土木专业毕业设计改革的研究与实践

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1引言

本科毕业设计是对学生大学四年理论知识掌握程度和解决实际问题能力的综合考察，是教学过程最后阶段的总结性实践教学环节，传统土木专业毕业设计普遍存在以下问题[1-4]：

（1）土木毕设以单一考查学生结构设计能力为主，这与多数本科毕业生从事施工、造价或管理工作的就业现状不符。

（2）集中在第八学期的毕业设计与大学四年期间的各类课程设计相互脱节，学生无法串联和综合运用专业知识。

（3）多数大四学生因考研或实习造成毕设投入不足，使得原本时间紧迫的毕设无法保质保量完成。

（4）传统土木毕设成果仍以CAD、文本等二维方式展示，与现代建筑行业追求的多维建筑信息表达方式脱节。为解决上述问题，我校土木工程专业探索将BIM技术融入本科毕业设计，提出基于BIM的“横向拓展、纵向贯穿、分段递进、多专业协同”的全新毕设模式，满足现代建筑信息化时代对土木高级人才的需求。

2基于BIM的土木毕业设计新模式

BIM技术具有可视化、一体化、参数化、仿真性、协调性、优化性、可出图性和信息完备性等特点[5]，在毕业设计过程中应用BIM技术，对培养土木专业学生的综合能力起到事半功倍作用。基于BIM土木毕设新模式的总体思路：

（1）横向拓展。突破以结构设计为主的单一模式，拓宽土木工程专业毕业设计任务，综合训练土木学生的“设计、施工和管理”三大专业能力。

（2）纵向贯穿。从方案优化、工程设计、造价管理、施工组织设计，直至5D项目管理等建设环节，全程贯穿运用BIM技术，实现土木建造全过程数字模拟。

（3）分段递进。将毕业设计分解为十个阶段穿插到各个学期，以课程设计方式分段递进，专业课程教学计划及分解毕设排序依据BIM虚拟建造工序进行合理匹配。

（4）多专业协同。以土木专业为主相关专业为辅，组建导师团队和学生团队，以多专业协同方式完成联合毕业设计。具体安排如表1所示。

3实践案例

3.1任务布置

以我校2016级土木卓越试点班毕业设计改革为例，毕设选题以校园在建的实际工程为案例，如《某大学学生宿舍楼基于BIM技术的虚拟建造》，总体任务要求：以某大学学生宿舍楼为工程案列，综合运用土木工程专业包含的设计、施工和管理三大族群的核心知识，借助最新的BIM数字化和多专业协同技术对该工程从方案优化、工程设计、造价管理、施工组织设计，直至5D项目管理等建设环节进行全过程模拟。设计内容分为六大专业模块，具体要求如表2所示。

3.2组织及流程

组建BIM导师组和学生设计团队，制定工作流程和阶段计划。本次毕业设计的指导老师由以往的单一导师制改为BIM导师组，导师组成员以土木专业为主，根据需要加入建筑、设备和工管等相关专业教师，要求是具有丰富理论教学和工程实践经验的“双师型”教师。在学生团队组建时，借助BIM协同设计的工作思想，推行以土木专业为主、多专业协同毕业设计模式，帮助学生将土木专业相关知识横向拓宽，加深对工程建造全过程、全专业的整体理解。毕设任务在大学第3学期下发，直至第8学期全部完成，毕业设计的流程如图1所示。

3.3成果展示

采取毕设分解方式，通过三年的教学实践，在师生的共同努力下，完成了传统毕业设计所不可能完成的任务。

4结语

本次土木专业毕业设计覆盖设计、施工和管理三大族群的核心知识，并借助最新的BIM数字化技术对工程建造进行全过程模拟，专业知识宽广、应用软件众多、工作量远超传统土木专业的毕业设计的教学内容。教改过程中遇到的困难主要表现在：

（1）在现有课程中融入BIM知识和工程实践知识，对过去只擅长理论教学的教师带来更大的教学挑战；

（2）专业知识拓宽及大量BIM软件学习，对学生的学习和动手能力提出较高要求。上述困难可以通过“引导、奖励、选择、分流”等教学管理手段加以解决。通过本次毕业设计的教学改革，学生在系统学习专业知识的基础上，逐步掌握BIM实操技术，基本实现本科毕业时达到对BIM技术进行综合运用程度；多专业间协同和团队协作模式也锻炼了学生合作意识和全局意识，为成为卓越工程师奠定基础。同时，教师团队的业务能力和教学水平也明显提升，为今后从事更广泛的BIM教学和工程实践创造条件。我校探索形成“横向拓展、纵向贯穿、分段递进、多专业协同”的全新毕设模式，可以为高校土木及相关专业的BIM教学改革提供参考。

参考文献

[1]易富,张二军,赵文华.基于毕业去向的土木工程专业毕业设计改革与实践[J].大学教育,2014(11):19-21.

[2]盛黎.面向施工岗位的土木工程专业毕业设计改革实践[J].浙江树人大学学报(自然科学版),2016(1):66-68.

[3]李成华,陈丽娟,赵敏.基于工程实践的土木工程专业毕业设计教学改革探索[J].高等建筑教育,2016(2):134-138.

[4]孙明.基于BIM的应用型土木工程毕业设计全过程改革[J].大学教育,2017(9):48-50.

[5]BIM工程技术人员专业技能培训用书编委会编.BIM技术概论[M].北京:中国建筑工业出版社,2016:23-32.

作者:李文盛 单位:长江大学城市建设学院