隧道毕业设计总结范文

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学校为规范隧道工程毕业设计的指导和管理，对毕业设计的流程、质量控制体系、考核评价体系及设计成果等方面进行规范，并对如何更好地开展毕业设计指导进行了多个方面的探讨和借鉴，但还存在很多问题。主要表现在：选题与工程实际存在一定程度脱节；设计资料陈旧，没有及时更新，缺乏系统性；毕业设计成果欠规范，设计质量有待提高；设计过程管理不严格，学生态度不积极严肃；指导模式有待改进和完善。总体而言，目前本校隧道工程毕业设计在选题、指导、培养目标、参与主体的主观能动性、建立创新激励机制以及理论与工程实际相结合等方面还存在一些问题。

对我校隧道工程毕业设计的几点改进和完善建议

隧道工程是土木工程的一个分支，宽口径的土木工程专业是应用性、实践性很强的专业，其涵盖范围广泛，涉及的知识面宽，针对性强，其教学具有很强的实践性、社会性、综合性、创新性和群体性的特点。根据“湖南城市学院隧道工程专业人才培养计划”的教学培养目标，贯彻因材施教的育人原则，更好地体现理论教学、实践教学和科学研究“三元一体”的教学思想，适应厚基础、宽口径的专业培养要求，本校对隧道工程毕业设计的指导根据2010届、2011届与2012届毕业生的设计情况以及暴露的问题，和与多个学校的探索交流，主要针对设计前期、设计过程和设计后的总结提出了以下几点改进和完善的建议。

（一）充分做好设计前期工作

1.加强和落实好毕业实习，科学选题，提前选题。毕业实习能够让学生充分体验施工现场，将学习的理论和实践联系起来，成为学生为完成毕业设计很好的练兵场，因此教师应该加强毕业实习的落实。本校的毕业实习安排在第7个学期期末延续至寒假，因此尽量在满足教学安排的情况下，争

取较长的时间给学生体验，同时制定好相关的指导方案，有针对性地指定实习内容，并要求做好实习日志和报告并据此进行毕业实习答辩和评定。毕业设计成功与否，效果如何，与毕业设计选题密切相关，题目选择要满足教学要求，还应达到专业培养目标的教学大纲要求，尽量结合生产实际、科学研究的任务，同时还应适当反映本专业领域的发展水平和前沿动态。另外，要切合学生实际知识水平和应用能力，特别是毕业设计内容还应该结合学生毕业分配的去向，2010届、2011届与2012届曾经参与过隧道工程技术工作的毕业生反馈的信息表明，由于选择与工作相关的毕业设计课题，确实受益匪浅，他们能够更好更快地适应工作环境。因此，建议在学生毕业实习前由老师制定好选题，给定相关设计资料，特别重视给定详细的地质资料，让学生在施工现场重视对地质资料的分析、研究和使用，充分熟悉和巩固工程地质方面的专业知识，让学生在毕业实习期间有针对性地选好课题，同时学习和强化与之相关的内容，收集实用的资料，了解相关施工工艺。

2.做好资料搜集工作。选定了毕业设计题目，学生应该以此搜集相关的规范，教材（特别是《隧道工程》、《土木工程地质》、《结构力学》、《岩体力学》等）、参考文献、论文以及相关视频资料，同时熟悉隧道施工工序，认真阅读，回顾和读懂读透重要章节内容。这部分的工作量大而且对顺利完成毕业设计有着不可取代的作用，可能有的学生不积极，或者有些盲目，老师应该予以适当的指引，尽量避免学生做无用功。

（二）落实和抓好设计过程

在前期做好较为充分的设计准备后，本着“以人为本，教会生存，张扬个性”的指导方针，设计过程不仅学生要充分发挥主观能动性和创新性，指导老师也要加强对学生的指导工作，投入足够的时间和精力，同时学校要制定积极的管理措施作为有力的保障，从而保证毕业设计的顺利进行。

1“.模板化”设计与“个性化”设计相结合。本校隧道毕业设计由于在资料库储备方面还没有完善，所以毕业设计宜采用“模块化”。“隧道工程的模块化设计”的具体内容包括以下几个方面的基本内容：选线、建筑限界、洞门、衬砌、通风与照明、排水、施工方案、施工组织、概预算等。学生必须要有这几个方面的设计内容，但是为满足教学要求的深度和广度，又避免抄袭现象和充分发挥学生的积极探索和创新的精神，鼓励学生个性化发展，同时建议还采取“个性化设计”补充，在以上几个基本内容中采用其中1-2个版块进行深入的分析，研究和专项设计，有必要时可以辅助试验，施工现场考察。

2.正确对待计算机辅助设计。计算机辅助设计已经在工程设计得到广泛应用，计算机应用能力成为衡量毕业生能力的一个重要指标。毕业设计过程中要求毕业生结合本校师资队伍情况，以隧道工程为毕业设计对象，在毕业设计过程中合理使用计算机进行辅助设计，但同时为了避免学生抄袭和弱化学生实际动手能力，建议学校采用“手工+计算机辅助设计”相结合的模式。例如，首先学生必须掌握常用的办公软件，如：Word、Excel、Power-Point、AutoCAD、Project等，并能熟练地用来进行大部份毕业图纸的绘制与毕业计算书的编写；其次，对于部分非常重要的图纸，如建筑限界设计，紧急停车带设计，洞门平面图，洞门立面图，各类围岩衬砌设计及配筋图，爆破施工方案，路面结构图则必需采用手工绘制。同样，对于结构设计计算，要求学生学会相关软件，如Ansys、Midas-gts、Flac3D、Abaqus，同济曙光等进行结构受力计算和分析。但对基本的计算，如围岩压力的计算、衬砌配筋等，宜采用手算。此外，还应适当鼓励和引导学生进行与自己工作相关的设计和研究生学生学习，还可以较为深入地引导学生学习同望West，Origin科技绘图，以及Fortran90、VC++等计算机语言编程的应用。

