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中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:1009-3044(2016)11-0125-05
Abstract: Big data analysis technology is nowadays the most cutting-edge computer technology, through big data analysis technology can provide business decision-making basis for managers. In this paper, the work experience of the author's many years of Guiding College of traditional Chinese medicine(TCM) information technology graduates graduate design works, based on the data analysis technology of previous graduate design works quality analysis and research, and presents the final analysis results.
Key words: information technology; big data analysis technology; graduation design quality analysi
1 毕业设计工作现状分析
1.1 什么是毕业设计工作
毕业设计是高职院校教学的最后一个实践环节,是对所学知识全面的总结以及系统的运用,通过毕业设计,学生可将课堂上学习到的知识与实践知识联系起来,同时还可以锻炼学生运用相关专业知识的能力。
毕业设计的难度要大于一般的课堂教学中的课程设计,因为通常毕业设计设计的知识面很广,可以很好的锻炼学生将理论知识运用到实践中的能力。
1.2 毕业设计工作对于人才培养的重要意义
毕业设计工作对于一个即将踏入社会的学生来说是非常有意义的,具体包含以下几个方面。
(1)毕业设计可以提高毕业生的综合素质和能力
在中医院校信息技术类专业的教学中,毕业设计是教学的最后一个环节。学生在离开校园之前,要对其最后的理论知识与实践应用进行综合训练,同时,学生综合素质也要得到相应的培养和提高,毕业设计对提高毕业生的创新能力以及科研水平也有很大的帮助。
(2)毕业设计是学生进入工作岗位前的演练
毕业设计可以看做是对即将进入工作岗位的毕业生的最后演练,在校教育的最后一年,学生面临多种选择,就业、创业等。同时他们也面临着四个转变:从经济不独立到经济即将独立的个人转变;从同龄人活动群体到非同龄人活动群体转变;从教师指导下的学习、工作项独立的学习、工作转变;从学习为主到工作为主的生活节奏的转变。
为了学生可以顺利的步入竞争激烈的社会,毕业设计成为重要的过渡阶段,在这一环节,可以迅速的增强学生的自信心,提高学生的综合素质和各项能力,增强学生的就业竞争力。
(3)毕业设计可以成为衡量专业教育水平的标准
毕业设计是学生对所学知识的运用,因此毕业设计的质量在一定程度上可以代表所学专业的教育水平和总体的教学质量。毕业设计是高校专业教育最后的一个环节,可以对教学的质量进行综合性的检验,是衡量高校专业教学总体水平的重要标准。
1.3 当前毕业设计工作中存在的问题
(1)缺乏分析
在以往每一届毕业生的毕业设计工作中,都只是简简单单的教师指导,学生主导执行,然后到最后的毕业设计答辩,得到最终的结果,以往的毕业设计工作到这就结束了,缺乏最终的总结分析,通过对毕业设计工作的总结分析,毕业生才能更清楚明白的了解本次毕业设计自己毕业设计作品结果。
