图1 BIM结果链模型流程
摘 要：为解决以发展结果为导向的BIM团队学习绩效管理问题，将结果链框架创新性应用于工程管理BIM团队学习的规划和执行过程。首先，界定了结果链流程中BIM团队学习的具体内容，依据ABET认知评价准则，提出了BIM BLOOM团队学习认知等级，给出了BIM团队学习执行阶段对实施阶段的影响关系表，最终形成了一套完整的以发展结果为导向的BIM团队学习规划、实施、评价和反馈系统。研究表明，投入阶段的技术、参加人员、时间和活动阶段的团队工作、课程培训对学生BIM能力提升有较大影响，而费用和多媒体手段对能力培养影响不大。
关键词：工程管理专业；BIM 团队学习；结果链模型；Bloom 教育目标分类法；案例分析
在“互联网+”、网络强国战略背景下，建筑业对BIM人才的需求持续升温。《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》指出，要大力培养BIM专业人才，满足推广基于 BIM 的协同设计以及研发建筑、结构、机电等全专业协同的BIM协同设计软件平台等行业需求[1]。高校工程管理专业的BIM人才培养应紧跟产业需求和就业导向，加大对建筑、结构、机电等方面的BIM人才培养，致力于培养一批有经验的从业者，解决建筑业BIM时代发展的人才瓶颈问题[2,3]。从本质上来说，BIM 技术是实现设计、施工和运营维护管理的一种方法，而不是某一个软件应用。因此，工程管理专业BIM人才培养应通过BIM团队学习，以实际项目为依托，注重BIM相关专业间的协同，实现项目生命周期内的数据分享与交互，将BIM应用融合在项目生命周期内的建筑、土木和结构相关的具体任务中[4]。
目前，国外众多工程管理BIM教育研究侧重于分析BIM课程的设置方式、设置阶段以及课程内容，如单一课程教学、联合课程教学，以及分年级BIM 教学等[5]。国内大部分高校正逐步将BIM技术理念融入本科教学，但BIM教学的培养还处于探索阶段[6]。工程管理专业的BIM教学方式主要有3种[7]：一是新开设一门有关BIM的课程，如重庆大学开设BIM概论、哈尔滨工业大学开设BIM技术应用；二是在现有课程体系中融入BIM的内容，开展BIM技术与虚拟仿真实验教学；三是进行一些BIM软件培训，培养相关BIM软件的专业技能。达成共识的是，工程管理BIM教育注重实际项目训练与团队学习，从而更好地培养学生工作技能和环境适应能力，快速满足工作需要。但是如何以发展结果为导向，将BIM教学规划和实施过程联系起来，形成明晰的投入和活动规划指导，提高BIM团队学习的人才培养质量？这是本研究关注的核心问题。
为此，本文拟将结果链(Result Chain model)模型框架应用于BIM团队学习的规划和实施过程，以发展目标为导向，系统分析BIM团队学习的投入-活动-产出-成果-影响过程，提出BIM团队学习的认知等级，对学生的BIM学习情况进行等级测评。通过分析结果链框架中的关键要素，如投入、活动、产出、成果、影响等步骤间的效果，结合结果链中项目发展结果，综合规划BIM人才能力培养阶段，为高校建立基于结果链的BIM能力培养体系。同时，通过分析投入、活动对产出、结果、影响的关系，得出BIM人才培养过程中的显著影响因素，为学校建立BIM人才能力培养体系、科学分配资源和合理规划活动提供参考。
1.1 BIM团队学习(BIM team-based learning)
BIM团队学习是指以实际项目为对象，形成跨学科的学习合作[8]。如奥本大学(Auburn University)为施工专业的本科生开设BIM软件课程，通过实践发现， BIM学习需要一系列核心技能，将BIM贯穿于一系列课程能更有效地发挥作用[9]。内布拉斯加大学林肯分校(University of Nebraska Lincoln)针对建筑工程、土木工程和施工工程3个专业，从大一到大四都开设了BIM课程，将其贯穿于整个大学学习过程。宾州州立大学(Penn State)建立了以BIM和IPD(集成产品开发)为平台的一体化设计教学课程，针对建筑、设备、施工等专业开设BIM课程，以培养不同专业学生之间的协作能力[10]。这些学校在BIM跨学科学习的尝试上都取得了理想的培养效果。基于此，本文提出的建筑信息模型(BIM)人才技能培养体系，是以建筑信息模型为基础，由建筑学、土木工程、建筑设备、工程管理等相关专业学生分别承担产业链中的不同角色，并一起协同完成任务的人才培养学习体系。其内容涉及工程设计(建筑设计、结构设计、日照分析)、绿色建筑分析(采光和节能分析)、工程造价(三维算量、安装算量、清单计价)和工程管理(施工组织设计、施工平面布置、项目管理)等多个方面，形成应用BIM系列软件进行作品展示、团队对抗、工程项目完成的不同学习模式。