3.教师指导模式的改进。指导老师精力和时间的投入、给予的耐心指导是学生顺利进行毕业设计的强有力保证。教师指导主要从以下几个方面进行改善和提高：

（1）在毕业设计过程中，指导老师不仅要进行业务指导，更要着眼于教书育人、提高学生综合素质和工程能力；不仅在设计选题和下达任务等环节“精挑细选”，更要在指导过程中“精雕细凿”，因材施教；不仅要对学生的出勤纪律、任务完成情况进行管理监督，同时要听取学生完成工作情况的汇报，关心学生的全面成长。因此老师可能采用多种指导方式，如直接与学生见面或者运用QQ、手机等联系方式进行指导，同时建议老师指定每周特定的时间为学生答疑解惑，尤其对于地质资料的阅读和衬砌设计部分，要适当补充相关文献、论文和专题形式的详细指导。

（2）指导老师应该根据学生的不同情况，摆脱以往“单行灌入式”的教学方法，改变学生“等、靠、要”的惰性心理，采取“因材施教”的方法。另外，还要特别注意锻炼学生自学能力，例如对于衬砌计算，他们不知道如何下手，指导老师可大致先讲述计算的基本环节及如何查阅相关资料的途径，然后放手让学生们自主去探究，最后再根据相关问题重点答疑。这样在学生的独立学习能力得到提高的同时，也让学生学会了如何规划处理工程问题。

（3）组成指导小组定期给予指导。隧道工程毕业设计是对所学专业的综合训练，它涉及岩土、地质、建材、力学、施工组织及概预算、结构设计原理等各个方面，涉及的问题多，知识面较宽，这就要求教师要分工协作，充分发挥各自的优势，以保证毕业设计指导的质量，因此建议成立隧道专项指导小组，小组教师适当地补充一些隧道工程专题讲座，并进行集体答疑，互相配合，避免独立指导下不全面的弊端；同时小组成员经常讨论指导毕业设计的经验与体会，对培养青年教师，提高其业务水平及指导毕业设计的能力也起到积极的作用。

（4）与其他院校多交流，相互借鉴。这三次的毕业设计指导通过与武汉大学、华中科技大学、中国地质大学（武汉）、中南大学、湖南大学、湖南科技大学等高等院校的师生相互交流，同时聘请相关教授（如华中科技大学王元汉教授）来本校进行毕业设计指导和相关知识讲座，为本校隧道工程以及其他毕业设计提供了很多的建设性建议，特别是对教师如何指导学生、引导学生积极思考、充分发挥主观能动性等方面有很大的促进作用，全面完善了本校土木工程毕业设计指导模式。

4.学校加强和落实好考勤制度和考核评价体系的管理。毕业设计的管理是一项复杂的系统工程。涉及毕业论文的选题、任务书的下达、开题、评审、答辩、成绩评定和归档等一系列程序。毕业论文的管理工作需要制定如教师指导、师生定期交流、论文审阅、考核标准和评级等一系列制度规范。虽然本校建立了一系列毕业设计管理制度，但其中却存在许多尚需完善之处，因此必须建立一套行之有效的管理实施办法、明确考核标准和指标。同时，必须强化贯彻制度的力度，将毕业论文的相关规定和条例落实到位。在实际执行中，对毕业设计成果质量要求不能放松，并且监督管理工作不能浮于表面，特别是对于出现问题的毕业设计，应更加严格要求，保证整改效果。

（三）设计后重视总结与完善

1.建立和完善科学的评价指标体系和评分标准。毕业答辩是考核毕业生分析问题、解决问题应变能力的一种手段，是对学生毕业设计水平的评估。组织好毕业答辩可提高学生整体的专业水准。目前，本校土木工程的答辩是按班级进行的，桥梁工程专业与隧道工程专业混在一块进行答辩，因此采取的毕业答辩模式有待改善。根据本校教学资源的具体情况，结合以往的答辩模式和借鉴山西铁路工程职业技术学院的答辩模式，本校土木工程目前的毕业答辩模式应该分专业进行，各个专业答辩小组组员由6人组成，由本专业学科带头人任组长，指导老师和专业老师各2名，聘请1名施工现场工程师或退休工程师参加答辩。毕业答辩内容宜由以下三个部分组成：

（1）毕业设计宣讲。由设计者口述完成，要求宣讲内容完整严谨，概念清楚，能正确运用图表，重点突出创新能力及涉猎可能夺得新工艺，新材料，新技术和对未知施工知识的探究，这里建议采用悬挂图纸，黑板板书和PPT演示相结合的方式，重在培养学生的表达能力。

（2）抽题答辩。指导老师根据设计过程需要的基本知识，必须掌握的重点知识，选好一定数量的答辩题，供答辩现场抽签答辩，这样可以激发学生的学习兴趣，营造一个生动、活泼的教学环境，为毕业生掌握基础知识提供一个很好的平台。

（3）提问答辩。参加答辩的老师提前阅读毕业设计，紧扣毕业设计进行随机提问答辩，学生即兴回答，要求能很快理解所提问题的实质，解答内容正确，论证确切，逻辑性强。

2.重视资料库的完善。就毕业设计这一教学环节而言，需要大量的设计资料做支撑，这既是教学任务的要求，也是资源积累和教学可持续发展的需要。目前，本校隧道工程的设计资料数量严重不足，参考书籍不全，规范没有及时更新等问题，这在一定程度上影响了毕业设计的质量和速度。因此，学校、老师和学生必须重视隧道设计资料的收集、整理和资源整合，除了补充和完善常规纸质资料外，应当发挥学校网络的优势，建立本校毕业设计专题专版。资料库的完善与整理包括：

（1）收录前届毕业设计提供的各种地形图和地质资料；

（2）收集各种隧道工程设计实例（包括常规的和特殊的案例）；教师实际完成的具有代表性的设计案例，突出特殊的设计；

（3）收集“模板化设计”中各个专项设计相关的技术论文等资料，形成各项专题多样化模板，建立专门的数据库供学生查询和利用；

（4）收录各种设计、施工、验收规范和图集等；同时对新的规范及时进行更新和公布。这样，通过集合各种优秀资源，不但实现了信息资源共享，满足了毕业设计的资料需要，还达到了积累资源和教学可持续发展的目的。

