3）宏观层面思考。建设更广泛的孪生系统，使该教育系统成为其大孪生系统的数据节点。

参考文献

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作者：冯羽生 袁娟娣 徐水太 闫光礼 王秀丽 谭吉玉 单位：江西理工大学经管学院