基于BIM的卓越土木工程師實踐教學優化的研究

許偉，許峰，賈連光，郝微

摘要：卓越工程師計劃是我國高等教育改革的重要舉措，對高校應用型人才的培養起到十分重要的示范和引領作用，如何提高實踐教學環節在培養卓越土木工程師中的作用是高校普遍關心的問題。針對“卓越土木工程師”作為應用型人才的培養目標，目前高校在實踐教學環節的主要問題及基于BIM的卓越土木工程師實踐教學優化問題進行研究，為信息化技術與實踐教學的結合提供參考。

關鍵詞：卓越工程師；實踐教學；BIM；土木工程

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2017）45-0202-02

“卓越工程師教育培養計劃”是我國的一項長遠教育計劃，旨在培養造就一大批創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才，對促進高等教育面向社會需求培養人才，全面提高工程教育人才培養質量，具有十分重要的示范和引導作用。

一、明確“卓越土木工程師”作為應用型人才的培養目標

近年來，建設行業人才市場對土木工程專業畢業生的需求發生了許多變化，除了需要大量科技精英人才外，更急需大批基礎知識扎實、職業能力強、直接服務于工程一線、從事技術和管理的應用型工程人才。

卓越土木工程師有以下幾方面特征。

1.扎實的基礎知識及某一專門化的方向技能。卓越土木工程師首先應具有大學層次的知識與智能水平，應該能夠扎實掌握本專業所必須的較系統的基礎知識理論、基礎技術理論以及專業知識，又具有從事某一專門化方向工作的知識和技術的綜合運用能力，在實踐技能方面有較突出的特點，既能體現全面的素質教育，又能與職業教育完美結合，體現出復合型人才的特點。

2.突出的實踐能力和操作技能。卓越土木工程師不僅善于發現項目現有和潛在的問題，而且具有較強的運用理論分析問題、解決實際問題的能力。應用型人才不以理論見長，而是要求有較強的實踐能力和操作技能，這是應用型人才區別于其他類型人才的非常重要的能力特征。

3.突出的職業適應性。卓越土木工程師應有準確的服務市場定位，能夠快速適應職業崗位。現代企業分工精細化，對能夠勝任工作的任務要求高，再加上培訓時間緊縮，需要大量能夠快速掌握崗位技能的技術應用型人才。鑒于此，對于土木工程實踐教學環節的革新探索迫在眉睫。

二、目前高校在實踐教學內容方面存在的問題

土木工程專業是一個理論與實踐緊密結合的專業，當前在應用型土木工程學生培養方案中理論學時近2500學時，實踐性教學環節近40周，即總學時中有近40%的時間是在進行實踐環節的學習，包括實習、課程設計、畢業設計等多個環節。但是從目前建筑企業對畢業生的反饋情況看，學生的工程實踐能力較差，解決工程實際問題的能力有限。目前實踐教學環節的主要問題如下。

1.課程設計缺乏整體性。縱觀土木工程專業培養方案，課程設計教學環節有房屋建筑學課程設計、混凝土結構課程設計、鋼結構課程設計、施工組織課程設計、預算課程設計等，各門課程設計均單獨命題，課程設計之間缺乏應有的連貫性，學生很難形成完整的知識體系。

2.學生人數多，難以保證實習場地。近年高校土木工程專業招生人數不斷增加，聯系實習場地是教學中的一個難題，其中絕大部分是學生自己聯系實習項目。基于實習現場的安全問題，許多建設單位不愿意接受實習生，因此能聯系到與原定教學計劃內容一致的工地更是難上加難。多數學生只是象征性的到工地看看圖紙，了解一下工程概況而已。

3.工程施工周期長，實習質量難以保證。土木工程具有分散、唯一、施工周期長等特點，而由于本科生的教學時數的限制，學生的認識實習一般為2周，生產實習、畢業實習一般為3—4周，相對于工程施工工期來說，時間較少。在短暫的現場實習期內，學生無法接觸一個項目從圖紙到成品的完整過程。