3.评定优秀指导教师和优秀毕业生。制定相关的政策，综合学生在设计过程中的努力程度，设计成果质量与答辩表现，每组评定适宜数量的优秀毕业生，同时根据指导老师的指导记录和对毕业生的问卷调查，评定毕业设计优秀指导教师数名。这样在设计过程中，学生与学生之间，老师与老师之间形成一种不断改进，不断提高的良好活跃的竞争氛围。

4.毕业答辩结束后，组织毕业生师生座谈会。毕业答辩结束并不意味着毕业设计的整体结束，还应该对毕业设计的指导模式和需要完善的政策和相关条例条文进行总结，完善本校对以后毕业设计的指导。建议本院在答辩结束后，进行1～2次毕业生设计师生座谈会，总结设计过程中遇到的专业问题，以及管理制度、指导方面和其他方面的问题，通过学生自主发言，老师补充的模式总结，例如在进行隧道衬砌受力数值模拟的时候，关于建模和后处理的难点问题，对于围岩压力的计算采取excel计算还是自行编辑的程序计算的问题，老师的指导环节如何设计更有效的问题等，为本校以后的隧道毕业设计提供参考。

由隧道工程毕业设计引发的几点教学建议

（一）开展“四年级本科生导师制”

我校土木工程专业现设有建筑工程、地下空间和道桥方向三个方向，根据本校的师资队伍，借鉴东南大学的人才培养模式，本校可以采取“本科生导师制”，采取学生和导师“双向选择”的方式，其目的和要求是：

（1）导师负责学生在大学四年的学习情况，包括专业课学习、参加课外科技活动和科技竞赛、参与土木工程试验等；学生根据自己学习的方向选择老师，有的放矢的跟随导师学习自己所关心的科研问题。

（2）导师主动关心学生的全面成长，通过与学生“交朋友”的形式，帮助学生克服遇到的学习，心理和生活方面的问题。

（3）导师尤其负责学生大四的毕业实习和毕业设计的指导工作。

（二）引导学生走进试验室，培养科学和严谨的学习态度

本校拥有土木工程试验中心，下设建材、力学、土工、结构、道路、桥梁等专业实验室。经过10余年的发展，现已成为具有一定规模的学校重点实验室之一。专业技术人员和师资力量雄厚，本中心拥有六层土木实验楼1栋，结构厂房1栋，实验设备约400余台套，拥有多台先进的大型设备、仪器，其中包括500吨压力试验机、结构疲劳试验机、全站仪、桩基检测仪、电子万能试验机、智能液塑限联合测定仪，多功能振动测试系统，超声波检测仪等。土木工程实验中心除承担全校工程类专业的实验教学任务外，还和湖南城市学院土木工程检测中心对外承接大量房建、道路、桥梁、岩土、测绘工程等方面的试验和检测项目，同时也是重要的科研基地。为充分利用这些实验设备，为引导学生将理论和实践联系，培养学生的综合素质和能力，本校应该放开手，制定试验室开放政策，老师引导学生多走进试验室，给予相关的试验课题，让学生自己动手，探索新知识，解决问题，培养科研能力和实践能力，使土木工程专业素养不断得到提高。

（三）引导学生积极参与土木工程检测项目，培养吃苦耐劳的工作作风

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2选择典型工点，涵盖专业课及毕业设计方向

岩土与地下工程系的专业课主要为基坑工程(深基坑支护设计)、基础工程、爆破工程、隧道工程、地下建筑结构、地基处理等，学生的毕业设计主要是隧道、基坑、边坡三个方面，就业以施工单位为主，主要从事隧道、基坑方面的。为此，选择的实习工点要与上述专业课、毕业设计、就业方向相关。系部每年安排认识实习的工点涵盖了盾构法地铁区间隧道、地铁车站、房屋基坑开挖支护、房屋基础工程施工、边坡工程等。以2014年的岩土与地下工程系的认识实习为例，我们安排了如下工程:1)湖南科技大学学生新区公寓边坡，了解边坡形式及失稳原因;2)参观湖南科技大学校园内边坡支挡结构，了解边坡支挡情况;3)参观学校新办公楼前的景观月湖桥基础及地基处理，了解基础形式和地基处理;4)参观九华新天地的桩基础工程、地质勘查取样，了解岩土工程勘察和基础形式;5)参观湘潭高新区污水处理的沉井结构，了解沉井施工情况;6)参观长沙地铁1号线北辰地铁区间盾构施工，了解盾构机施工原理、管片拼装方式等;7)参观长沙地铁1号线开福寺站的车站开挖支护，了解地铁车站的内撑情况;8)参观五一路佳兆业广场中心的基坑开挖支护，了解基坑放坡支护与桩锚支护;9)参观长沙地铁2号线运营现场，了解地铁车站结构形式与地铁线路换乘等。

3多种方式实习，全面提高实习效果

通过观看施工现场、运营现场、视频录像，老师和技术员现场教学讲解、项目管理施工人员座谈、学生自己百度、看施工图纸等多种方式，开展认识实习，并要求认真撰写实习报告，总结完善自我。实习报告必须手写，图文并茂，并加上自己的体会。以2014年的岩土与地下工程系的认识实习为例，在校内实习工点，以参观实习为主，由带队老师进行讲解，如果书本上曾教过，则结合书本进行现场讲解;学生不懂的，让学生自己手机先百度，老师再做讲解归纳。校外实习工点，能联系到技术员的，则先行安排技术员对学生就工程的整个概况进行介绍，然后老师再细分小组进行讲解;没有技术员在现场，则老师负责讲解。实习工点的项目工程部如有施工培训PPT或者视频录像，则分成两拨人，一拨学生去工地现场，一拨学生在会议室观看PPT或视频录像，看完后是提问环节。然后两拨人交叉互换。遇到是学长的工地，则找一个开阔的地方，进行座谈，以学长的学习、工作经验为主，诫勉学弟学妹要好好学习，珍惜时光，以及走出校门在工作岗位要注意的问题。

