BIM Game

Das BIM Game ist ein Rollenspiel zur Erlangung digitaler Planungskompetenz, in der Anwendung von Building Information Modeling (BIM) entwickelt am Fachbereich Architektur der Jade Hochschule von Prof. Dr. Gregor Grunwald und M.Eng. Christian Heins.

In einem geschützten Umfeld testen und erleben die Teilnehmenden die BIM-Schlüsseltechnologien. Innerhalb eines nicht offenen Planungswettbewerbs treten interdisziplinären Teams gegeneinander an, nicht nur um digitaler zu bauen, sondern auch, um die digitale Transformation zu nutzen, um besser, ressourcenschonender, klimafreundlicher, und qualitätssicherer zu bauen. Die Teilnehmenden lernen am 3D Modell zu kommunizieren, organisieren sich und ihre Entwurfsprozesse in einer digitalen Arbeitsplattform und erlangen so grundlegende digitale Planungskompetenz. Vermittelt wird das Wissen mit sogenannten BIM Nuggets, eigens für das BIM Game entwickelte Selbstlernformate, um die komplexe Handhabung unterschiedlicher Werkzeuge zu erklären. Die Erstellung der Wissennuggets erfolgt vornehmlich im Projekt AUFLADEN. Neben der Wissensvermittlung schafft das BIM Game durch seine spielerische Wettbewerbsatmosphäre eine hohe Motivation bei allen Beteiligten und fasziniert durch eine intensive Lernatmosphäre. Das BIM Game ist Teil einer Ausbildungsstruktur, die nachfolgend detaillierter beschrieben wird und ist bereits in unterschiedlichen Kursen und Formaten erprobt und angewendet wurde.

Lernziele und Lernstruktur

Das primäre Lernziel des BIM Games ist das Verstehen und Anwenden der digitalen Planungsmethodik BIM. In einem Planungswettbewerb muss dieses Wissen an einem eigenen oder vorgegebenen Entwurf abgeleitet und bewertet werden. In direkter Kollaboration mit den Teammitgliedern planen und entwickeln die Teilnehmenden ihre Ideen und bedienen sich BIM-zertifizierter Werkzeuge [1].

Das BIM Game ist Teil einer vierteiligen Ausbildungsstruktur, die sich gliedert in die Qualifizierungsangebote BIM Starter, BIM Basiskurs und BIM Wissensnuggets. Im vierten und letzten Teil dem BIM Game kommen die erlernten digitalen Kompetenzen zur Anwendung. Der BIM Starter gibt Interessierten einen Überblick über das Ausbildungsformat und vermittelt innerhalb kurzer Zeit Orientierung über das Thema. Der BIM Basiskurs vermittelt notwendiges theoretisches Wissen rund um die digitale Planung, die BIM Wissensnuggets sind Selbstlerneinheiten in Form von Video- und Klicktutorials, die die Teilnehmenden des BIM Games auf ihre Rolle im Spiel praktisch vorbereiten und die für ihre Rolle wichtigen Anwendungen erklären. Die Einweisung in die Programme kann dem eigenen Lerntempo angepasst werden. Die Module sind Voraussetzung für die Teilnahme am Rollenspiel. Nach erfolgreicher Qualifikation werden die Teilnehmenden zum Spiel zugelassen. Hier erfolgt die Anwendung des Erlernten an einer konkreten Entwurfsaufgabe. Zusammen mit den unterschiedlichen Fachdisziplinen, die im jeweiligen Team vertreten sind, erfolgt der modelbasierte Abstimmungsprozess. In direkter Interaktion mit den Teammitgliedern und im Austausch mit den im Spiel auftretenden Bauherren und Bauherrinnen planen und entwickeln die Teilnehmenden ihre Ideen und bedienen sich der zur Verfügung gestellten, digitalen Werkzeugen. Eine Übersicht über die Lernziele ist nachfolgend darstellt:

Rolle Architektur:

