楊博+金仁和

摘 要 文章以廣東石油化工學院為例，通過將BIM技術與土木工程畢業(yè)設計教學相結合，論述了其應用模式和具體改革措施，并取得了一定的成效。教學改革結果表明，以全國BIM畢業(yè)設計大賽為背景，將BIM技術融入到土木工程專業(yè)畢業(yè)設計教學中是一種全新的模式，對BIM人才的培養(yǎng)具有一定參考價值。

關鍵詞 BIM 畢業(yè)設計 土木工程 教學改革

中圖分類號：G642 文獻標識碼：A DOI：10.16400/j.cnki.kjdkx.2017.10.027

0 引言

BIM（Building Information Modeling）即建筑信息化模型，該技術利用三維模型平臺整合工程項目從策劃、設計、施工到運維各階段相關信息并進行資源傳遞和共享，為工程各參與方在提供協(xié)同技術支持、節(jié)約資源成本、提高工作效率等方面發(fā)揮著積極的推動作用。

隨著電子信息化的不斷更新，以互聯(lián)網(wǎng)+為標志的大數(shù)據(jù)時代結合BIM信息化技術正在推動著建筑行業(yè)快速發(fā)展并帶來革命性的變化。但是國內BIM應用型人才的缺乏是阻礙BIM技術發(fā)展和推廣的重要原因。①因此，作為人才培養(yǎng)基地的高校有必要將BIM引入到專業(yè)教學當中，這其中就包括了畢業(yè)設計模式。②畢業(yè)設計是本科教學最后階段對學生專業(yè)知識掌握和理解程度的一次檢驗，安排在第八學期，在此階段融入BIM教學體系，以實際工程案例為導向，無需對專業(yè)人才培養(yǎng)方案做大規(guī)模改動，是一種較適宜的培養(yǎng)實施模式；對于學生來說BIM畢業(yè)設計又是一次轉折點，可以提高學生就業(yè)面，增加就業(yè)能力，適應行業(yè)需求。③因此，文章以廣東石油化工學院土木工程專業(yè)BIM畢業(yè)設計為例，提出畢業(yè)設計改革意見和策略，為同類院校提供借鑒和指導作用。

1 我校土木工程專業(yè)畢業(yè)設計現(xiàn)狀

1.1 畢業(yè)設計選題內容單一、深度廣度不夠

畢業(yè)設計涵蓋了土木工程專業(yè)課程的所有知識理論體系，以我校土木工程（工程管理方向）專業(yè)畢業(yè)設計為例，學生要通過15周左右時間完成教師制定的畢業(yè)設計內容，通常的做法是教師布置畢業(yè)設計任務（包括施工方案和工程預算），學生通過軟件進行三維建模，利用模型導出工程量完成相關資源的配置并編制施工方案，然后繪制施工平面圖及橫道圖、網(wǎng)絡圖，同時還要完成預算文件編制，最后進行答辯。這其中存在的主要問題是學生在校完成畢業(yè)設計，并沒有去到實際的工程現(xiàn)場，由于學生缺乏相關實際工程經(jīng)驗，導致畢業(yè)設計內容脫離實際、施工方案編制不合理。

1.2 畢業(yè)設計缺少團隊溝通協(xié)作，學生積極性較低

以往畢業(yè)設計學生都是以個人為單位，每人獨立完成施工方案和報價文件編制，這樣做最大的問題就是每位指導教師所指導的學生之間缺乏交流協(xié)作，施工方案制定和工程預算編制沒有結合起來，設計內容相互脫節(jié)，只是完成了教師制定的設計任務，為了畢業(yè)而進行畢業(yè)設計，學生的主動性和成果質量較低。

1.3 畢業(yè)設計要適應行業(yè)發(fā)展需求

對于普通本科院校的土木工程專業(yè)畢業(yè)生，大多數(shù)學生的就業(yè)方向主要是在施工現(xiàn)場和咨詢單位從事一線工作，只有極少數(shù)學生會從事設計工作。這就要求學生要具有一定的實踐技能和良好的溝通、協(xié)作、控制能力并且能熟練運用現(xiàn)代化技術手段來執(zhí)行相關任務。強化學生的應用能力，適應行業(yè)的變革。