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目前与BIM技术相关的毕业设计聚焦于基础应用、技术融合和软件研发等三个主要方向，如图1所示。1.1BIM基础应用方向。BIM基础应用多数是基于BIM软件开展相关应用研究，是目前毕业设计的主流课题方向。如采用Revit软件建立三维信息模型，在此基础上进行施工图深化、碰撞监测、进度模拟、工程量统计、造价分析和三维动画展示等工作。早期的研究对象以房屋建筑为主，目前已拓展至桥梁、隧道、地铁等公共基础设施。在BIM应用软件方面，建模软件以Revit最为常用，碰撞检查和动画模拟多数采用Revisworks软件，工程算量和造价分析则常采用广联达和鲁班等国内软件。总体来看，该方向的毕业设计课题以应用为主，课题的完成情况与研究对象的复杂性、研究内容的丰富性、研究成果的实用性密切相关。随着信息技术的快速发展，当代大学生的计算机应用能力、新知识接受能力和创新能力也在不断提高，早期以多高层房屋为对象的“建模+动画+算量”的毕业设计课题已难以满足培养目标的要求。因此，该类课题的研究对象正逐步拓展至超高层建筑、大跨空间建筑、钢木结构建筑、地铁隧道等公共基础设施和市政工程项目；研究内容也延伸至进度控制、成本管理乃至运营维护等多个方面；同时，研究课题也越来越多地来源于实际工程，研究成果的实用性已成为毕业设计成绩评定的重要依据之一。1.2BIM与前沿技术融合方向。随着BIM技术的逐步普及，其应用和研究正在从传统的辅助设计施工向多技术融合的方向发展。如BIM与RFID（RadioFrequencyIdentification，无线射频识别）、BIM与GIS（GeographicInformationSystem，地理信息系统）、BIM与VR（VirtualReality，虚拟现实）、BIM与AR（AugmentedReality，增强现实）、BIM与三维激光扫描、BIM与结构健康监测等前沿技术融合方向。以BIM与RFID技术融合为例，在传统的施工现场，大批量地进行构件验收、安装时，主要通过人工方式填写报告、录入数据，信息延误的现象时有发生，工作人员常常无法判断构件的真实状况，很容易发生错误，导致各类问题频发。利用RFID技术可以实时追踪、监控构件的生产、运输、安装和运维状态，并以无线网络即时传递信息到BIM数据处理平台，可以实现对构件的实时追踪，解决信息错误和丢失等问题，能有效地提高工程项目的管理效率和经济效益。该类毕业设计课题通常要求指导教师有一定的前期研究基础，有时采用校企联合指导方式，由企业导师制定课题的研究内容，毕业设计开展过程中由校内和校外导师共同指导。1.3BIM软件研发方向。BIM的核心思想是信息的集成、交互与共享，模型是载体，软件是工具。在BIM软件平台研发方面，国内外各大软件开发商已经开发了各类适用于建筑不同阶段、提供不同功能的商业BIM软件。如，美国Autodesk公司推出的Revit、Navisworks、Civil3D等BIM软件；美国Bentley公司推出的ABD（AECOsimBuildingDesigner）软件；此外还有Tekla公司开发的专用于钢结构设计的Xsteel软件，Graphisoft公司的ArchiCAD软件等。国内也有广联达、鲁班、PKPM、3D3S等公司开发的相关BIM软件。虽然商用BIM软件已较为成熟，但针对不同对象、不同功能、不同企业均存在一定的局限性，尚需定制研发。相比于BIM应用方向，软件研发类课题一方面要求指导教师有前期研究基础，另一方面要求学生有一定的编程基础，更重要的是对软件编程有兴趣。此外，也有部分研发类课题不需要编写代码，只需要设计软件功能和操作界面等，具体编程工作由他人或企业来完成。

2基于BIM技术的毕业设计案例

2.1BIM基础应用方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“超高层建筑模架装备模块化仿真设计与建造技术研究”为案例。该论文以上海市真如城市副中心A5地块项目1号办公楼为实际工程背景，借助BIM工具对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备开展研究，完成的主要工作包括：（1）对钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备系统组成和工艺原理进行归纳总结，对超高层结构核心筒使用钢平台模架装备关键技术进行分析，包括模架的现场安装、标准层施工、桁架层施工和墙体收分层施工等技术；（2）分析钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化设计方法，初步确定模架标准构件库，根据模架装备标准构件创建Revit参数化族库，对标准构件和非标准构件进行组合，并进行整体钢平台模架装备的虚拟预拼装；（3）根据二维设计图纸建立该超高层建筑的核心筒模型，采用Navisworks进行整体钢平台模架模型和核心筒模型的合模，对钢平台模架施工关键技术进行可视化施工模拟。毕业设计成果提出了一种钢柱筒架交替支撑式整体钢平台模架装备的模块化方案，借助BIM软件建立了模架标准模块构件族以及核心筒模型，完成了模架模块的组合与拼装，实现了模架装备和核心筒的合模，并对钢平台安装、标准层施工、收分层施工等进行了三维可视化分析。该毕业设计的研究成果已应用于实际工程项目中，对模架装备的模块化和BIM技术的推广具有积极作用。2.2BIM与前沿技术融合方向毕业设计案例。目前，BIM与GIS、VR、RFID、三维激光扫描等技术的融合交叉应用已成为工程界和学术界的研究热点。以三维激光扫描为例，该技术是测绘领域继GPS之后的又一次技术革命，通过高速激光扫描测量方法，大面积、高分辨率地快速获取物体表面各点的坐标、反射率、颜色等信息，基于这些大量、密集的点信息可快速复建出真彩色三维点云模型，为后续的数据分析等工作提供准确依据。该技术具有快速性、非接触性、穿透性、高密度、高精度、实时性强等特点，很好地解决了目前空间信息技术发展实时性与准确性的颈瓶。以同济大学本科毕业论文“基于BIM技术对既有建筑快速建模方法的研究”为案例，该论文针对目前既有建筑建模时面临的竣工图纸无迹可寻、空间几何信息难以采集、建筑物细部特征难以捕捉、测量所需时间及金钱成本过高等问题，采用三维激光扫描技术对上海某演艺场所进行扫描，利用JRC3DReconstruction软件对点云数据进行降噪与配准，再采用ICP算法进行平滑操作，最后对该建筑进行整体建模，生成的三维模型见图3所示。该模型已用于其改造工程的后期设计与研究工作中。2.3BIM软件研发方向毕业设计案例。以同济大学本科毕业论文“基于二维码的钢结构构件追踪管理软件研发”为案例，该论文从研究国内外钢结构BIM建造管理平台入手，分析了构件信息追踪管理平台的研发和应用现状，将BIM技术与二维码技术相结合，设计了基于二维码的钢结构构件追踪管理软件主要功能和界面，基于B/S架构，采用Html、JavaScript和Neo4j等语言初步实现了构件追踪和进度管理等基本功能。构件追踪界面见图4所示，软件对每一根构件生成唯一的二维码，支持单独或批量下载功能。二维码存储构件的编号、安装位置、尺寸、长度和质量等基础信息。用手机扫描二维码即可查看构件的报验和质量检验等详细信息。通过二维码功能，可追踪构件的生产、制作、运输和安装等全过程信息，实现对构件加工和安装中的质量监控信息以及构件安装进度信息的实时掌控，而这些信息直接反映到构件的位置管理、质量管理和安装进度管理中，为这些管理活动的进行提供了帮助和支持，追溯到最上层则实现了加工制作计划的实时调整，而加工制作的调整又决定了现场施工情况。此外，通过二维码信息能够直观快速地发现现场质量问题，解决现场管理人员携带图纸及查询资料不方便等问题，提高了现场工作效率。本软件的开发涉及BIM模型的解析、上传和显示等功能，这些功能的实现需要大量的编程工作，很难由一位本科生在毕业论文周期内完成所有工作，因此，软件的前期开发工作已由指导教师团队完成，本论文主要是实现了基于二维码的钢结构构件追踪管理功能模块的设计和研发工作。