通过这种跨学科的BIM技术协同应用学习，学生们针对一系列问题相互合作并使用BIM技术。由于一些学生在BIM软件使用和项目模型架构方面缺乏足够经验，而且具体内容比传统的BIM任务更复杂，教师可以帮助解决障碍和特定案例的BIM问题。 例如教师可以为学生进行团队对抗与开展合作提供日常辅导，以有效促进跨学科BIM学习的沟通。其中，欠缺经验的各学科BIM学生将获得更多知识和技能，大量BIM软件的使用也提升了BIM技术训练的针对性。
1.2 结果链模型(Result chain model)
结果链模型是一种以发展结果为导向的管理方法，整个框架将项目规划和实施过程联系起来[11]，通过将目标内容等级化，提出整体范围内有因果联系的相应指标，并细化每个过程与内容，以清晰反映实现发展结果的绩效管理流程[12]。结果链模型应用广泛，涉及医疗、社会管理等。如在卫生系统绩效评估中，周益众等[13]将结果链框架应用于医疗机构执业监管评估体系，不仅考量了项目涉及的“投入”与“活动”环节，而且区分了“产出”和“结果”环节。米小珍等[14]将其应用于高新技术企业的规划设计；吴宗法[15]应用结果链模型对燕山水库移民建设中的关键因素进行了全过程、全方位评价。上述研究为本文提供了丰富的理论借鉴，本文将基于结果链管理模型分析BIM团队学习流程，通过将BIM团队学习的目标内容等级化，细化BIM团队学习过程，构建以发展结果为导向的BIM团队学习绩效管理流程，并在实践中加以应用。
BIM结果链流程如图1所示。图1中，结果链清晰反映了项目开发过程中的关键要素以及这些要素间的因果关系。具体体现在两个方面：一是项目规划过程是结果链的逆向应用，是一个从宏观到微观的过程；二是项目执行是按照结果链顺序进行的，包括项目执行( 投入和活动) 和项目发展管理(产出、成果和影响) 两个阶段。其中，投入和活动两个阶段代表了“项目该如何执行”；产出阶段代表 “得到什么”；成果主要分析短期效果和中期效果，代表 “项目期望的效果”；影响主要分析长期效果，代表 “为什么这么做”。
1.3 ABET BIM学习认知评价
美国ABET(Accreditation Board for Engineering and Technology)对工程管理(Construction Engineering and Management)课程的学习认知评价使用的是Bloom教育目标分类法。Bloom教育目标认知分类法自1956年提出后，在课程编制、教学设计和教育评价等领域受到高度认可，被全球教育界广为采用。Bloom教育目标认知分类法从低阶到高阶，分为知道、理解、应用、分析、综合和评价6个层级，每个层级都有特定的意义和行为特征。其中，分析、综合和评价属于高阶能力。本文结合工程管理ABET学习认知框架，将其应用于BIM团队学习，并给出ABET准则下的BIM-Bloom 认知分类。具体界定如下：
图1 BIM结果链模型流程
(1)知道：已掌握BIM知识体系，包括对基础知识和核心知识的记忆；通过具体实训来强化理论，知识涉及广泛，可以通过选择找到适当的信息。
(2)理解：把握BIM知识体系具体内容的能力。可以通过软件练习和实训课程将知识转换为具体技能，解释、总结或估计知识体系的未来发展趋势，进一步超越简单记忆，代表了理解的最低水平。
(3)应用：具体使用BIM各种软件进行学习并整合BIM知识体系的能力，包括规则、方法、概念、原理、规律和理论的各种应用。需要具备更高的理解水平。
(4)分析：将BIM知识体系根据专业分解成不同组成部分，使整个BIM工程可以更好地被理解的能力。具体包括结构的设计计算、工程量的计算和计价，各部分之间联系的分析，各个组成部分规则的识别。由于需要对知识内容和组成结构进行理解，它代表了比理解和应用更高级别的水平。
(5)综合：将BIM各个专业部分组合成一个工程整体的能力，类似一个作战计划(方案)，强调各专业的创造性和完成度行为，最终进行整合，主要侧重于整个BIM工程部分的配合完成。
(6)评价：根据确定的标准判断整个BIM工程完成情况和价值能力，具体包含所有组成元素的判定，再加以明确的价值判断。
基于此，对BIM团队学习的三维算量、机电 MEP、结构 YJK和建筑设计4个模块进行Bloom认知等级分析，将每个模块的认知等级目标具体化，以实现对BIM团队学习认知水平的评价。具体如表1所示。
表1 BIM团队学习Bloom认知等级分析
