營建工程電腦輔助教學系統 營建工程電腦輔助教學系統 營建工程電腦輔助教學系統 營建工程電腦輔助教學系統

營建工程電腦輔助教學系統，是利用透過電腦系統對於營建執行目標之過程模擬，

以虛擬的情境討論各種決策前後各種資源及環境變化，並利用實務中常見之工程狀況分 析可行的決策，使在學學生對工程執行過程所遭遇之問題及管理關鍵有更深的認識，配 合營建理論與工程實務需求，提升在學學生對於營建實務知識之理解能力。與營建管理 相關之教育訓練有土木工程專案管理遊戲(Civil Engineering Project Management

Games)、商業遊戲(Business Game)、專案管理遊戲(Project Management Games)、互動式 網路營建管理學習系統(Internet-Based Interactive Construction Management Learning System)、網路留言板(Bulletin Board System)、網頁(Homepage)等。

2.2.3.1. 土木工程專案管理遊戲土木工程專案管理遊戲土木工程專案管理遊戲 土木工程專案管理遊戲

Herbsman(1986)針對土木工程專案管理之過程，開發出對 CEPMG 之教學系統(Civil Engineering Project Management Games)，該系統之流程架構如圖 2.2 所示，這類遊戲是 根據工地實際可能面臨的問題，在教室裡模擬問題發生的情形，藉以分析資源、進度及 成本的變化以進行教學。

圖 圖 圖

圖 2.2 CEPMG 概念流程圖概念流程圖概念流程圖【概念流程圖【【【Herbsman，，，，1986】】】】

由圖 2.2 可知，CEMPG 將土木工程專案管理流程分為四個部份，初始資料庫 (Preliminary Data Base)、階段 A(Phase A)、階段 B(Phase B)及階段 C(Phase C)等。其中 初始資料庫(Preliminary Data Base)專案儲存專案基本屬性資料，如專案描述資料、圖說、

成本資料、資源管理項目(包含人力、機具、材料與承包商)及進度管理資料等資料。在 遊戲開始前會先將遊戲背景說明，利用圖片或是文字說明，準備遊戲所需工程成本相關 資料及進度資料，當學生進行設計專案時之資料依據。

階段 A 部分，學生依系統提供之專案基本資料，包含作業項目(如挖方、填方)、作 業數量(如挖方 1200m3)、資源單位成本(2000 元/人)、工率(如挖方 2.3 人/m3)及里程碑時 間(如挖方最多費時 5 天需完工)等資訊，規劃專案之成本及進度控制計畫。在成本控制 計畫方面，學生依據作業項目、作業數量、資源單位成本及單位作業資源使用量，再參 考里程碑時間之設定，計算各作業項目之單價及總價，如表 2.2 所示。

表表

表表2.2 成本預算表成本預算表成本預算表成本預算表 【【【Herbsman，【 ，，1986】， 】】】

在進度控制計畫方面，學生依作業數量及工率規劃各作業項目之執行時間，系統依 作業先後關係繪製專案甘特圖，如圖 2.3 所示。

圖 圖圖

圖 2.3 專案甘特圖專案甘特圖專案甘特圖 【專案甘特圖 【【【Herbsman，，，，1986】】】】

階段 B 為專案施工管理階段之程序，該系統依據階段 A 之學生成本及進度控制計 畫內容，進行工程專案執行之模擬，考慮天候因素對於工程執行之影響，學生需視模擬 情況持續修正其進度及品質之管理計畫及紀錄，例如學生排定挖方作業需工作 5 天，然 系統模擬時連續 2 天降雨，造成工程進度落後 2 天，則學生需進行需趕工或延後完工時 間之決策；階段 C 則係比較階段 A(專案規劃)與階段 B(專案執行模擬)之成本與進度之 差異，並透過圖表方式分析差異造成之原因，且學生配合模擬分析之結果，即時提出意 見及問題，具效率學習土木工程專案管理之模式，並瞭解實務管理模式之執行方式。

Herbsman(1986)所發展之 CEPMG 系統，目的訓練學生成本與進度規劃能力，並透 過該軟體模擬土木工程專案執行過程之資源變化情況，考驗學生工程資源規劃之能力，

藉由學生與電腦間之互動，學生可獲得與實務情況相似之工程管理經驗，再經由教師指 導及同儕間之討論，可大幅提升學生對於工程管理實務問題之瞭解。另外 Veshosky(1991) 等人在 Lehigh 大學土木工程系進行土木工程專案管理訓練之課程，課程分兩階段上半 段課程是在業界找一些代表性公司與勞工在課堂當講師討論業界實務事件跟問題，下半 段課程設計一個虛構之工程並在課堂模擬專案進行過程。

遊戲著重一些專案管理基本的觀念，包含：

a.定義專案之重要範圍。

b.需要溝通與協調。

c.進度跟成本之間的取捨，例如當需趕工卻缺乏資源。

d.當需要反覆的改變專案的目標與限制時能夠有效率的反應。

下半段課程學生採分組方式提出專案之預算計劃書，學生需自行於業界訪價、規劃 進度以及在工地進行訪談等完成專案計劃，而分組人數可一人一組，或最多三人一組，

計劃書內容需含專案之工程概要、施工進度與工程預算三種資料。專案之工程概要說明 使用文書處理之軟體(word)、編列預算表格之軟體(LOTUS 1-2-3)、儲存資料之資料庫 (data-base)及管理進度資料(P3)等管理軟體。