Fachliche Fertigkeit in der objektorientierten CAD-Anwendung zur Planung von Bauvorhaben
Fachliche Fertigkeit in der Visualisierung

Rolle Tragwerksplanung:

Fachliche Fertigkeit in der objektorientierten CAD-Anwendung zur Planung von Bauvorhaben
Kenntnisse im Bereich der modellbasierten Tragwerksanalyse

Rolle Kalkulation:

Fachliche Fertigkeit in der modellbasierten Baukalkulation
Rolle BIM-Koordination
Fachliche Fertigkeit in der CAD-Organisation, für die interdisziplinäre Anwendung von BIM

Alle Rollen:

Methodische Fertigkeit zur Strukturierung von Modellen für den gewerkeübergreifenden IFC-Datenexport
Methodische Fertigkeit im Umgang mit BCF-Anwendungen
Methodische Kenntnisse im Bereich des BIM-basierten Workflows zwischen BIM-Management, Architektur, Tragwerksplanung und Kalkulation
Methodische Kenntnisse zum Einreichungsablauf in einem Planungswettbewerb
Fähigkeit unter Druck und Stress effektiv zu arbeiten

Randbedingungen und Ausstattung

Die Teilnehmenden arbeiteten wahlweise von zu Hause aus, in Präsenz vor Ort oder in hybrider Form zusammen. Verschiedene Räume einer Videokonferenz stehen spielbegleitend zur Nutzung bereit. Neben einem Rechner mit Webcam und Mikrofon gehört softwaretechnisch folgende Anwendungen zur Grundausstattung der Spielenden: Modellierungs- und Visualisierungssoftware, webbasiertes Datenmanagement / Cloud / Common Data Environment (CDE), Kostenermittlungssoftware, Software zur Modellprüfung, BCF Anwendung, IFC Viewer. Die Teilnehmenden sind frei in der Wahl der Softwarewerkzeuge zur Umsetzung der einzelnen BIM-Leistungen. Sie müssen sicherstellen, dass die eingesetzten Softwarewerkzeuge die digitalen Liefergegenstände in den geforderten Datenformaten erstellen bzw. exportieren können. Die Anforderungen an die Software (BIM-Planungstools, BIM-Visualisierungs- und BIM-Prüfsoftware etc.) und Hardware ergeben sich aus der geforderten Qualität der Lieferleistungen. Das BIM Game wird gesteuert durch ein Arbeitsportal [2]. Es ist ein Informationsmanagementsystem, das den Spielenden zeigt, wann und wer welche Informationen zu liefern hat. Gleichzeitig schafft das Arbeitsportal einen Überblick darüber, welche Informationen von wem bereits geliefert wurden. Dies erhöht den Wettbewerbsdruck auf alle Spielbeteiligten, da der Spielstand sämtlicher Teams einsehbar ist. Den Dozierenden verschafft es ein Verständnis über den Lernfortschritt und vereinfacht die Identifizierung für bedarfsgerechte Individualbetreuung.

Ablauf

Das BIM Game wird initiiert durch den BIM Starter. Diese Einführung wird genutzt, um den Spielablauf und die Organisation zu erklären, und eine Übersicht über die im Spiel zum Einsatz kommende Softwareanwendungen zu vermitteln. Hierfür werden die Selbstlernkurse, die sogenannten BIM Nuggets zur Verfügung gestellt. BIM Theorie vermittelt der eigens für das Spielformat erstellte Basiskurs. Ebenfalls zur Verfügung gestellt wird die Projektbeschreibung, das Wettbewerbsexposé, die Auftraggeber-Informationsanforderungen, das Gestaltungshandbuch und die Modellierungsrichtlinie, um den Teilnehmenden Einsicht in die wichtigsten Projektunterlagen zu bieten. Damit ist die Qualifizierungsphase abgeschlossen und bei allen Teilnehmenden wird ein Softwarecheck durchgeführt, um sicherzustellen, dass Installationen erfolgreich abgeschlossen wurden und die technischen Voraussetzungen für die Teilnahme gegeben sind. Das Spiel selbst läuft grundsätzlich nach folgender Struktur ab, wobei es je nach der auszurichtenden Interessensgruppe zu Variationen kommen kann.