(2)对于存在的问题不清晰
在毕业设计工作过程中将会有许多的问题或矛盾出现,以往的毕业设计工作没有将这些问题很好的呈现,更没有发现这些问题的实质所在,也就没有很好的解决这些矛盾,所以毕业设计工作也就没有体现出最重要的意义。
(3)学生评价不准确
在当毕业生根据自己的毕业设计作品而进行答辩时,各专业也都将会为每位毕业生的毕业设计作品给予相应的分数,人们往往会通过这个分数去衡量一个毕业生,这往往是不准确的,可能是由于在做毕业设计作品期间,学生忙于找工作等原因,影响到毕业设计的质量,所以说以分数衡量学生是不准确的。
(4)对教学的指导意义不明确
毕业设计不仅仅是一个对学生的培训和实践,也是衡量高校专业教学水平的一个很好的教学标准,但是目前许多专业中的毕业设计工作对各专业没有推动作用,毕业设计工作反馈回来的结果对教学改革没有明确的指导作用。
2 大数据分析技术
2.1 什么是大数据分析技术
大数据分析技术,通俗地讲,是在多样或巨量数据中快速收集和分析数据,获得有价值信息的技术和能力,主要包括数据采集、存储、 管理、分析挖掘、可视化等技术及其集成。
当前,大数据不仅指数据量的巨大,更重要的是要对大数据进行分析,只有通过分析才能获取更多智能、深入、有价值的信息。大数据之所以具备战略意义,之所以能够有效提升竞争能力,不在于掌握了何等巨量的数据,而在于其有能力对这些有价值的数据进行处理和运用。没有高性能的分析工具,大数据的意义与价值就不可能得到有效的洞察和释放。因此,解决大数据问题的核心,是大数据分析技术, 它是最终决定信息是否具有价值的决定性因素。
一般而言, 大数据分析主要涵括预测性分析能力 (Predictive Analytic Capabilities)、数据质量和数据管理 (Data Quality and Master Data Management)、可视化分析( Analytic Visualizations)、 语义引擎( Semantic Engines)、数据挖掘算法(Data MiningAlgorithms)等五个基本方面。
具体的大数据处理方法有很多,但大数据处理的基本流程可以概括为四个步骤:采集;导入和预处理;统计和分析;挖掘。不同于传统的数据处理,运用大数据分析技术进行数据处理,其基本理念可以凝炼为:要全体,不要抽样;要效率,不要绝对精确;要相关,不要因果。从具体操作的层面来看,大数据处理可能用到的大数据分析技术包括:数据采集、基础架构、数据存取、统计分析、数据挖掘、数据处理、模型预测、结果呈现等。
2.2 大数据分析技术对毕业设计工作的意义与价值
大数据分析技术在毕业设计分析工作的过程中有着重要的使用价值,具体的价值主要包括以下几方面内容。
(1)大数据分析技术保障毕业设计分析工作顺利开展。当面对7届(从2005届到2011届)毕业生,854件毕业设计作品时,没有一个良好的技术手段,是无法对如何庞大的工作进行整理和汇总。大数据分析技术可以解决数量大的问题,所以说大数据分析技术保障了工作的顺利开展。
(2)大数据分析技术保障毕业设计分析工作顺利进行。在面对如此多的数据进行统计整理时,将会遇到许多无用或错误的数据(俗称“脏数据”),这些“脏数据”对毕业设计分析工作有着很大的影响。大数据分析技术在面对着这些“脏数据”,选择删掉,从而保障了毕业设计分析工作的顺利进行。
(3)大数据分析技术保障毕业设计分析工作顺利完成。当完整对数据的整理和汇总后,这样的工作其实仅仅完后了一部分,还要对这些数据进行整理分析,这才是本次工作的重点。大数据分析技术是对有关联的数据进行再一次的整理和分析,并将分析的结果以某种形式呈现,从而可以更直观的表现出某种观点,从而实现分析的最终目的。
