萬云 王李福 陳莘莘 黃永虎 周雙喜

摘要為了順應(yīng)土木行業(yè)發(fā)展，實現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)目標，華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院應(yīng)用BIM技術(shù)進行了土木類聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的探索與實踐。文章介紹了聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的實施框架，詳細說明了多專業(yè)分工與協(xié)作的內(nèi)容和方法，提出了聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成績評定和學(xué)習(xí)效果調(diào)查的方式，并結(jié)合三年的經(jīng)驗總結(jié)，對出現(xiàn)的困難和取得的成效進行了探討。實踐表明，BIM技術(shù)在聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用，不僅能提高師生工作效率，提升作品質(zhì)量，而且能使選題與工程實際結(jié)合更加緊密。

關(guān)鍵詞 聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計；BIM；土木工程；教學(xué)改革

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.12.006

土木是一個龐大的學(xué)科體系，土木類聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的實行能夠促進師生多專業(yè)協(xié)作[1]，是高校實現(xiàn)復(fù)合型人才培養(yǎng)目標重要的一環(huán)[2]。土木類專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，是聯(lián)合工程管理、建筑學(xué)、土木工程、給排水工程等土木相關(guān)專業(yè)，系統(tǒng)地完成一個完整工程項目設(shè)計。因此，土木類聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的優(yōu)勢在于能夠交叉融合多專業(yè)，是師生打破學(xué)科專業(yè)壁壘、跨學(xué)科學(xué)習(xí)創(chuàng)新的一次重要機會，也是學(xué)生進行工程實踐工作前的一次積累經(jīng)驗的機會[3]。但長期以來，土木類聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計缺乏高效串聯(lián)各專業(yè)的紐帶。近年來，基于土木行業(yè)的發(fā)展趨勢以及國家實踐創(chuàng)新相關(guān)政策的推動，把BIM納入現(xiàn)有的土木工程知識體系，在工程項目的規(guī)劃、設(shè)計、施工和運營維護等過程中，BIM技術(shù)不僅能夠完成數(shù)據(jù)共享，而且能夠保證各過程信息的集成，成為實現(xiàn)多專業(yè)協(xié)同工作的平臺，對畢業(yè)設(shè)計實踐創(chuàng)新具有重大意義。

1基于BIM技術(shù)的聯(lián)合畢設(shè)實踐探究

華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院（以下簡稱“我院”）具有較為完整的土木學(xué)科體系，包括土木工程（含橋梁工程、建筑工程、城市軌道三個方向）、給排水科學(xué)與工程、工程管理、建筑學(xué)、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程和環(huán)境工程，專業(yè)教學(xué)資源完備，具備良好的教學(xué)“硬實力”。另外，我院堅持“以賽促學(xué)，以賽促教”的理念，鼓勵師生參加各類型的BIM大賽，又根據(jù)BIM技術(shù)在不同專業(yè)的應(yīng)用，制訂各自的BIM課程教學(xué)方案，學(xué)院BIM學(xué)教氛圍濃厚，具備良好的教學(xué)“軟實力”。因此，我院以培養(yǎng)新時代國家和土木行業(yè)人才為目標，以學(xué)院深厚的教學(xué)“硬實力”和“軟實力”為推動力，自2020年以來進行了面向行業(yè)變革和數(shù)字信息化發(fā)展浪潮的BIM土木類聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的探索與實踐。

1.1畢業(yè)設(shè)計選題

我院聯(lián)合校外企業(yè)，采用“雙師型”指導(dǎo)老師進行輔導(dǎo)，校內(nèi)外導(dǎo)師共同組成教研小組和導(dǎo)師團隊，負責(zé)畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書的編撰、修訂及學(xué)生指導(dǎo)。聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計選題要求與實際工程結(jié)合緊密，在原有的實際工程項目的基礎(chǔ)上，結(jié)合BIM在建筑工程設(shè)計、造價預(yù)算、施工等各個環(huán)節(jié)的應(yīng)用，進行選題優(yōu)化和可行性分析，做到促進各專業(yè)學(xué)生之間相互交流合作，突出BIM在各專業(yè)常規(guī)軟件協(xié)同上的優(yōu)勢。