Teameinteilung und Einführung in die Themenbearbeitung
Phase-1: Digitaler Test-Workflow
Phase-2a: Entwurf
Phase 2b: Baustatische Nachweise, Kalkulation & Visualisierung
Bauherrengespräch
Phase 3: Entwurfsausarbeitung + Tragwerkskonzept + Kalkulation
Bauherrengespräch
Phase 4: Ausarbeitung der Präsentation
Präsentation vor der Jury
Nachbesprechung

Didaktische Mittel

Das didaktische Konzept des „BIM Games“ beruht auf der Constructive Alignment Methode, einer lernzielorientierte Didaktik nach John Biggs [11]. Biggs schlägt vor Lernziele, Prüfungsformen und Lehr- und Lernaktivitäten aufeinander abzustimmen. Insofern berücksichtigen im Kern alle Formate des BIM Games vordefinierte Lernziele, Prüfungen in Form einer Ergebnispräsentation innerhalb des Wettbewerbsverfahrens sowie Lehr- und Lernaktivitäten – anhand von Handlungsanweisungen, Handouts, Kurztutorials, Coaching-Gespräche, Bauherrengespräche, aber auch das gegenseitige Helfen der Teilnehmenden - die im Spielsetting verortet sind.

Das BIM Game besitzt trotz sehr abwechslungsreicher Methoden einen klaren Spielaufbau, klare Spielregeln und eine Prozesslandschaft, die automatisiert Ergebnisse abfordert. Gespräche, Teamarbeiten, aktivierende Fragen sowie die Bauherrenmeetings sind Formate, in denen die Teilnehmenden ihr Wissen anwenden, es selbständig durchdenken, wiederholen und an die jeweilige Situation anpassen müssen, so dass Informationen kognitiv gefestigt werden. Im Arbeitsportal eingebaute Wiederholungsoptionen dienen der Reflexion der eigenen Leistung. Rückmeldungen bekommen die Teilnehmenden durch die regelmäßig stattfindenden Bauherrengespräche. Hier können die Lehrenden in Form einer Rollenfigur Feedback geben, Lernziele durch einen Leistungsstandcheck prüfen, ggf. Leistungen nachfordern und Anforderungen an die Planenden stellen. Außerhalb der Bauherrengespräche sind die Lehrenden „Coach“ und schauen den Studierenden „über die Schultern“. In dieser Rolle geben sie Hilfe und Tipps, motivieren und hören zu. Diese Zweiteilung führt zu einem klaren Rollenverständnis in der Zusammenarbeit mit den Studierenden, um die verschiedenen Handlungsformen pädagogischer Unterstützung inhaltlich und begrifflich zu unterscheiden.

Durchgeführte Veranstaltungen

Das BIM Game ist bereits mehrfach als Lehr- aber auch Fort- und Weiterbildungsveranstaltung durchgeführt worden. Durch die so gewonnenen Erfahrungen konnte das Spiel ständig weiterentwickelt werden. Es kann interdisziplinär mit unterschiedlichen Fachdisziplinen veranstaltet werden, hochschulübergreifend, sogar international. Es führt Alt und Jung zusammen, indem Studierende mit Berufstätigen zusammen in einem Team arbeiten. Es spricht alle am Bau beteiligten Interessensgruppen an. Nicht nur in der Ausbildung der Hochschulen. Viel Interesse besteht auch seitens der Bauwirtschaft, Planungsbüros, Bauindustrie, Verwaltung und Behörden. Nachfolgend eine Auswahl durchgeführter Lehrveranstaltungen.