3 毕业设计分析工作的目标与流程
3.1 毕业设计分析工作预期实现的最终目标
本次毕业设计分析工作主要为了解决上述中毕业设计工作中存在的问题,所有本次毕业设计分析工作的主要目标有以下几方面。
(1)整理分析历届毕业设计工作内容。本次毕业设计数据分析统计的数据概况如下:
3个专业:计算机科学与技术、信息管理与信息系统、专升本
7届毕业生:从2005届到2011届7届毕业生的毕业设计作品。
41位指导教师:统计7届毕业生的所有指导教师信息。
854件毕业作品:统计7届毕业设计中所有毕业设计作品的全部信息。
(2)客观的评价学生。在本次毕业设计分析工作中,分析了学生的毕业设计成绩和指导教师的指导时间,通过时间的长短可以较为客观的评价学生的能力。
(3)将存在问题呈现,直面问题。将毕业设计质量分析的结果以绘图的方式呈现,直观的看出毕业设计工作中存在的问题与矛盾,促进问题与矛盾的解决,从而使毕业设计工作在以后的开展过程中更加有力、有序的进行。
(3)以强有力的数据分析推动教学改革。通过对毕业设计作品质量进行分析,从而可以查看出学生总体的学习范围,并且可以促进教学内容的改变,推动教学体系的前进。
3.2 毕业设计分析工作的阶段和流程
本次毕业设计工作主要有四个阶段,分别是数据采集、数据处理与集成、数据分析以及数据解释,具体每个阶段的工作内容以及工作目标详见表1所述。
4 毕业设计分析数据模型设计
(1)相关分析模型
相关分析是研究现象之间是否存在某种依存关系,并对具体有依存关系的现象探讨其相关方向以及相关程度。相关关系是一种非确定性的关系。例如,在本次的毕业设计质量分析中,以X和Y分别记一个毕业设计作品质量和该作品毕业生的性别,或分别记毕业设计作品质量与指导教师的指导时间,则X与Y显然有关系,而又没有确切到可由其中的一个去精确地决定另一个的程度,这就是相关关系分析。
相关关系分析模型也是本次大数据分析过程中使用的主要的分析依据模型。
(2)对应分析模型
对应分析也称关联分析,通过分析由定性变量构成的交互汇总表来揭示变量间的联系。可以揭示同一变量的各个类别之间的差异,以及不同变量的各个类别之间的对应关系。对应分析的基本思想是将一个联列表的行和列中各元素的比例结构以点的形式在较低维的空间中表示出来。在本次毕业设计质量分析中,使用对应分析模型主要是为了以点的形式形成趋势,从而可以在趋势中看到数据波动变化。
(3)对比分析模型
对比分析是按照同一个参考依据,将同一类别的不同变量放在一起形成对比,通过不同变量的变化趋势,进而分析变量之间存在的某种关系。
根据上述的分析模型进行相关数据的采集收集以及整理过程,如整理毕业设计成果形式数据分析时的内容如图2所示。
5 毕业设计分析工作指标设计
在本次毕业设计分析工作过程中,整理的大量指标及其数据,具体的指标有教师指导毕业设计的数量、毕业设计成果形式、科研项目衍生课题数量、参加二次答辩分析、不同软件开发技术的毕业设计作品、不同数据库技术的毕业设计作品、不同作品成果形式的毕业设计作品数量、作品扩展形式等众多分析指标,分析指标的具体内容详见表2所述。
6 毕业设计工作分析结果
6.1 分析报告结果形态
笔者与团队经过长时间的整理,最终将如此多的数据整理汇总,并对毕业设计作品的质量进行分析,本次分析的结果改变了以往纸质分析报告的常规,本次的毕业设计质量分析结果以Web化的形式呈现,网站地址为:http://,如图3所示。
本次的分析结果以网站的形式呈现,这样这设计的主要目的及意义有以下几方面内容。
(1)方便快捷。本次主要使用的是ECharts画图的方式,运用ECharts多种绘图的方式,将数据导入到ECharts画图代码中,可直接生成图像,也可对图像进行形状改变,从而方便快捷。