學生之專案計畫書需於老師規定時間完成，然後在課程進行四種專案管理之練習如 下：

․Exercise No. 1：

分組學生將自己規劃之專案進度若能再縮短工程 20%的時間，而且這縮短的新工程並且 沒有超過預算之成本，那這份新專案之進度就成為專案執行之進度。

․Exercise No. 2：

預測一星期的現金流量然後調整工程進度與預算，勞工、材料、裝備跟轉包商的費用，

減少不必要之開支。

․Exercise No. 3：

當專案作業遇到惡劣的天氣(inclement weather)時，造成工程進度落後須修改工程預算與 進度。

․Exercise No. 4：

決定要不要發展新的施工法或新技術來縮短工程時間，這份練習著重縮短工期與成本兩 之間關係的取捨，也練習取捨是否增加成本發展新管理技術。

以上為兩種不同應用電腦進行遊戲式教學之方式，Herbsman(1986)是開發系統進行 教學，而 Veshosky(1991)等人是應用不同套裝軟體進行教學，這樣比較發現開發系統進 行教學優點在能在同一介面下學習並且能有連貫性，但案例更新困難，而應用套裝軟體 彈性大可進行許多電腦無法模擬之部份，但討論與敘述工程進行過程與發生問題時須憑

想像，若是能互相補足互相缺點會使教學更有效果。

2.2.3.2. 專案管理遊戲專案管理遊戲專案管理遊戲(Project Management Games) 專案管理遊戲

工業發達後，各類型營造工程規模逐漸浩大，分工相對也越細密，各部門之工作更 趨於專業，因此協調規劃、設計與施工期間之分工專業團隊更形重要。基於這種需要，

使業主顧用專案管理經理以最有效率之方式完成工程，並整合工程問題。如圖 2.4 所示，

Cabral(2004)運用電腦輔助教學方式，模擬專案管理過程進行學習，並認為將學生置身 於一種情境式虛擬環境中將有助於學習專案管理，因此在網路上將專案管理之學習設計 成虛擬之遊戲，讓學生在遊戲中學習，遊戲名稱就稱為專案管理遊戲。

專案管理遊戲之目標為(1)管理專案過程避免可能遭遇之危險或陷阱，使工程達成最 小之傷害；(2) 成功處理工程不可避免的挑戰，如及時完工計劃、預算不超支、人員問 題、介定工作範圍與客戶需要等等。

遊戲適合年齡 20 至 60 歲之間的人學習，學習者可能需要一些專案管理的常識或是 工作經驗，遊戲最初由教師發送電子郵件通知學生課程進行須知與通告等，如下圖以電 子郵件通知學生將進行專案管理人之訓練通知。

遊戲將進行一個月，通知學生後教師(遊戲之發起人)以檔案、電子郵件、語音郵件、

影像等方式通知學生專案內容，專案時間表與工程預算等資訊。遊戲設計各種不同工程 問題與工程可能有之陷阱，利用選擇題之方式要學生選擇答案，如圖 2.4 所示，當學生 做出選擇後，教師會告訴學生所選擇答案之結果，並告訴學生這結果所產生之問題，當 學生再做出選擇後，教師會告訴學生所選擇答案之結果，並要求學生解釋自己為什麼選 擇這樣的答案，經過兩回合之問答過程，最後老師與學生在課程討論每位學生所做之回 答，並選出最佳解決方式或是處理方法。

圖 圖圖

圖2.4 專案管理遊戲之教學概念流程專案管理遊戲之教學概念流程專案管理遊戲之教學概念流程專案管理遊戲之教學概念流程【【【Cabral，【 ，，2004】， 】】 】

Cabral (2004)所設計之遊戲要求學生扮演成專案經理解決工程需要決定之障礙或陷 阱，利用專案管理遊戲學習專案管理的方式，就可在沒有真實風險危害工期及資源情形 下學習，學習不受地域限制，此種教學模式將是專案管理學習之趨勢。另外 Rounds(1986) 根據現實營建業之專案資料設計成電腦模擬遊戲，讓學生進行專案管理訓練，遊戲是在 DOS 的介面下利用 Fortran 77 軟體所寫成，訓練學生如何利用人員資源調度，維護工程 預算並掌握工期。

遊戲之題材是根據實際專案進行報告(如施工之日報表、工程進度圖與施工預算等) 設計，每個工作項目處理方式都已經有標準答案並建入電腦，學生依工程項目之順序決 定所須施作之人力，並在每一個作業項目訂定工程可能發生之問題，學生可經由系統提 供之選項，選出適合之解決方法，但錯誤的答案將導致工程延誤與成本損失，而且會引 發下一個問題，直到問題得到正確解答。

遊戲採回合制，一回合代表實際時間一個月，每一回合系統要求學生輸入下個月可 能進行作業項目之施作人數與這個月作業遭遇之問題，當(1)專案 100%完工；42 回合後 專案達不到 100%完工或；(3)36 回合後專案達不到 80%完工，遊戲宣告結束，遊戲結束 後，可讓學生重新回顧專案過程，並將工程所有問題解答與工程最佳化展示，學生經由 回顧能夠學習如何解決遇到同樣之問題。

2.2.3.3. 互動式網路營建管理學習系統互動式網路營建管理學習系統互動式網路營建管理學習系統 互動式網路營建管理學習系統

配合網際網路的特性可建立虛擬營建環境，模擬實務工程進行，使學生學習營建管 理專業技術結合營建與土木工程中實際工程經驗，使學生更容易獲得及了解營建工程實 務。Sawhney(1998)等人認為營建管理教學系統必須要能與使用者產生互動，而互動式

配合網際網路的特性可建立虛擬營建環境，模擬實務工程進行，使學生學習營建管 理專業技術結合營建與土木工程中實際工程經驗，使學生更容易獲得及了解營建工程實 務。Sawhney(1998)等人認為營建管理教學系統必須要能與使用者產生互動，而互動式