4.指導教師缺乏施工現場經驗。現在高校教師基本為博士畢業，很多青年教師都是直接從學生轉變為教師，不具備現場工作的實踐經驗，加上聯系實習項目的實際困難，導致很多學生可能直接對其他同學的實習報告稍作修改，或者從網上抄襲，人才培養質量難以得到保證。

三、BIM技術的引進

目前建筑行業正在經歷從2D-CAD到基于建筑信息模型BIM（Building Information Modeling）的三維數字模型技術應用的變革。所謂BIM，是指通過數字信息，提供其建筑、結構、施工、造價、采購信息、能耗等建筑信息庫，在計算機中可以模擬建立一座虛擬建筑的信息化技術。

進入21世紀以來，這項技術的應用趨于廣泛，發達國家紛紛提出信息化建設戰略，在工程項目中大力推廣試點：美國的總務管理局、陸軍工程兵、國家科學建筑研究院分別就BIM技術發展路線圖、標準化工作出臺了相應政策；英國明確至2016年，所有政府建設文件均以信息化進行管理；日本、新加坡等國家也就BIM技術在項目中的試點應用制定了發展路線規劃。

四、基于BIM的卓越土木工程師實踐教學優化的研究

土木工程是一個龐大的系統工程，一個完整的工程項目包含設計、施工、造價、運行等方方面面。土木學科的實踐教學環節存在著很多問題，將BIM技術應用于實踐教學中將具有很強的實際意義，甚至可能取代現有的教學模式。

1.在課程設置中適時引入BIM知識，在建筑制圖等基礎課程中引進BIM建模，在混凝土結構設計、鋼結構、土木工程施工、施工組織設計與項目管理、工程造價等后續課程中不斷引入相關專業知識，加深和提高學生的軟件熟練程度。

2.BIM涵蓋工程整個生命周期的數據信息，能夠使不同階段的信息高度統一，因此可以根據土木工程培養方案，整合課程設計內容，從建筑設計開始，逐步深入進行結構設計、施工方案、工程造價的研究，使學生在各個課程設計階段不斷深化各個知識點的連接，形成整體的設計概念，為畢業設計打好接觸。

3.在BIM虛擬仿真技術下，結合認識實習、生產實習、畢業實習，進一步提高實習質量。目前土木工程專業人數多，考慮到安全問題，很多建筑項目不愿意接收實習生，而學校自己搭建實訓場地成本高，實訓內容有限，利用虛擬仿真技術體驗建筑生命周期，低成本、零消耗、零風險，解決建筑生命周期長，實習場地、時間有限的問題，通過BIM虛擬建造，模擬施工全過程，體驗建造、管理的各個環節。

BIM技術與卓越土木工程師實踐教學緊密結合，也是貫徹國家教育部在《教育信息化十年發展規劃（2011—2020）》的精神，推動信息技術與高等教育深度融合，創新人才培養模式的體現。在建筑與土木工程領域培養具有創新能力，適應經濟社會發展需要的高質量工程技術人才，更好的整合實踐教學環節，使其在卓越工程師培養過程中發揮應有的、更大的作用。

參考文獻：

[1]丁克偉，夏珊，陳東，劉運林.基于BIM技術平臺的土木工程專業生產實習改革探討[J].高等建筑教育，2015，（6）：133-136.

[2]王芳，張志強.融合BIM技術的應用型土木工程專業實踐教學平臺的優化與應用[J].高等建筑教育，2016，（1）：155-157.

[3]李楠，賈宏俊.基于BIM技術的土木工程專業實踐教學體系構建[J].科技創新導報，2015，（27）：161-162.

[4]馬良棟，張吉禮，梁若冰，王寶民.建設BIM研究與實踐創新基地的探索[J].高等建筑教育，2016，（1）：150-154.

[5]克里斯托弗·帕韋爾科，阿蘭·D·切西.當今大學本科課程中BIM課程[J].建筑創作，2012，18（12）：20-29.endprint