(2)修改整理方便。当在分析的过程中,可能发现某些数值或字段是缺失或错误的,可在源数据中进行准确查找,并可将查找后的结果直接写在代码中,这将会自动从新绘制新的图形,从而可以在修改、查错的过程提供方便。
(3)分析结果直观、效果强。以网站形式将分析的结果呈现,可以直观、方便地看到毕业设计质量分析的结果,同时也可根据每个分析指标结果的色彩不同,从而可以更加直观的展示出各个字段之间的差异性,从而使分析的结果更具有可视化。
6.2 分析结果呈现
(1)历届教师指导毕业设计作品成绩层次汇总分析
首先对历届教师指导毕业设计数量进行统计,具体统计结果如图4所示。
然后对历届教师指导毕业设计作品成绩进行统计,并对其成绩层次比例进行汇总分析,具体分析结果如图4所示。
从图4中可以看出,历届教师人均指导毕业设计的数量成逐步上升趋势,从图5教师指导毕业设计的质量来看,所有的毕业设计中,优秀比率在30%以上的教师有9人(22%),优秀比率在30%以下的教师有32人(78%),从而充分的说明了,教师指导的力度不够,从而促使毕业设计的优秀率偏低。
(2)指导教师初评成绩分析
对历届指导教师初评平均成绩与毕业设计参加一次答辩时的平均成绩进行统计分析,统计结果如图6所示。
从图中可以看出,指导教师给自己所指导的毕业设计的打分(平均值),普遍高于一次答辩时评委组给相应毕业设计的打分(平均值)。
充分的体现出指导教师对自己所指导的毕业设计作品的存在一定的“私心”,指导教师没有进行严格把关,展现出毕业设计工作中的问题。
(3)毕业设计所用软件开发技术分析
对历届毕业设计作品中所使用的软件开发技术进行统计分析,结果如图7所示。
在本次分析的过程中,也根据性别进行统计,统计分析结果如图7所示。
通过两个分析结果,可以看出HTML/CSS和JS/Jquery是毕业设计中用的最多的技术;.NET、C#的比例也较高,但从趋势来看,C#的比例有下降趋势;JAVA、JSP和C/C++呈上升趋势;PHP的比例相对稳定;ASP技术明显呈下降趋势。结合性别分析发现,男生中,使用C#与使用JAVA的人数基本持平,约为1.3:1,而女生中,这一比例达到2.8:1,说明女生更倾向于使用C#。
根据上述的分析,可以为本专业类教学内容体系的改变提供重要的依据,学院可以根据学生使用的比率而进行教学内容的改革。
7 毕业设计分析工作存在的不足与改进
7.1 存在的不足
(1)指标点少。由于本次毕业设计分析工作是第一次对毕业设计质量进行分析,所以在设计和整理的过程中所使用的指标点都较少,所以造成本次毕业设计分析内容有待升华。
(2)关联性低。在进行关联数据分析时,对收集到的数据关联分析较低,没有充分的发挥出每一个字段的价值,同时,在本次毕业设计质量分析中,关联分析力度不足,如没有对毕业生的在校职位与毕业设计最终成绩分析、指导教师的年龄与指导毕业设计作品成绩分析等,这都是本次毕业设计分析工作中的所欠缺的。
(3)数据清洗度不高。虽然在前期对数据进行清洗处理,但是处理的力度不够,所以在分析过程中,仍能发现存在许多错误的数据,这样给毕业设计分析工作带来了一定的影响。
7.2 下一步计划
根据本次毕业设计分析工作中存在的问题,在以后的分析工作中,将加大对指标点的统计整理,如学生的籍贯、学生在校期间获得的奖项、教师的工龄、教师的性别等等,同时也将增加每个指标点之间的关联分析,从而使每个指标点数据更加有意义。
8 结束语
随着国家技术的不断发展,信息化的不断发展,大数据分析也起到了越来越大的作用,为每个项目的发展和前进提供了重要的依据。本文也结合了大数据分析技术对毕业设计作品进行质量分析,从分析结果中得到许多的结论,也为教学改革提供依据,从而也推动了整个教学内容体系的完整和发展。
参考文献:
[1]刘智慧,张泉灵.大数据技术研究综述.智能系统与控制研究所,2014-06.