模块等级具体内容1.知道列出整个工程项目土建和装修所需的算量规范及相关软件知识2.理解解释计算每个构件及建模过程三维算量3.应用用三维算量软件建模,导出所有工程量,然后用清单计价计算价格4.分析分析整个项目在三维算量软件中得以建模与呈现的合理条件5.综合设计一个特定流程的三维算量建模系统6.评价对于一个指定的工程项目,比较并选用适合的软件建模方式,建立模型,并配置好每个构件的混凝土及钢筋,决策出最佳方案1.知道列出整个工程项目所需的机械、电气、管道等规范及相关软件知识2.理解解释与计算每个构件及建模过程机电MEP3.应用用机电MEP软件建模,形成完整的模型体系并导出所有工程量4.分析分析整个项目的机械、电气、管道等体系在机电MEP软件中得以建模与呈现的合理条件5.综合完整表述和设计机电MEP建模系统的特定流程6.评价对于指定工程项目的机电部分,比较并选用适合的软件建模方式,建立模型,设置好每个构件的位置和架立方式,并决定出最佳方案1.知道列出整个工程项目结构、材料设备的技术规范及相关软件知识2.理解解释与计算每个构件的建模方法和承载力计算过程结构YJK3.应用用结构YJK软件建模,导出所有工程量和相关力学分析4.分析分析整个项目在结构YJK软件中得以建模与呈现的合理条件5.综合完整表述和设计结构YJK建模系统的特定流程6.评价针对指定工程项目的结构和承载力,比较并选用适合的软件建模方式和顺序,架构模型,决定最佳方案1.知道列出整个工程项目建筑外观设计涉及的各种规范及相关应用软件知识2.理解解释与计算每个规范要达到的要求以及建模过程建筑设计3.应用用建筑设计软件建模,辅以绿色建筑系列软件分析其它指标4.分析分析整个项目在建筑设计软件中得以建模与呈现的合理条件5.综合完整表述和设计建模系统的特定流程6.评价对于指定的工程项目,比较并选择适合的软件建模方式,建立模型,分析指标与设计,并决定最佳方案
注：本研究仅列举4种常见的BIM团队学习模块，实践中可以根据具体情况增减或调整BIM团队学习模块及相应的Bloom认知等级分析
基于BIM团队学习的文献分析，结合图1和表1，提出基于结果链的BIM团队学习规划和实施过程，具体包括：
(1)投入(Inputs)是用于支撑活动所需的资金、专家、时间、沟通以及其它资源[16]。本文中主要体现为时间、师资力量和培训能力。
(2)活动(Activities)是为得到期望产出而利用项目投入要素执行多项任务[17]。本文体现为参与学生和指导教师所作的学习准备，如相关训练和团队会议。
(3)产出(Outputs)是项目实施方可以控制的效果，一般体现为供方的变化。本文主要是指BIM学习中形成的高质量产品、报告、BIM项目管理方案等，具体指BIM项目成品和相关演示。
(4)成果(Outcomes)是项目产出达到的短期或中期效果，也是项目的直接效果。主要包括利益相关者能力、团队交流和协作3个方面。
(5)影响(Impact)主要分析长期性效益和影响[12]，是多驱动下结果的变化情况。本研究中是指团队成员的未来发展期望，包括学生未来的职业规划、就业准备等。
通过对结果链模型的流程分析与描述，结合BIM人才能力需求和ABET BIM学习认知评价标准，本文整合并建立Result chain for BIM工程能力培养模型，如图2所示。
图2 基于结果链的BIM团队学习规划和实施过程
如图2所示，左侧为结果链 (result chain)评价分析框架，中间为结果链模型和BIM能力培养的具体关系，右侧为结果链框架培养BIM能力的阶段性要求。
在投入阶段，学校应针对BIM教育软硬环境建设和跨专业学生组队提供政策支持；在活动阶段，提供BIM教学流程、培养内容解析并提供BIM能力评价标准；在产出阶段，实现所需BIM技能的培养，并应用Bloom等级认知分析表对其进行评价；在成果阶段，最终达到加强产学研合作、支持BIM技术院校培养、提升工程管理BIM人才专业能力、创新BIM院校培养方式等目的；在影响方面，对全寿命周期内的BIM管理能力发展和未来职业规划、需求和提升进行分析。
利用Result chain for BIM 工程能力培养模型，可以比较直观地反映不同阶段的培养任务以及与工程管理BIM人才能力培养的关系。
3.1 案例来源
本文以内蒙古某大学工程管理专业BIM团队学习为例，采用结果链框架对BIM学习规划和执行过程进行管理。BIM团队学习项目来自实际工程，即某市天宝寨幼儿园项目。该项目总建筑面积为4 096.12m2；建筑高度按《民用建筑设计通则》计算为16.5m，按《建筑设计防火规范》计算为12m；建筑层数是地上三层，局部两层。最高日最高时：3.8m3 ；最高日用水量36m3；市政服务水头30.28m；设计日污水量32.4m3；日最高时污水量3.4m3；总设备电气设备安装容量为201kW；总计算容量为352kW。