3提升基于BIM技术的毕业设计效果建议

3.1增加前沿课题数量。目前，BIM方向的毕业设计仍然以“建模+动画+算量”的软件应用型课题为主导，虽然该类课题的实用性强，但往往工作量大而难度不大，特别是对一些研究型高校的学生，该类课题的毕业设计主要是提高了学生的BIM软件使用能力，对学生的创新性培养不足。随着信息技术的快速发展，建议增加BIM与物联网、大数据、VR、AR等新型技术相结合的毕业设计课题，提高学生的实践能力和创新能力。此外，现有的主流BIM平台均被国外垄断，亟须发现和培养一批专注于软件研发的学科交叉类学生，可以通过增加平台研发类课题，锻炼学生的研发能力，为其将来的工作和继续深造打下基础。3.2加强校企合作。BIM技术无论是软件使用、平台研发，还是与新技术的创新应用，均具有很强的实践性。目前，很多土木建筑类大型企业均配备了BIM技术中心，具有较强的BIM应用、产品和新技术研发能力，而在国内高校中专职从事BIM教学和科研的教师非常欠缺。通过校企合作，可以弥补校内指导教师BIM实践能力的不足，促进产、学、研全面合作，充分发挥学校与企业在BIM人才培养过程中的职能作用，实现优势互补、资源共享，强化实践育人环节，对于提高人才培养质量具有积极的意义[6]。针对于此，同济大学与上海建工、华东建筑设计院等单位已建立了长期的校企合作关系，与BIM技术有关的毕业设计课题多数来自于企业，部分毕业设计成果已直接应用于实际工程，取得了较好的教学效果。3.3重构现有课程体系。近十年来，虽然BIM技术和软件已有长足的进步，正向设计已开始应用，但逆向建模仍是主流，在毕业设计中也最为常见，即学生根据二维CAD图纸创建其建筑、结构及机电等三维BIM模型。从已有的毕业设计效果看，存在两方面的问题，一是许多学生的识图能力较弱，特别是机电图纸的识图能力非常欠缺，需占用大量的毕业设计时间来提高识图能力；二是学生的BIM软件操作能力不足，很多时间被用于软件学习中，实际的毕业设计工作时间被大量挤占。目前，很多高校没有单独设置BIM课程，或者虽然单独设置但将其作为选修课，普及面不广，这就需要我们对现有的课程设置体系进行完善和重构。考虑到BIM技术的应用领域非常广泛，笔者建议将BIM技术的教学融入专业培养体系中，如：将BIM技术引入工程制图、房屋建筑学、钢结构和混凝土结构设计、土木工程施工、工程项目管理等多门课程中，特别在课程设计中，将其作为一项必修内容。通过BIM技术的三维可视化、虚拟仿真、信息共享等功能实现课程体系的有机整合。

BIM技术已被广泛视为改造建筑业这一传统产业的战略手段，正在导致建筑业进行一次史无前例的彻底变革。从高校的实践课程教学来看，BIM技术相关课题已成为建筑学、土木工程、工程管理等专业毕业设计的一个重要方向。本文归纳总结了与BIM技术相关的三大毕业设计课题方向：基础应用、前沿技术融合和软件研发，以同济大学为例展示了各方向的毕业设计案例，最后提出了增加前沿课题数量、加强校企合作、重构现有课程体系等用于提升毕业设计效果的建议，可以为BIM相关专业的毕业设计提供借鉴和参考。

参考文献：

[1]李东锋.基于BIM技术的建筑学课程设计研究[J].城市建筑,2020,17(343):51-52.

[2]许娟,鲁子良,侯超平,等.基于BIM平台的传统民居建筑保护与更新教学实践研究[J].建筑与文化,2019,186:42-43.

[3]白泉,边晶梅,于贺.土木工程专业BIM教学改革研究与实践[J].土木建筑工程信息技术,2017,9(5):90-93.

[4]王婉,李怀健,刘匀.BIM技术在校企联合毕业设计中的应用和实践[J].高等建筑教育,2018,27(6):161-166.