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:
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专业知识过硬经验丰富的教师队伍是提高毕业设计质量的硬件条件之一。但是目前部分高校指导教师中存在问题之一是教师年轻化,经验不足,直接是从学校到学校,没有企业工作经历,理论和实践脱节;存在的问题之二是教师队伍的知识结构不平衡,大多为偏向于房屋建筑方向的,而对于地下结构的专业教师较少;存在的问题之三是,师生比严重失调,指导教师既要正常上课又要指导那么多的毕业设计,指导的效果会打折扣。
1.2学生
学生实际是毕业设计的主角,是决定毕业设计质量的实施者。但是目前各高校普遍存在以下问题,问题一是,学生态度不认真,对毕业设计不够重视,认为不管是优秀、良好还是及格反正都能拿到毕业证;问题二是大数据时代的到来,大家题目差别不大,导致抄袭盗版论文的出炉;问题三是找工作与毕业设计的冲突,学生把找工作的地位放的高于毕业设计。这些问题的存在均会使毕业设计质量下降。
2提高毕业设计质量的措施
2.1密切联系工程实际,选择合理、恰当的毕业设计题目
题目来源于实际工程,主要有两种来源,一类是教师提供的题目。这类课题属于假题真做型。属于模拟课题,,便于指导教师按照毕业设计的要求安排、组织教学,容易实现对学生进行综合能力训练的目的,常常为大多数专业所采用。但是难以激发学生的积极性和主动性。另一类是学生自拟题目,这类题目是学生可以根据拟建或者在建的实际工程项目进行设计,可以极大地提高学生的积极主动性和主观能动性。进而提高毕业设计的质量。
2.2加强专业教师团队建设,有针对性的指导、重视过程管理
指导毕业设计是对教师综合素质的考验,除了要求教师有较强的专业知识之外,还要有耐心的敬业精神。毕业设计是对所学专业的综合训练,它涉及到与土木工程有关的各个方面,涉及的问题较多、知识面较宽,要求教师要分工协作,充分发挥各自优势,以保证毕业设计指导的质量。对此我们学院目前实施的方法是进行毕业设计系列讲座,对结构设计方向的系列讲座包括最初的结构选型、结构布置到各种荷载作用下的内力分析,截面设计,施工图纸绘制以及最后的毕业答辩ppt的制作等。系列讲座的实施对提高毕业设计质量起到了一定的作用。加强毕业设计中间过程的检查也是保证最终成果质量的有效措施之一。发现问题及时解决问题,在过程中发现不足之处,避免问题的累计,同时也是督促学生按时按量完成毕业设计的一项有效保障措施。
2.3提高学生综合素质
毕业设计是对大学四年所学知识的一个综合运用,同时也是学生德智体综合素质的一个考验。提高学生综合素质不是一朝一夕的事情,应内化在整个四年的学习当中。兴趣是最好的老师,所以要提高学生专业知识水平,必须提高学生学习枯燥专业课的兴趣,密切结合实际工程,以工程实例教学,项目教学法,可以有效地激发学生的学习积极性。同时加强校企合作项目让学生从课堂到企业,再从企业回归课堂,不仅可以提高学生的专业知识水平,同时也能提高学生独立分析解决实际问题的能力。真正的培养出应用型人才。
2.4严把毕业设计验收关
毕业答辩是毕业设计的验收与把关,必须要严肃客观对待。毕业答辩是检验毕业设计成果的一个很重要的环节,答辩委员会可由校外专家、学者和教授组成,进行公开答辩,,公信度高,能较客观地反映学生的真实能力和水平。在答辩前,指导教师和互评教师要严把质量关,对有明显抄袭痕迹、文不对题以及有原则性计算错误的学生不允许参加答辩。答辩时间为每位同学10~15分钟,一般按先PPT介绍毕业设计内容及成果,答辩老师提问问题,回答问题的程序进行。毕业设计成绩评定要严格按照毕业设计指导手册制定的评分标准与细则,依据毕业设计完成质量及答辩情况给出答辩成绩,最后根据指导教师、互评教师及答辩委员会的意见综合评定毕业设计的最终成绩,分为四个等级优秀、良好、及格和不及格。必须严格按照制定的标准客观地给出毕业设计最终成绩,这是对学校教学质量的提高,也是逐步提高毕业设计质量的有效保障措施之一。