BIM团队学习参加者共50人，每组5人，共计180天。采用的软件主要包括建筑设计、结构设计、日照分析、采光和节能分析、三维算量、安装算量、清单计价、施工组织设计、施工平面布置、项目管理等。
3.2 学习过程
队员以某工程项目二维平面图纸为原型进行讨论，确定BIM方案设计，分析图纸构成，构建设置方法，进行建筑设计。同时，检验图纸是否存在问题、造型是否美观。
在建模阶段，建筑学队员利用建筑设计软件进行三维展现和绿色建筑中日照、采光等数据分析；由给排水专业队员用机电MEP软件进行管道和水电的冲突检查及模型架构；土木工程队员就内部荷载用建筑结构YJK计算构件承载力和稳定性，产出数据支持；工程管理队员运用三维算量软件得出混凝土和钢筋量，运用安装算量软件得出强弱电、进出水管、消防等内容的详细报表，然后以清单计价进行造价合计；最后，通过项目管理平面布置模拟施工现场，形成工期进度计划表并生成招投标文件。在此基础上，结合学习内容，制作PPT，由队长进行讲解，由项目各模块负责人进行专业解答。
以某个BIM团队学习组为例，其认知等级分析如表2所示。通过表2可以看出，该团队同学对三维算量和清单计价、项目管理等软件的应用能力都达到了高阶认知评价阶段。
3.3 应用反馈
本文对内蒙古某大学工程管理专业参与BIM团队学习的50名学生进行学后问卷调查。因为50名学生处于同一年级，教学规划和内容等相同，未曾接触BIM建模信息，具备相同的学前基础，因此本研究不作该规划下BIM学前和学后的问卷对比分析。问卷调查主要针对项目执行阶段(投入、活动策划部分)对项目实施阶段(产出、结果和影响)的影响关系。问卷采用李克特量表，分4个等级(0代表不清楚，1代表弱，2代表中，3代表强)。共发放50份调查问卷，收回有效问卷50份，有效回收率100%。
表2 BIM 团队学习Bloom认知等级分析应用：以某个团队为例
BIM模块等级软件知道理解应用分析综合评价建筑设计√日照分析√建筑学 绿色建筑分析节能分析√采光分析√暖通负荷√给排水 机电设计MEP√土木工程结构设计YJK√三维算量√工程造价清单计价√工程管理安装算量√项目管理√项目管理标书编制√施工场布√
注：BIM团队学习Bloom认知等级分析可以团队为对象进行实施，也可以对每个角色承担的模块成果进行分析。BIM模块的选择可以根据学校实际需求进行增减调整，其BIM-Bloom 认知等级分析也需相应调整
调查结果表明，94%的同学对学校的BIM学习投入、活动策划和产出方面有详细了解。参与BIM学习的同学根据自身体验，回答了前期投入和活动规划对实施结果阶段的影响。经过均值计算，结果如表3所示，以中值2.0为分界点，多媒体使用和费用投入的分值均在1.2左右，影响较弱；投入阶段的技术、参加人员，活动规划阶段的小组会议和团队工作分值在2.4～3.0之间，这些对BIM团队学习结果具有重要影响；其它因素介于1.7～2.3之间，影响效果中度。
根据问卷调查结果，从学生角度来看，在前期投入和活动规划阶段加大投入，有利于BIM学习过程的高效化，由此形成BIM团队学习规划和实施动态反馈，能有效支撑以发展结果为导向的工程管理专业BIM人才培养计划，满足行业发展需求。
(1) 本文通过整合结果链 (Result chain)模型、BIM学习流程以及工程管理BIM人才能力培养，提出Result chain for BIM 的工程能力培养模型。该模型具体分析了BIM学习投入、活动规划、学习小组产出、成果与影响等具体内容。研究显示，在投入和活动规划阶段，合理分配资源将有助于提升学生的产出、成果和影响，并极大助益于团队学生综合素质的提高。
(2) 本文以学习小组成员为个案进行研究，回答了结果链(Result chain)模型在BIM学习过程中的具体应用，提供了在BIM学习过程中运用结果链模型的实际案例。通过案例分析和参与学生的问卷调查结果得出，在BIM能力培养过程中，投入的技术、参加人员、时间和活动阶段的团队工作、课程培训对学生BIM能力的提高有较大影响，而费用和多媒体手段对能力培养影响不大。
表3 BIM团队学习中执行阶段对实施阶段的影响
