[營建知訊轉載] 土木工程教育之BIM狂想曲 謝尚賢(2012.2)

謝尚賢  國立臺灣大學 土木工程學系工程資訊模擬與管理研究中心教授兼主任
 
數位虛擬空間  擬真添效益

從30多年前電腦繪圖技術開始發展，相關軟硬體資訊技術一直以倍數的速度成長，近年來，更在電影產業與遊戲產業大量的資金與技術投入下，讓人類在數位虛擬空間的擬真能力有了突飛猛進的進展。且由於普及地大量應用，使得相關軟硬體技術與工具的成本，以及進入門檻也越來越低，在工程實務上的應用也越來越廣泛而普遍，許多原本難以事先實際演練（或排演）的工作，都可以在數位虛擬空間中透過擬真的模擬來進行事前的工作協調與檢核，以增加成功的把握及提昇工作效率。
 
近年來，在土木工程領域已蔚為一股全球趨勢的BIM（Building Information Modeling）技術，便代表著土木工程也已開始進入數位虛擬空間，逐漸發展並善用相關的擬真技術應用能力，以便於在實體空間進行實際工程前，能有更好地輔助事前規劃設計、溝通協調、與協同整合等作業。有別於以往利用2D工程圖說來溝通描述營建產品資訊的方式，BIM技術以3D建築資訊模型來呈現、整合、與溝通營建產品的生命週期資訊，其所建置之3D模型，除幾何資訊外，還包含能應用於規劃、設計、施工甚至驗收與維護等各工程生命階段之工程資訊整合與管理的非幾何資訊。在此先不談BIM技術的應用將如何逐漸改變土木工程產業的工作與商業模式，以下將分享筆者想像BIM可能為土木工程教育帶來的機會。
雖然土木工程的領域相當廣泛，但相信大部分的人都能同意，有志選擇進入土木工程就讀的同學，大多希望能有機會實際參與工程的設計與建造，而土木工程教育，也希望同學們具有對土木結構物之基本設計與營建能力。但是過去數十年來的課程設計，雖配合各項技術的進步與工程面向的複雜化而有所調整，但基本上還是將土木工程切割成數個基本課程及專業領域課程來教授。在這樣的教育過程中，學生雖然可以按部就班，由淺入深地學習到土木工程不同領域之專業知識，但卻常有見樹不見林的困惑。不僅在漫長的學習過程中容易因不知為何要學，而對一些課程失去興趣或產生輕忽，影響到整體的學習，也常因不易融會貫通，而被各課程切割成片段的知識，以至於到了畢業時，仍無把握自己是否真的具有設計土木結構物之基本能力。也因此，一些學校便在課程中加入業界實習、案例實作、畢業設計等元素，以彌補這方面之不足。但因這類課程要有好的成效便無法大班教學，且還需要有實務經驗的教師，故對許多學校而言，常無法讓所有同學都參與。
 
運用BIM  學習更有勁

現在，有了BIM所提供的數位虛擬空間的擬真技術與工具，每一位同學都大有機會在畢業前融會貫通，並運用在學期間所學的知識，來設計建造完成一件土木工程作品。試想以下的情境：每一位來到土木工程系求學的學生，從第一個學期，就開始著手與幾位志同道合的同學一起規劃在畢業時想設計建造完成的土木工程作品，這個作品可以是一棟建築、一座橋梁、或任何土木結構。接著，便一邊透過學校課程的學習或自修，與同學分工合作，並在老師（們）的指導下，逐步完成自己設定的作品，於此同時，更可隨時同步應用BIM技術，在數位虛擬空間中展現與檢視成果進度。
 
打造畢業作品  兼顧實務與知識 
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為了完成自己預想的作品，相信同學們的學習動機應該比現在強烈許多，也會更主動，不會只侷限於學校課程的內容與進度，而將有更多的自我延伸學習，也更願意參與業界實習活動，積極向實務工程師請教與學習。如此一來，學校的課程自然也會因應同學之需求而有所調整，包括課程的內容與進行方式，同時師生之間的互動，包括課內與課外的討論也將隨著增加。同學們除了可以隨時在數位虛擬空間中互相觀摩與切磋彼此的成果之外，還能夠隨著知識與技術之進步而調整作品之涵蓋面與複雜度。畢業之際，系上則可以按照各組的作品特性，邀請4至6位系上老師及業界工程師組成評審小組，由同學們簡報說明作品所應用到的專業知識為何，並回答評審們的提問，最後從評審的講評與建議中，獲得畢業前的總結指導。
 
可以通過此最後考核而取得學位文憑的同學們，應都對自己在土木工程的學習擁有一定的信心與成就感，而老師們也能歡喜放心地祝福這些畢業同學們進入職場或下一個學習階段。這樣的教育情境豈不美哉？如果各位讀者也頗有同感，且請讓我們一起攜手順應這波BIM潮流，在臺灣的土木工程教育中實現這樣的情境吧！

(本篇刊載於營建知訊349期)​