1.2多專業(yè)分工與協(xié)作

我院征求學(xué)生個人意愿篩選學(xué)生進行聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，選拔出來的學(xué)生大多具備兩個特點，一是對BIM有較濃厚的興趣，二是具有較豐富的BIM大賽的經(jīng)驗。團隊成員來自建筑學(xué)、建筑工程、建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程、給排水工程和工程管理共5個專業(yè)，各自專業(yè)師生為一個小組，一個指導(dǎo)老師帶領(lǐng)3―4個學(xué)生。最開始，聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計教研小組帶頭組織和參與師生共同討論，旨在做好前期準備工作：一是探究分析任務(wù)書中實踐工程項目情況，熟悉設(shè)計流程，二是強調(diào)施工圖識圖、BIM軟件操作等專業(yè)知識與技能的重要性。隨后進行任務(wù)分工，具體任務(wù)分配如下：①建筑學(xué)專業(yè)：前期建筑規(guī)劃和環(huán)境策劃工作；建筑設(shè)計工作；②建筑工程專業(yè)：結(jié)構(gòu)設(shè)計及建模工作；③建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)：供熱、通風(fēng)及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)設(shè)計及建模工作；④給排水工程專業(yè)：給水與排水系統(tǒng)設(shè)計及建模工作；⑤工程管理專業(yè)：土建及安裝專業(yè)招標控制價編制、造價及工程量分析工作；施工組織設(shè)計工作；施工工序模擬動畫制作演示工作。

各個工作間都有一定的關(guān)聯(lián)性，所以專業(yè)間師生協(xié)同配合非常重要。比如要求建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生完成后要與建筑工程專業(yè)的學(xué)生溝通，共同完成施工圖初稿，隨后在設(shè)備管道設(shè)計時也要與對應(yīng)的兩個專業(yè)的學(xué)生交流配合。

1.3設(shè)計流程

第一步，明確每個小組的工作后，在設(shè)計建模過程中，建筑學(xué)、建筑工程、給排水工程和建筑環(huán)境與能源應(yīng)用工程專業(yè)的學(xué)生按照建筑―結(jié)構(gòu)―設(shè)備管道的設(shè)計順序創(chuàng)建信息模型，利用Revit軟件進行三維圖紙審核和繪制結(jié)構(gòu)施工圖，最后進行多專業(yè)模型碰撞檢查，并修改完善。

第二步，各專業(yè)的學(xué)生協(xié)助工程管理的學(xué)生，利用已完成的模型，完成以下工作。一是進行項目經(jīng)濟管理。參考施工圖紙和相關(guān)文件，在魯班計量軟件上導(dǎo)出工程量清單，輸出工程量和造價報表。二是進度管理。在Project軟件中編制進度計劃，在Naviswork軟件上進行進度模擬。三是優(yōu)化施工組織設(shè)計。利用工程管理分析軟件和BIM模型進行虛擬化管理方案優(yōu)化，確定一套最可行的施工方案。四是進行關(guān)鍵施工工序模擬、虛擬建造，制作航拍實景效果圖，編制投標文件等。

最后，各專業(yè)學(xué)生可以聯(lián)系其他學(xué)院學(xué)生共同制作答辯PPT，進行BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成果展示。