大数据技术借助手机信令数据、GPS定位技术、3G通信技术、GIS地理信息系统技术、互联网手机APP等多种数据采集手段相结合辅助入户调查,扩大了调查范围,将调查内容更精细化,数据分析更全面。
(2)改变传统交通管理思路。
目前我国大部分城市的各种交通运输体系管理主体不同,分管于主管部门,涉及部门多,呈条状分割现象,且每个部门有独立的信息管理系统,但这些信息数据只服务于本部门垂直业务,与其他相关运输体系缺乏联动互通,不便于综合交通运输体系的统一管理。大数据可以进行信息集成和组合,有助于建立综合交通管理立体交通信息体系,通过信息集成,将不同区域、不同作业领域、不同体系、不同范围的数据融合,构建综合公共交通信息集成模式,发挥城市整体交通体系功能。
(3)大数据辅助交通规划进行决策。
传统的“四阶段”交通规划模型体系是在城市居民出行大调查的基础上建立的,一般情况下5年进行一次调查,虽然是大调查,但是全民调查的抽样率很低,大概在2%~5%,样本取样困难复杂,没有代表性和时效性,影响了交通预测模型的精度,而大数据技术改变了交通规划中面临的时效性和取样难的问题,利用手机、ipad等移动客户端进行数据采集,可以获取大样本的居民出行数据,根据这些数据,可以很好的对目前城市交通需求现状和未来的发展趋势做出更精准的判断。利用连续实时的大数据系统进行观测分析,可以监测交通规划方案的实施效果,从而将传统的交通规划模式,转变为以实时调控和反馈控制为主线,以城市交通战略调控为核心的新模式,通过对交通系统发展过程的调控,更好的促进促进城市交通的可持续发展。
(4)大数据提升交通预测的准确度。
传统改善交通拥堵的思维模式已经收到土地资源的限制,不符合可持续发展的要求,且规划阶段的数据推算模式已经不符合当前交通形势的发展,大数据信息统计全面且详细具体,利用这些数据可以构建更加合适的交通预测模型,有效的预测未来交通需求,模拟交通运行状态,检验交通技术方案可行性,大数据的快速处理信息的能力,能进行实时交通监控,有效的提高交通预测的水平。
2交通工程卓越人才培养新要求
交通工程专业虽然是从道路工程学科中衍生出来的一门年轻学科,但是涉及面广,具有社会性和自然性俩大属性,具有系统性和综合性两大特性,需要注意的是它的系统性。而智能交通是未来交通系统的发展方向,它集成运用整个地面交通管理系统,全方位,大范围的实时准确高效的建立管理和运行综合交通体系,而这种实时准确高效的综合交通体系只能依靠大数据解决核心问题,随着交通数据分析和信息服务业的发展,交通大数据分析人才市场空缺越来越大,传统的交通工程专业培养的技术人才已经不满通人才市场的需求,所以培养传统交通工程专业技术人才的同时,更应注重智能交通数据分析师的培养。智能交通数据分析师需要同时具备交通工程专业理论、统计分析能力、计算机编程能力和可视化表达等多方面技能,不仅要求能进行数据分析,还要求能通过数据还原交通系统。河南城建学院交通工程专业从2013年开始计划实施卓越工程教育,根据当前大数据背景下智能交通数据分析师需求和河南省卓越工程师人才培养方案的要求,河南城建学院交通工程本科专业培养方案正在进一步调整,目标以交通运输领域行业需求为导向,以培养交通工程优秀后备工程师为目标,以校企合作单位为培养基地、以工程实际项目为载体、以“双师型”队伍为支撑,建立校企联合培养人才的新机制;通过改革培养目标与培养要求,加强校内外师资队伍建设、课程体系建设、实习基地建设、实验室建设、实践教学环节建设,为中原经济区建设和三化协调发展助力。