项目实施阶段投入教工人员时间费用设备技术参加人员活动规划会议团队工作多媒体课程培训训练促进手段高质量产品2.22.91.12.72.93.01.52.91.32.11.91.1产出设计1.32.21.11.42.82.91.42.81.22.11.41.1BIM方案1.32.91.11.22.72.91.22.81.31.41.31.1项目管理1.31.51.01.31.72.81.42.92.02.01.61.1利益相关者能力增长2.22.61.32.02.41.52.02.31.12.52.82.0成果交流1.31.11.01.01.02.92.92.91.01.11.21.0团队协作1.71.61.01.21.72.92.83.01.71.21.61.2提前对职业的准备2.01.11.11.22.61.01.02.31.01.51.31.2影响行业适应能力2.51.81.01.22.71.01.72.41.12.92.91.8BIM管理组织1.11.01.01.12.92.61.72.81.11.41.21.1
注：表中的应用以投入和产出为例，学生认为投入活动中教工人员产出阶段高质量产品的影响作用为：0不清楚，1弱，2中 ，3强。其余类同
未来可在其它高校推广与应用该框架，对其进行检验和修正，以形成更加完善和详细的执行步骤。
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(责任编辑：胡俊健)
Research on the BIM Team-based Learning Framework Based on Result Chain Model
Abstract：In order to solve the problem of performance management of BIM team learning based on development result, this research applies the result chain model to the project management BIM team learning planning and execution process. This study defines the specific content of BIM in the process of team learning chain, and according to ABET's cognitive evaluation criterion, proposed the BIM Bloom team learning table analysis of cognitive level, gives the BIM implementation phase of the implementation phase of team learning relationship table ,and formed a complete set of results to the development oriented BIM team-based learning plan ,implementation, evaluation and feedback system. The case research shows that has great influence to improve the input stage technology, participants, time and stage of team work, training courses to the students' BIM ability, and the cost and use of multimedia means of ability training has little effect.
Key Words：Civil Engineering and Management Major; BIM Team-based Learning; Result-chain (RC) Model; Bloom Cognitive Classification; Case Study
收稿日期：2017-04-01 基金项目：国家自然科学基金项目(71301013)；中央高校基本科研业务费专项(人文社科类)资金重点项目 (310823170215、310828160661)；全国工程专业学位研究生教育自选研究项目(2016-ZX-390)；长安大学教育与教学改革专项(310623171003)；长安大学研究生教育与教学改革专项(310628156108、310628156109、 310628161406、 310623176201、 310623176702、 310628176702)
DOI：10.6049/kjjbydc.2017GC0014
中图分类号：G642.4
文献标识码：A
文章编号：1001-7348(2017)09-0151-06