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安全学科是理、工、文、法、管、医等学科的新兴、综合、交叉学科，土木工程也涵盖了建筑工程、交通土建、地下工程等近十个专业。因而，土木安全技术与工程要求学生应掌握的专业基础知识非常广泛，不但要求学生具备传统安全工程专业教学培养模式中最基本的“懂技术、会管理”，而且要求具备土木安全工程的实践技能，即综合性强、专业性强、实践性强的安全技术人才。由此可见，土木安全工程专业培养过程中实践的重要性，必须贯彻以实践教学为核心的办学理念。

伴随着现代化实践教学方法在高等院校专业教学领域中日渐广泛的运用，安全工程专业实践教学模式也开始萌生、发育与发展，并显示出强大的生命力，在土木安全工程人才培养方面发挥了不可替代的作用。

一、实践教学的特色办学理念

实践教学是指在整个教学过程中，学生通过参加一定的实践活动，把知识运用于实践的教学环节。通常，实践教学是为配合理论教学培养学生分析和解决问题的能力，加强专业训练和锻炼学生实践能力而设置的教学环节。

在高等教育强调重基础、淡专业、宽口径的培养模式下，安全工程的教学培养体系中，学生四年中大部分时间在学习公共基础课、人文社科类课程。同时，安全专业要求必须开设的安全类基础课和平台课也需要大量理论学时，由于受到本科教育年限和总学时的限制，特色专业技术类课程学时安排非常紧张，很多对于学生毕业后在实际工作中非常实用和现场特别紧缺的技术课程无法开设，课程设置困难，顾此失彼，课时捉襟见肘。

安全科学的交叉性造成了学生需要几乎所有科学的相关知识基础。在教学课时极为有限的条件下，专业课程设置受到限制，而且相应的专业基础、技术基础、实践环节、课程设计等内容无法跟上，违反了教学规律，学生学习后达不到希望的效果。[3]

为了解决这一问题，在土木安全工程培养模式中，确立了以实践教学为特色的办学理念。将实践教学模式贯穿课堂、专业课程实验、专业课程设计、实习环节、毕业论文以及课外活动之中。在教学中培养学生的实践能力，加大实践教学比重，抓基础、重实践，理论与实践相结合，以实践促进对理论的学习兴趣和学习效率。通过实践教学，在学习中对学生的科学思维方法、工程实践能力和创新意识进行实战性演习。

二、实践教学模式的建设与应用

如何在利用好学校现有资源的基础上，加大对土木安全工程专业的实践教学的改革与实践，建立更为“接近土木施工现场安全”的实践教学培养模式，是摆在我校安全工程系面前的一个亟待解决的客观问题。而且只有改革实践教学环节，才能更好地适应国家高等教育体制改革，才能办出特色，专业才能得以更好地生存与发展。经过不断探索，总结出以实践为特色的土木安全工程教学模式的建立，需要重点抓好课堂教学实践、课程设计实践、实习环节实践和毕业设计实践四个关键模块。

1.课堂教学以实践为导向

贯彻实践教学特色理念，首先是把以实践教学为核心的办学思想融入课堂教学。安全工程通过生产活动中各种事故分析为途径，应用自然科学技术和管理科学知识，识别和预测生产生活中存在的不安全因素，分析事故发生的原因和机理，并采取有效控制措施防止事故发生，这一科学技术知识体系是一门实践性、经验性非常强的工程学科。

在教学中，结合安全工程专业“安全管理学”、“安全学原理”等部分较为抽象的课程，教师采用计算机辅助教学，运用多媒体电子课件、图文影像纪录片、事故案例分析教学、事故情境模拟等方式进行授课，引导学生通过对事故分析、企业安全管理方法学习和考察等实践性活动，加强对事故理论和现代安全管理思想理念的掌握，建立和运用实践教学思想，吸引学生将精力集中到课堂教学内容之中，有效克服安全工程专业理论教学枯燥脱离实际、泛泛空谈、学而无用的被动局面。此外，鼓励学生自导自演DV小品，加强安全意识和安全文化的宣传教育。

在“土木安全工程”、“安全事故分析与处理”、“爆炸安全技术”、“灾害防治理论与技术”等课程中，教师采取动画演示、网络互动视频教学、事故案例分析教学，增加学生对理论学习的感官刺激，培养学习兴趣，引导学生通过对事故分析的实践性活动，加强对土木施工和工程灾害发生的原因、规律和基本原理的消化理解，运用启发式教学，使学生主动式、自主式学习，强调教学的引导与互动，培养学生灵活运用理论知识去观察、分析、解决安全生产问题，从而提高教学效果。

2.课程设计以实践为检验

课程设计是工科学生完成某一课程理论学习之后进行的一次知识综合应用，是课堂学习的一种实践性延伸。在以实践教学为特色的土木安全工程专业培养模式中是一个最基本的集中实践环节。开设安全类及直接相关课程设计的课程包括“安全人机工程”、“安全系统工程”、“土木安全工程”、“应急结构工程”、“消防安全工程”等。

为了使课程设计形成体系，规范实践教学内容和过程，提高教学质量，课程设计大纲中拟定了指导性设计题目和设计方向。在课程设计过程中，学生可以依照自身的兴趣特长，运用所学的知识，自己动手，结合真实或虚拟、简化的生产现场实际，独立地展开设计工作。

“安全人机工程”课程设计让学生就土木工程现场简单施工机械工具和设备的安全可靠性进行分析，按照人机工程学要求对工具结构、尺寸、形状、不同工作环境下使用的安全性、便捷性、作业效率等进行改进和优化，设计、加装、改装安全保护设施、防止事故的报警装置等，培养了学生理论与实践相结合的开拓创新精神，动手能力有了很大提高。

“土木安全工程”课程设计结合路基、桥梁、隧道、轨道结构及施工技术进行，如进行高填深挖路基、深大基坑、岩质高边坡、桥梁加固、隧道支护结构等进行安全稳定分析、对施工提出安全专项方案，还可结合特殊不良地质、病害工程结构物、既有结构改扩建等进行设计。