2 畢業(yè)設計改革模式及其優(yōu)勢

BIM人才培養(yǎng)是推動BIM教學改革亟待解決的問題。目前的培養(yǎng)模式主要形式有以下三種：④⑤（1）將BIM技術融合到現(xiàn)有專業(yè)課程教學和畢業(yè)設計中，如采用BIM軟件進行土木工程施工課程的教學，模擬實際施工過程，使學生更直觀的了解施工方法、工藝；（2）單獨開設BIM課程，如我校準備開設的“BIM應用技術”課程，通過實操讓學生掌握Revit、Navisworks、BIM5D等BIM建模和應用軟件；（3）建立BIM工作室，結合教師實際工程項目、大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目以及相關BIM應用技能大賽，促進學生BIM技能的提升。

而我校在三種模式下都做了一定的努力和嘗試，本次畢業(yè)設計改革主要針對第一種融合模式，目的是使學生擺脫傳統(tǒng)的畢業(yè)設計，利用網(wǎng)絡在線課堂學習BIM技術相關軟件操作，不受普通課堂的束縛，將學習方式由被動灌輸轉化為主動學習，激發(fā)學習積極性，減輕指導教師的負擔，提高畢業(yè)設計成果質量。

除此之外，土木工程BIM畢業(yè)設計還具有以下優(yōu)勢和特點：

（1）BIM畢業(yè)設計中的重點是多專業(yè)協(xié)同，需要的是團隊內的配合作業(yè)。學生可以根據(jù)自己興趣愛好進行選擇畢業(yè)設計模塊，包括BIM土建工程建模、BIM安裝工程建模、BIM施工方案布置、BIM模架穩(wěn)定性分析、BIM5D施工模擬等，不但擴大畢業(yè)設計選題范圍，使學生從中學習到與土木工程相關專業(yè)的基本知識理論，而且增加了團隊協(xié)作意識、組織能力和知識分享，提高學生學習積極性。

（2）畢業(yè)設計充分利用互聯(lián)網(wǎng)資源教學平臺。大數(shù)據(jù)時代的網(wǎng)絡線上教學主要優(yōu)勢是不受地點、時間限制，學習方式較為靈活，通過在“建筑課堂”、“騰訊課堂”等網(wǎng)絡教學平臺共享BIM教學資源，以自由靈活的方式進行自主學習，同時還可以利用網(wǎng)絡平臺進行師生之間的答疑解惑，體現(xiàn)了信息化教學的優(yōu)勢，更好地促進完成畢業(yè)設計任務。

（3）面對學校教學改革中出現(xiàn)的專業(yè)課程授課課時不斷壓縮減少以及土木工程專業(yè)教師短缺的不利情況，采用BIM技術進行教學，可以在有限的課時量條件下，減輕教師教學負擔，提高教學效率和質量。

綜上所述，BIM技術所具有的虛擬仿真性和協(xié)同性能高效地使學生所欠缺的能力得到鍛煉，學生和老師都能夠從中獲益，這與畢業(yè)設計最終目標相契合。因此，將BIM技術和土木工程畢業(yè)設計相結合意義重大。

3 畢業(yè)設計改革措施

BIM畢業(yè)設計試點改革項目由2名專業(yè)教師作為指導老師，以“項目經(jīng)理”身份負責整個項目的規(guī)劃、協(xié)作、監(jiān)督工作；學生分為兩個小組共9人，根據(jù)成員能力、職責以及要求安排不同任務和角色，包括“BIM建模工程師”、“BIM招投標工程師”、“BIM協(xié)同工程師”、“BIM施工技術員”、“BIM施工技術負責人”、“BIM安全工程師”等。endprint

畢業(yè)設計時間從第七學期12月開始到第八學期5月結束，時間跨度為6個月。通過基礎知識考核、BIM軟件學習、工程設計、招投標、施工建造模擬、畢業(yè)設計答辯共六階段完成任務，并按照時間節(jié)點要求階段性提交畢業(yè)設計成果。具體流程如圖1所示。

（1）基礎知識考核階段。具備BIM基礎知識是順利完成畢業(yè)設計任務的前提保障，因此特安排“BIM基本技能”學習及考核環(huán)節(jié)。本階段共兩個模塊，即BIM施工仿真和BIM項目管理沙盤，學生要完成基本技能知識的考核，總分須達到合格要求才可進行BIM畢業(yè)設計。

通過本階段學習，可加強鞏固學生的專業(yè)基礎知識，為BIM畢業(yè)設計成果做積累，并加深BIM畢業(yè)設計技能的專業(yè)應用。

（2）BIM軟件學習階段。每位成員制定學習計劃任務，利用互聯(lián)網(wǎng)共享的教學資源，學習BIM軟件（包括Revit和Magicad建模軟件、廣聯(lián)達造價系列軟件、BIM模架安全性分析軟件、三維場布軟件、進度計劃編制軟件以及Navisworks和BIM5D虛擬仿真軟件）。以小組為單位，定期提交自學進度報告，指導教師進行監(jiān)督，并定期進行答疑，督促小組成員自學。