BIM Game „PING PONG“
Mit der Lehrveranstaltung „PING PONG“ wurde im April 2021 das erste BIM Game für Studierende des Fachbereichs Architektur entwickelt. Es war coronabedingt ein dezentrales Planspiel und wurde ein Wochenende lang durchgeführt, um die BIM-Schlüsseltechnologien im operativen Einsatz zu testen und zu erleben. Die dezentrale Zusammenarbeit und Kommunikation der Teams fand anhand des 3D Modells und in einer direkten Wettkampfsituation mit den konkurrierenden Teams statt. Der Wettkampf wurde durch ein Arbeitsportal gesteuert, dass jedes Team die gleichen Aufgaben bereitstellte und die Ergebnisse zu einem vordefinierten Zeitraum automatisiert eingeforderte [5]

BIM Game „JADE WORK“
Die Lehr- und Weiterbildungsveranstaltung „JADE WORK“ wurde 2021 und 2022 auf dem Oldenburger BIM Tag, einer überregionale Fachkonferenz zum Thema der Digitalisierung im Bauwesen, eingebunden. Die Teilnehmende setzen sich aus Studierende der Fachbereiche Architektur und Bauingenieurwesen sowie Besucher des BIM Tags zusammen. Sie entwarfen in gegeneinander konkurrierenden und interdisziplinären Planungsteams innerhalb von zweieinhalb Tagen ein Werkstattgebäude auf dem Campus der Jade Hochschule in Oldenburg. Als BIM-Schlüsseltechnologien kamen BCF Anwendungen und IFCViewer sowie Modellierungs- und Visualisierungssoftware, BIM-basierte Software für statische Analysen und Bemessungen, Kostenermittlungssoftware und Tools zur Kollisionsprüfung zum Einsatz. Die Ergebnisse wurden abschließend auf der Fachkonferenz präsentiert [6,7].

BIM Game „CRAFTER“
Dieses BIM Game richtete sich, anders als bei den vorherigen Planspielen, ausschließlich an Handwerksunternehmen und wurde im Januar - Februar 2022 veranstaltet. Die Teilnehmenden aus den Betrieben konnten die BIM-Schlüsseltechnologien, aus der Sicht der BIM-Nutzenden, testen. Anhand eines eigens dafür entwickelten Gebäudemodells haben die unterschiedlichen Gewerke gemeinschaftlich zusammengearbeitet, um am Modell verortete Aufgaben zu lösen, Fehler im Modell zu identifizieren und zu dokumentieren sowie den Bauablauf der jeweiligen Gewerke im Modell zu koordinieren [8].

BIM Game „KULTURFORUM Oldenburg (KFO) als Semesterkurs“
Diese Veranstaltung wurde in Zusammenarbeit mit dem Fachbereich Bauwesen durchgeführt und überführte das bisher als zeitlich limitierte Workshopangebot von einem zwei, drei Tages Lernangebot in einen einsemestrigen Kurs. Der Kurs war interdisziplinär angelegt und führte Studierende aus dem Architekturbachelorstudiengang mit Bachelorstudierenden des Bauingenieurwesens zusammen. Das didaktische Projekt wurde interdisziplinär in Zusammenarbeit mit Prof. Dr. Thomas Kirsch und Prof. Dr. Sebastian Hollermann (beide aus dem Fachbereich BGG) durchgeführt. Es wurde gefördert durch das niedersächsische Förderprogramm „Innovation Plus 22/23“ und konnte erfolgreich im Januar 2023 beendet werden

BIM Game „digital DECATHLON“
Das Lehr- und Lernformat BIM Game bildet die Grundlage für das ERASMUS+ Projekt „digital
DECATHLON“, das von Prof. Dr. Gregor Grunwald und Prof. Dr. Sebastian Hollermann beantragt und mittlerweile als KA220 Projekt durch die Europäische Kommission gefördert wird. Das Projekt sieht eine zweimalige Spieldurchführung des BIM Games vor (Wintersemester 2023/24 und 24/25). In Zusammenarbeit mit den Hochschulen Karelia Ammattikorkeakoulu Oy, Universita degli Studi di Firenze, Bergische Universität Wuppertal und der Politechnika Warszawska entspricht die Spielidee und -durchführung dem BIM Game Gedanken, nur diesmal mit international gemischten Teams aus Studierenden der jeweiligen Partnerhochschulen. Jede Hochschule vertritt in den interdisziplinären Teams eine Fachdisziplin, um das interdisziplinäre Arbeiten auf europäischer Ebene zu üben [4,9].