(1)根据培养目标,改革人才培养方案。
培养过程实行“理论实践理论实践”交替进行的四阶段培养模式,理论阶段在学校进行,实践阶段在行业企业进行。通过行业企业深度参与培养过程,形成一整套以专业技能培养为主线,以强化工程实践能力、工程设计能力和工程创新能力为核心,强能力、高素质、重应用为原则,知识、能力、素质协调发展的交通工程专业人才培养机制。实践环节培养阶段,行业企业主要开展实践类课程的讲授、课程设计,同时开展生产实习、毕业实习和毕业设计环节的指导工作。
(2)加强师资队伍建设。
河南城建学院交通工程教研室现有教师11人,其中教授1名,副教授2名,博士两名,硕士9人,教师的研究方向集中于交通规划和城市道路设计两个方向,不满足当前教学需求,所以教学科研人才引进上,重点引进的方向是交通信息工程及控制、交通数据分析和系统分析等方面具有深入研究的人才。在引进人才的同时,加强现有师资队伍工程实践能力的锻炼,每年至少安排1名教师深入企业,进行工程实践锻炼。
(3)课程体系的改进。
调整部分专业基础课的上课思路,例如将基础课程《交通调查与分析》与《系统分析》相融合,借鉴华南理工大学大数据交通实验室的教学模式,介绍最新的数据采集方法和大数据分析技术。虽然学校的办学条件和实验室建设条件有限,但是接受先进前沿技术和知识的思路是无限的。
(4)实习基地建设。
与河南省21家企事业单位建立长期合作关系,制定校企联合培养方案。并且与交通数据分析和智能交通相关企事业部门进行合作,建立实习基地,安排学生进行专业实习,积极参与企事业单位相关工程项目,在实践中锻炼城市交通问题的分析能力。
(5)实验室建设。
现有的省级高校实验教学师范中心交通工程实验教学中心,目前拥有软硬件设备1500余万元,下设有城市交通研究中心。交通规划与仿真实验室拥有transcad、vissim、aimsun、cube、emme等相关软件,200台电脑,用于学生的上机实验课和相关专业课程设计。现在学院正在积极与专业交通数据调查与分析公司合作,创办联合教学平台。积极筹备大数据交通实验室的建设,邀请北京晶众智慧交通科技有限公司等交通大数据处理分析公司的技术人员来我校为学生做交通与大数据相关报告。
(6)实践教学环节建设。
学生在本科阶段,相关的某些课程设计和实习安排到企业单位进行锻炼。例如,专业认识实习阶段,组织学生到现场实习,培养学生理论联系实际、实事求是、艰苦奋斗的良好作风。通过对实际交通系统的运行状况调查,使学生明确本专业学习的目的与任务,为以后交通管理打下一个良好的基础。生产实习阶段,要求学生深入实践单位参加生产活动,在实习中锻炼和培养自己的动手能力、独立分析问题能力和分析解决工程问题的能力,同时深刻体会到交通工程专业的工作特点,熟悉交通工程的各种技术和管理工作。毕业设计阶段,结合交通大数据课题或实际交通问题进行命题,培养学生综合运用交通工程专业知识、数据分析技能,进行独立分析与解决实际交通问题的能力,为从事交通数据分析工作或研究提供基础。
(7)科技创新。
以全国大学生交通科技大赛为重心,鼓励学生参与实际交通大数据研发项目,开展交通科技文化节系列活动。培养本专业学生科学精神和科学素养、及团队协作精神,促进学生开展学术活动,加强学生交通科技文化交流,促进交通科学和技术的发展,同时以该文化节系列活动为平台,引领交通学院在学风建设和营造创新氛围中发挥其重要作用。目前开展的活动主要有交通科技大赛、交通大智慧、交通知识竞答活动、纸桥承重大赛、交通安全宣传月活动、博士讲堂等,通过这些活动,充分调动了学生的积极性,锻炼了学生的团队协作意识。