“应急结构工程”课程设计以我校原铁道兵时期形成并保留下来的国防交通应急工程学科前沿为导向，结合战时铁路和桥梁抢修、抢建及军事交通保障设施、抢险救灾、重载运输、大件吊装、桥梁架设等急难险重工程中的部分简单构件和结构进行简单化、虚拟化、验证性课程设计。

“消防安全工程”课程设计主要对高层民用建筑、地铁、长达隧道等重要结构进行消防设计，包括消火栓、自动喷水灭火、高压给水、消防安全门、紧急电话等设施，提出设计方案及防火安全措施，使学生从设计实践中加深消防安全基础理论知识掌握，提升应用技能。

为了体现土木安全工程实践教学体系中“加强基础，拓宽专业，注重实际，提高素质”的总体思路，加大安全专业学生接触土木工程基础理论知识的深度，除了开设安全工程专业课程外，将土木工程与安全工程部分专业基础课程模块实行交叉，土木工程专业方向的专业基础课程开设给安全工程专业，一方面体现淡化专业方向，使学生的专业适应能力更强，专业口径更宽；另一方面也利用土木工程实践性、综合性、专业性的特点和办学优势条件锻炼强化学生的实践能力，使学生更快掌握和了解土木施工现场最新技术，更好的结合安全专业特点真刀真枪实干，开阔视野、活跃思维，挖掘创造力。

3.实习环节以实践为主线

土木安全工程的实习环节由专业认识实习、生产实习、毕业实习构成，尤其是生产实习和毕业实习对于安全工程专业来说是非常关键的实践训练环节，是学生面向土木施工现场的集中训练和全方位锻炼。目前不少高校由于学生扩招等多方面原因，联系实习单位较为困难，使实习流于形式，严重影响到学生实践能力的培养，然而土木安全工程专业学生由于采取小班招生培养，加上我校与中铁建、中交、中航、等大型企业紧密联系的优势，管理制度上建立了严格的实习环节质量监控措施，学生认识实习、生产实习和毕业实习质量能够得到扎实开展，取得显著的实习效果。

专业认识实习借助石家庄周边条件和工、矿企业建立长期合作的实习基地，内容包括危化、矿山、土木、铁路、电力、消防等方面，使学生对本专业性质、内容及其重要地位有所认识。如深入河北卫星化工厂雷管生产车间，学习参观危险化学品、爆炸器材生产、重大危险源监控、危险有害因素，炸药雷管等火工品库的主要防雷和防静电措施等；参观井陉、元氏等周边矿山企业，了解矿山开采、危险有害因素，通风系统、排水系统、供电系统、提升运输系统的危险有害因素的辨识，以及各种安全管理措施、各种安全规章制度。结合石太、京石、石武等周边项目参观土木施工现场，初步使学生了解土木施工安全技术、文化、管理制度、职业卫生等土木安全的有关知识，了解土木施工工地存在的主要危险有害因素、防护措施等。

土木安全工程专业生产实习是在修完专业技术基础课与大部分主干专业课的基础上进行的，是安全技术理论与实际相结合，巩固、加深所学知识，提高生产安全技术应用技能和管理能力的重要环节，实习过程中学生吃住在施工现场，跟班生产实践。为了挖掘学生用脑思维、用眼观察、动手操作的潜力，我们提出目标-调研-发现-讨论-论证“1+4”实践教学模式。

由于施工现场安全是复杂的系统，人员、机械、设备、作业场所等均处于不断流动变化中，交叉作业多，临时工程多，安全隐患多，包括生产和施工技术安全、加工机具安全、供配电及临时用电安全，施工现场布置和材料加工堆放安全、企业安全生产管理组织结构和管理制度、企业安全文化宣传和职工安全教育培训、环境与职业安全健康管理体系及工伤保险等，为了提高实习针对性和深入程度，参加实习的学生自愿报名，按照特点和兴趣划分实习小组，划定生产实习中主要考察、学习、研究的主要方向，帮助施工单位发现问题、分析原因，提出切实可行的安全生产解决方案建议。

“1+4”实践教学模式的“1”即是指实习指导教师在生产实习开始提出实习目标，“4”即结合选定方向深入项目部和施工现场展开调研，针对发现的安全隐患和问题进行小组讨论。实习结束前，在教师指导下进行小组答辩，实习学生对问题和解决方案的可行性展开论证。这种实习模式在实际应用中取得了学生和单位的一致认可，能够以具体的实战演练代替抽象的理论说教，学生普遍感到安全专业知识实用性强，改变了以往那种对安全专业内容空洞乏味、泛泛空谈的偏见和错误看法，同时也受到了施工企业的普遍欢迎，收到了良好的实践效果和社会效益。

毕业实习在毕业设计（论文）的阶段，收集、调研与毕业设计有关的现场数据资料，为毕业设计顺利进行做好基础性准备工作。主要是结合具体指导教师的毕业设计（论文）方向安排，多数结合教师科研项目。如隧道施工安全监测、施工安全评价，土石方工程爆破振动控制测试与监控等进行安排。

4.毕业设计以实践为核心

毕业设计是高等教育培养计划方案中最后一个重要的实践教学环节。在实践教学体系中，我们将毕业设计的选题贴近土木施工安全生产工作实际，学生通过自己的分析、思辨、实践，在走向工作岗位之前进行一次安全工程专业知识的综合应用与业务能力的全面凝练提升。

毕业设计题目设置要求每位指导教师尽可能结合科研课题、合作项目以及技术服务项目进行题目申报，教学虚拟题目必须由具有原型依托的企事业单位安排毕业实习，由系主任和学院对题目进行审批和把关，侧重以实践为核心。毕业设计环节已经连续完成4届，每年更新毕业设计题目，基本方向涵盖了土石方工程爆破安全设计、高速铁路路基施工危险源辨识与监测、预应力混凝土连续梁桥施工安全设计与风险管理、隧道施工安全监控、深基坑工程施工风险分析、施工现场安全管理、职业安全卫生体系、人工神经网络与模糊综合安全评价、特殊地质隧道施工安全技术、地铁盾构隧道施工安全与质量控制、病害隧道安全状态评估与整治、高层建筑消防安全设计、施工现场应急响应与救援等方面。