BIM Game „Student Café in Bangalore“
Das Lehrformat BIM Game wurde im November 2022 am indischen BMS College of Architecture sowie der Impact School of Architecture in Bangalore durchgeführt und damit erstmalig international getestet. Die Studierenden lernten das 3D-Modellieren und Visualisieren der Modelle, das Ableiten von Plänen aus dem Modell, das Anreichern des Modells mit Informationen, das Erstellen und Arbeiten mit IFC Dateien, das Durchführen von Kollisionsprüfungen sowie die Kommunikation am Modell. Dabei wurde Abstimmungsprozesse simuliert, Freigabeprozesse studiert, um schlussendlich den finalen Entwurf allen Beteiligten zu präsentieren [3,10].

Fazit und Ausblick

Als neues Lern- und Lehrformat zeigt das BIM Game, dass der spielerische Aufbau die Lernbereitschaft, die Eigeninitiative und die Bereitschaft das Fachwissen teamübergreifend auszutauschen fördert. Zurückzuführen ist dies auf den geweckten Ehrgeiz der Teilnehmenden den Wettbewerb zu gewinnen. In einem geschützten, wissenschaftlichen Umfeld (Forschung und Lehre) trainieren die Studierenden die Anwendung digitaler Planung. Die Teilnehmenden erlangen so mit viel Freude die Fertigkeiten, die einst durch theoretischen Frontalunterricht vermittelt und im Eigenstudium mühselig angelernt werden mussten. Die Ausbildungsstruktur soll als Qualifizierungsangebot an der Hochschule etabliert werden. Die Struktur dient hochschulintern der Anpassung und Weiterentwicklung der Curricula, um BIM noch stärker in die unterschiedlichen Module der jeweiligen Ausbildung zu verankern und wird genutzt zur Stärkung der Internationalisierung der Hochschule.

Literatur

Grunwald, G., Heins, C.: BIM Game: a testing ground for specifying, modeling, evaluating and visualising information in IFC formats. ICCEA 2022 Conference Paper, 5th International Conference on Civil Engineering and Architecture, December 2022, ISBN 978-981-99-4048-6
Heins, C., Grunwald, G., Helmus, M.: Gamification and BIM - The didactic guidance of decentralised interactions of a real-life BIM business game for higher education. ISARC 2021 Conference Paper, 38th International Symposium on Automation and Robotics in Construction, November 2021, DOI: 10.22260/ISARC2021/0126
Bhat, V., Grunwald, G., Hanke, T.: “Understanding BIM through a Simulation Game - Case study of Indian Students subjected to this course”. ISARC 2023 Conference Paper, 40th International Symposium on Automation and Robotics in Construction, July 2023
Grunwald, G., Hollermann, S., Heins, C., Kawasaki J.: BUILD DIGITAL. BUILD BETTER. The “digital Decathlon” a European Erasmus+ project, Conference Paper, 71th JSEE Annual Conference, 2023
https://ihjo.de/55-stunden-spielen-ping-pong-ein-digitales-planspiel/
JADE WORKS Filmzusammenschnitt https://ccs.jade-hs.de/s/xLxDrwiFN8AiYcD; Passwort: 7ycjnPYd4y
https://ihjo.de/bim-game-jade-work/
https://ihjo.de/bim-game-crafter-ein-digitales-planspiel-fuer-handwerksbetriebe/
https://newsroom.jade-hs.de/magazin/kickoff-zum-digital-decathlon-an-der-jade-hochschule
https://newsroom.jade-hs.de/magazin/bim-game-in-bangalore
John Biggs, Enhancing teaching through constructive alignment, in: Higher Education 32 (1996), 347–364