1.4成績評定和學(xué)習(xí)效果調(diào)查

BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成績評定由成果質(zhì)量、答辯成績和平時成績?nèi)糠纸M成。因為BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的特殊性和探索性，其成績評定在傳統(tǒng)土木類畢業(yè)設(shè)計成績評定的基礎(chǔ)上，參考高校BIM畢業(yè)設(shè)計大賽成績評定進行修改和完善：①由于BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成果是團隊共同完成的，所以增加組間互評、組員間互評這兩項評分方式，要求對評價對象差異性打分，避免學(xué)生打分出現(xiàn)一律高分現(xiàn)象；②對參與PPT制作和現(xiàn)場答辯的人員在該模塊給予額外評分；③各小組成果質(zhì)量成績分為自身專業(yè)部分的BIM畢業(yè)設(shè)計成果得分和最終的BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成果得分兩部分，其得分比例為7∶3。

隨后，學(xué)院將對參與師生進行BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計學(xué)習(xí)效果問卷調(diào)查，從BIM技術(shù)學(xué)習(xí)途徑和付出、BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的參與動機和體驗感、對學(xué)院BIM教學(xué)的評價和建議等方面進行細致的設(shè)問。此外，特別進行師生訪談?wù){(diào)查，將BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計成果展示和學(xué)習(xí)效果調(diào)查結(jié)果發(fā)布在學(xué)院公眾號上。

1.5收獲的成效

通過學(xué)生自主學(xué)習(xí)和專業(yè)老師指導(dǎo)，基本圓滿完成畢業(yè)設(shè)計任務(wù)。主要收獲的成效有以下幾個方面：

與傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計相比，BIM技術(shù)帶給畢業(yè)設(shè)計的最重要的一點是信息協(xié)同。信息模型串聯(lián)起各專業(yè)的工作，可以被看作是一個完整的項目數(shù)據(jù)庫，學(xué)生能夠利用這個數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)檢索來提高數(shù)據(jù)的精確度。設(shè)計過程中，學(xué)生在BIM協(xié)同工作平臺上能夠根據(jù)實際情況對需要更改處進行相應(yīng)的計算和修正，亦可做到對信息模型的一處修改，處處變化，各專業(yè)學(xué)生能夠及時得到相應(yīng)信息，避免信息閉塞的產(chǎn)生。由此，學(xué)生設(shè)計工作效率明顯提高，積極性和創(chuàng)造性也明顯增強，有助于學(xué)生對畢業(yè)設(shè)計產(chǎn)生更深層的興趣和求知欲，不斷探索和完善項目設(shè)計。

根據(jù)人才培養(yǎng)方案安排，我院傳統(tǒng)的土木類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計大多在大學(xué)最后一學(xué)期進行。多數(shù)學(xué)生在前期準備工作中難以去復(fù)習(xí)鞏固專業(yè)知識和軟件操作，導(dǎo)致畢業(yè)設(shè)計進度緩慢，最后草草了事，質(zhì)量難以保證。因此，我院將BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計任務(wù)提前一個學(xué)期開啟，注重學(xué)生對專業(yè)知識與技能的復(fù)習(xí)鞏固和畢業(yè)設(shè)計的選題，師生有充足的時間和更專業(yè)的能力去完成高質(zhì)量的作品。

學(xué)院采用“雙師型”教師指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計對于解決上述問題產(chǎn)生了良好的效果，具體體現(xiàn)在以下三方面。一是可以提供符合潮流的實際工程項目作為畢業(yè)設(shè)計選題方向，選題能夠關(guān)注到社會熱點及行業(yè)發(fā)展方向，讓學(xué)生做有意義的畢業(yè)設(shè)計，也能夠引起學(xué)生對自身職業(yè)和土木行業(yè)的思考和感悟；二是在具體軟件指導(dǎo)和行業(yè)評審方面彌補了在校教師所缺乏的經(jīng)驗，能夠高效地指導(dǎo)學(xué)生，加強企業(yè)導(dǎo)師與學(xué)生的聯(lián)系，也能夠?qū)W(xué)院教學(xué)改革和學(xué)生職業(yè)發(fā)展有所幫助；三是在一定程度上緩解了在校教師的指導(dǎo)壓力，改善了具體指導(dǎo)和過程檢查的工作。