在每届毕业生开始毕业设计的前一学期，通过讲座方式，组织每一位指导教师向学生介绍所指导的毕业设计题目、选题要求和特色，让学生做好正式选题前的准备工作。所有题目网上申报，网上选题系统可以实现学生和指导教师的双向选择，有利于充分发挥每个学生的个性特征和兴趣爱好，同时也鼓励土木工程专业学生跨专业选报，以实现学生知识结构体系的优势互补。

毕业设计过程中，学生在指导教师安排下，协调实习企业单位展开毕业设计工作。如将隧道施工安全分析小组的学生派驻天衡山隧道工程现场，对在建隧道进行施工过程跟踪和安全监测，现场调研施工危险源并提出解决措施和对策。机电设备安全管理分析小组的学生走进英科特（宁波）机电设备有限公司进行驻厂考察，对企业生产工艺、危险化学品和安全管理进行现状评价等。

以实践为核心，校企联合的新型指导模式是土木安全工程实践教学的大胆改革与创新。新举措推行的过程中，我们意识到培养土木安全工程领域高级应用型人才，必须强调与工程一线和生产一线的实际相结合，促使指导教师真正在指导学生毕业设计上下工夫，炼内功。无形中给每位指导教师施加了压力，增强了责任，提升了毕业设计质量，锻炼了学生扎实的实践技能。

三、实践教学软环境

实践教学的软环境，包括实践教学理念、教学方法和手段、实践教学管理制度改革、教材建设、课程建设、教学与科研等，是保障实践教学模式顺利推进实施的基本切入点。

安全工程系将实验课程教学作为人才培养过程中十分重要的实践教学环节，以“工程教育回归工程”的教育理念，构建了突出安全工程技术技能培养的完善实践教学体系。高度重视实验教学的地位，将狠抓实践教学、提高人才培养质量列入专业发展规划。

在实践教学中加大投入，通过引进现代化的实验手段和实验技术，实现实验手段的现代化。建立网络教学平台，实现实验教学的网络化。全面开放实验室，建立以学生为中心的开放式实验教学模式和以自主式、合作式、研究式为主的学习模式。对开设的实验课程进行整合，对整合后的实验教学修订教学计划，制定新的教学大纲，理论教学与实验教学统筹协调，建立与理论教学有机结合，以能力培养为核心，规划合理、适用性强，效果良好的实验教学新体系。改革实验考试考核的方法，充分发挥实验考试考核对教学质量的双向调控作用，提高学生自主实验的能力。

加快土木安全工程系列教材建设，从安全工程专业特色出发，开发适合我校特色的专业课程教材或讲义，制定了五年发展规划，编写了《土木施工安全技术》、《爆炸安全技术》、《隧道施工安全技术与评价》、《安全检测控制原理及应用》、《工程结构安全检测实验指导》等教材，满足了理论和实验教学的需要，下一步重点抓好修订和出版工作。

在课程建设中，借助申报《土木安全工程》省精品课的契机，以评促建，巩固加强实践特色模式在课堂教学的导向作用，同时抓好“两个结合”，即实践教学与工程实际应用紧密结合，实验教学与学生创新创业活动紧密结合：部分实验教学项目选题来源于科研工程实践活动，指导教师也利用实验教学平台，提升教学科研能力。学生通过实践活动从事创业研究、其中1人研究成果已获得专利，实践效果显著，成绩突出。

四、实践教学设施和基地建设

自专业筹建之初，针对如何强化学生的能力培养，如何构建一个完整、科学、合理的实践教学体系就成为重点考虑的问题。通过多方面调研，确立了“建设层次系统化、工程化、开放化实践教学体系”的指导思想。我校安全工程专业的建设目标是培养满足社会需求，能解决土木工程现场实际安全技术问题的人才。因此，实验室建设也围绕如何通过实验教学，使学生进一步加深对理论知识的理解，了解实际工程中可能存在的具体问题，并学会如何将所学的理论灵活应用于工程实践，逐渐培养自己解决实际问题的能力等。

近几年，我校为了夯实实践特色教学的基础，重点进行了实验室、校内、校外实习基地的建设。在隧道与岩土工程研究所、桥隧施工地质技术研究所、岩土与环境工程研究所、岩土与结构实验中心（省重点实验室）基础上，于2001年～2005年专门筹建爆破实验室、安全工程实验室，实验面积达到200平方米，设备经费为250万元，直接服务安全工程系本科实践教学。此外，学校还建立了仿真实验室，满足了开展安全事故模拟与仿真等课程实践教学的需要。目前，分院正继续努力发展和完善安全实验室的设备投入，加强实验室管理力度，力争使60%以上的专业课程开出相关实验，开出率达到90%以上。

为了拓宽学生接触学科前沿，开阔视野，参与工程技术实践，指导学生充分利用我校拥有的道路与铁道工程安全保障实验室、交通环境与安全工程研究所、大型结构健康诊断与控制研究所、振动与噪声控制实验室等的资源优势，为安全工程专业本科和研究生实践教学服务，形成了递阶层次系统化的实验教学平台。

在实习基地建设上，我们就学校周边条件建立认识实习点，包括石家庄市内高架桥、地道桥等市政建设工地、元氏煤矿、邢台煤矿、井陉矿区、市桥东污水处理厂、河北卫星化工厂、朔黄铁路、京广铁路、石家庄编组站、上安电厂等，生产实习和毕业实习紧跟国家大型基础设施建设，在北京地铁、天津地铁、京石客专、石武客专、石太客专等项目工地与北京城市轨道交通有限公司、中铁隧道局、中铁十二局、中铁十四局、中铁二十局等多家单位建立了实习场所，与房山桥梁厂、河北金安、河北英博等企业公司建立了良好的长期合作关系。保证了我校安全工程专业学生具有充足、优质的校外生产实习与毕业实习场所，为土木安全工程实践特色教学奠定了坚实的基础。