（3）工程設計階段。根據(jù)“項目經(jīng)理”要求及小組成員自身特點和優(yōu)勢進行工作任務劃分，確定建模深度、制定建模命名規(guī)則、模型傳導規(guī)則以及協(xié)同交互流程。利用Revit和Magicad分別建立土建和安裝工程模型，導入廣聯(lián)達建模軟件進行修改完善，通過BIM審圖進行模型碰撞檢查，出具碰撞報告，優(yōu)化模型。

（4）工程招投標階段。招投標小組利用BIM模型完成鋼筋、土建、安裝工程量計算，施工方案小組確定三維施工平面布置及進度計劃，與招投標小組協(xié)同作業(yè)，完成技術標和經(jīng)濟標的編制，完善工程量清單的同時給出最優(yōu)投標方案。在此過程中，利用BIM三維可視化技術展示施工方案，在提高投標分數(shù)的同時，也體現(xiàn)了協(xié)同工作的優(yōu)勢。

（5）工程施工建造階段。利用BIM模架分析軟件對高支模及腳手架體系進行安全穩(wěn)定性分析，完善施工方案。同時基于BIM5D或Navisworks平臺將三維模型和施工進度以及資源量進行掛接，完成5D施工模擬，可以隨著工程進度實時調取人材機及資金消耗量，同時可以將現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)的施工及質量問題即時反饋到BIM模型中，提高工程各方的溝通效率。

（6）畢業(yè)設計答辯。由專業(yè)教師及企業(yè)專家組成答辯小組，根據(jù)每個階段表現(xiàn)、最終畢業(yè)設計成果、評閱教師和指導教師意見以及現(xiàn)場答辯情況給出每位成員的最終分數(shù)。

4 畢業(yè)設計改革成果

畢業(yè)設計采取以賽促學的方式，參加了第三屆全國BIM畢業(yè)設計大賽。通過比賽，學生對BIM技術的應用有了更加深入的理解，同時不同院校之間也通過這一平臺進行溝通、交流、學習。我校也在此次大賽中取得了優(yōu)異的成績，兩個團隊分別獲得二、三等獎項，為學生以后在BIM方向上的發(fā)展提供了很好的平臺，也為就業(yè)帶來了更多的機遇。

5 建議及結論

本文以廣東石油化工學院為例，提出將BIM技術應用到土木工程畢業(yè)設計中，以BIM工程應用為導向，制定實施過程方案，為了更好推廣BIM在普通本科院校土木工程專業(yè)中的應用，提出以下幾點建議：

（1）加大BIM在高校教學中的應用，鼓勵師生參加BIM技能培訓、競賽和相關實踐項目來提升BIM知識儲備能力和專業(yè)水平。

（2）BIM與畢業(yè)設計結合只是眾多培養(yǎng)模式中的一種，制定適合自己院校特點的方案目標才可以事半功倍，起到真正推動BIM發(fā)展的作用。

（3）BIM技術是以建模為基礎、理論為支撐、協(xié)同應用為導向的新型技術手段，切記不要被軟件所束縛，專業(yè)知識的應用才是關鍵。

隨著BIM技術在土木工程行業(yè)中的應用及推廣不斷深入，想要掌握新型技術手段就要不斷學習、提高，我校將BIM技術應用到土木工程專業(yè)畢業(yè)設計中就是為了更好地適應行業(yè)發(fā)展需求，提升學生就業(yè)技能水平而做出的變革，具有一定的借鑒和指導作用。

注釋

① 李世蓉，吳承科，李驍.基于BIM的工程管理專業(yè)畢業(yè)設計改革——以重慶大學為例[J].工程經(jīng)濟，2016.26（8）.

② 陳秀麗，胡紹蘭，劉月君.建筑類本科院校BIM協(xié)同畢業(yè)設計探索研究[J].價值工程，2016.14.

③ 李童.BIM 技術在土建專業(yè)教學中的應用現(xiàn)狀及建議[J].住宅與房地產(chǎn)，2016（27）.

④ 張靜曉，趙陳影，李慧，李殿維.工程管理BIM畢業(yè)設計組織管理框架與案例分析[J].工程管理學報，2017.31（2）.

⑤ 王建超，張丁元，周靜海.BIM 技術在建筑類高校專業(yè)課程教學中的應用探索[J].高等建筑教育，2017.26（1）.endprint