通過BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計，一方面提升了學(xué)生分析和解決工程問題的能力，培養(yǎng)和訓(xùn)練了實踐技能，真正做到讓學(xué)生學(xué)有所用、學(xué)以致用，為未來從事的工作崗位奠定基礎(chǔ)。另一方面，學(xué)生不僅增強對專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，鞏固了所學(xué)，而且提高了實踐創(chuàng)新能力和跨學(xué)科整合能力，更符合行業(yè)和國家發(fā)展的需要。

1.6出現(xiàn)的困難

我院在嘗試BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計過程中，汲取了高校的實踐經(jīng)驗和參考了許多專家學(xué)者的看法建議，取得了一定的成效，也遇到了許多問題和困難，為不斷完善BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計實施積累了寶貴的經(jīng)驗。存在的主要困難如下：

BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計具有工作量大、工作周期長、工作銜接緊密的特點。實踐過程中，設(shè)計流程環(huán)環(huán)相扣，有先后順序，一項工作的進度在很大程度上會影響后續(xù)工作，進而影響整體進度。同時，BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計涉及專業(yè)多，需要各專業(yè)協(xié)調(diào)配合，特別是如果學(xué)生缺乏實踐經(jīng)驗和工作前瞻性，不可避免會出現(xiàn)設(shè)計變動傳遞不及時、配合困難等問題，因此增加了設(shè)計的難度，造成了大量的返工。特別是建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計可能需要多次修改，會導(dǎo)致設(shè)備管道設(shè)計工作和施工、算量工作同步修改。

在傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計中增加BIM內(nèi)容，無疑給指導(dǎo)老師帶來了更大的挑戰(zhàn)，指導(dǎo)老師需要花費大量的時間來學(xué)習(xí)BIM知識和技能。同時，在進行BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的教學(xué)過程中，指導(dǎo)老師不僅要了解本專業(yè)課程的BIM知識，對其他專業(yè)的知識也要有所涉獵。我院探索BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計已有三年，參與的指導(dǎo)老師對BIM技術(shù)有了廣泛的了解，但BIM聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計在學(xué)院普遍推廣還需要更多的老師掌握BIM知識和BIM軟件。因此，學(xué)院應(yīng)該鼓勵缺乏經(jīng)驗的老師向有經(jīng)驗的老師取經(jīng)。同時，學(xué)院應(yīng)該利用資源，給專業(yè)教師提供更多關(guān)于BIM知識的學(xué)習(xí)機會和交流平臺，并且出臺相應(yīng)政策，讓教師愿意去參加BIM師資培訓(xùn)和BIM學(xué)術(shù)交流會議。

另外，學(xué)校計算機實驗室應(yīng)該加強計算機設(shè)備和BIM相關(guān)軟件的投入，為師生提供好的BIM軟件學(xué)習(xí)和教學(xué)環(huán)境。

2結(jié)語

本文通過華東交通大學(xué)土木建筑學(xué)院基于BIM技術(shù)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計的實踐探究，介紹了其畢業(yè)設(shè)計教學(xué)體系和工作體系，為高校提供了結(jié)合BIM技術(shù)的多專業(yè)畢業(yè)設(shè)計教育改革的思路。未來研究者在本文的基礎(chǔ)上，一方面可以增強BIM技術(shù)理論指導(dǎo)，加深BIM技術(shù)協(xié)調(diào)應(yīng)用等以提升學(xué)生的BIM能力；另一方面，可以選取更綜合的畢業(yè)設(shè)計選題，參考更大型的工程項目，聯(lián)合更多的專業(yè)如聯(lián)合道路工程、橋梁工程、隧道工程等，以拓寬BIM畢業(yè)設(shè)計的實踐領(lǐng)域。

*通訊作者：萬云

基金項目：江西省高等學(xué)校教學(xué)改革研究省級課題（JXJG-21-5-9）。

參考文獻

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