土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)研究

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一、土木工程技術(shù)+BIM信息技術(shù)

交叉融合的智慧建造將成為土木工程新工科建設(shè)的生力軍隨著信息技術(shù)在土建行業(yè)中的不斷滲透，不久的將來(lái)，土木工程技術(shù)+BIM信息技術(shù)交叉融合的智慧建造將取代傳統(tǒng)的土木工程專(zhuān)業(yè)，成為引領(lǐng)土木工程專(zhuān)業(yè)新工科建設(shè)中的風(fēng)向標(biāo)。BIM是BuildingInformationModeling的縮寫(xiě)，是應(yīng)用于工程設(shè)計(jì)建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過(guò)參數(shù)模型整合各種項(xiàng)目的相關(guān)信息，在項(xiàng)目策劃、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)維的全生命周期過(guò)程中進(jìn)行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對(duì)各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對(duì)，為設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)以及包括建筑運(yùn)營(yíng)單位在內(nèi)的各方建設(shè)主體提供協(xié)同工作的基礎(chǔ)，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用。BIM技術(shù)在國(guó)外起步較早，2012年在北美使用BIM技術(shù)的投資回報(bào)率已經(jīng)高達(dá)62%，此外，英國(guó)、日本、韓國(guó)、新加坡等國(guó)家也陸續(xù)推行BIM技術(shù)。當(dāng)前在國(guó)內(nèi)建筑業(yè)，已經(jīng)不僅僅是設(shè)計(jì)院、咨詢(xún)公司等對(duì)BIM技術(shù)進(jìn)行探索。施工方、業(yè)主方等對(duì)BIM技術(shù)的重視程度也在不斷加強(qiáng)。比如中建集團(tuán)公司已經(jīng)開(kāi)始在集團(tuán)內(nèi)部廣泛推動(dòng)BIM實(shí)施;萬(wàn)科、萬(wàn)達(dá)等房地產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)也在實(shí)施BIM應(yīng)用。2018年兩會(huì)期間，就有土木行業(yè)的政協(xié)委員關(guān)注到我國(guó)建筑信息模型技術(shù)人才需求旺盛，而高校培養(yǎng)卻“缺位”的現(xiàn)象，并主張我國(guó)高校土木工程專(zhuān)業(yè)增“BIM技術(shù)”課程。尤其在做一些大型工程項(xiàng)目時(shí)，BIM技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。比如建造金茂大廈項(xiàng)目時(shí)尚未引進(jìn)BIM技術(shù)，建模需要進(jìn)行模型實(shí)體拼裝，拼裝過(guò)程中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題再去修改，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，也造成資源浪費(fèi)。而B(niǎo)IM技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)虛擬拼裝，現(xiàn)在很多大型工程項(xiàng)目在招標(biāo)時(shí)即要求設(shè)計(jì)施工及項(xiàng)目管理全部采用BIM技術(shù)，設(shè)計(jì)師通過(guò)BIM技術(shù)表達(dá)設(shè)計(jì)意圖，結(jié)構(gòu)和機(jī)電工程師可實(shí)現(xiàn)虛擬拼裝并進(jìn)行碰撞檢查，施工工程師可應(yīng)用BIM技術(shù)控制建造進(jìn)度及進(jìn)行造價(jià)管理。BIM技術(shù)能實(shí)現(xiàn)所見(jiàn)即所得，高效且避免不必要的人力物力財(cái)力浪費(fèi)。BIM技術(shù)的行業(yè)需求越來(lái)越大，高校作為BIM技術(shù)人才培養(yǎng)的基地，其培養(yǎng)掌握BIM技術(shù)應(yīng)用的人才數(shù)量遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足行業(yè)發(fā)展的需要。因此，培養(yǎng)掌握BIM信息技術(shù)技能的土木工程專(zhuān)業(yè)人才已是大勢(shì)所趨，也符合新工科建設(shè)借助互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)對(duì)工科專(zhuān)業(yè)升級(jí)和改造的途徑。隨著我國(guó)住建部對(duì)BIM技術(shù)在建筑業(yè)各個(gè)領(lǐng)域的不斷推廣，各大建筑企業(yè)和設(shè)計(jì)院所急需掌握BIM技術(shù)的三維協(xié)同設(shè)計(jì)、智能建造等人才，建筑類(lèi)高校作為培養(yǎng)建筑類(lèi)人才的搖籃，研究土木工程技術(shù)+BIM信息技術(shù)交叉融合的新工科專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)模式顯得尤為迫切。目前，我國(guó)一些設(shè)置土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)的高校，有關(guān)BIM技術(shù)的教學(xué)，或是設(shè)置了一些選修，或是穿插在一些教學(xué)內(nèi)容里，教學(xué)體系不夠完善，土木類(lèi)專(zhuān)業(yè)教學(xué)評(píng)估中也并未將相關(guān)課程設(shè)置納入相關(guān)評(píng)估指標(biāo)體系當(dāng)中。北京城市學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)從2015級(jí)起，逐步探索了BIM信息技術(shù)入課，從最初的BIM建模基礎(chǔ)教學(xué)，到2018級(jí)開(kāi)設(shè)的BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM5D項(xiàng)目管理、BIM工程項(xiàng)目綜合訓(xùn)練等課程，培養(yǎng)學(xué)生在掌握土木工程技術(shù)基礎(chǔ)上，熟練運(yùn)用信息技術(shù)，具備三維建筑結(jié)構(gòu)機(jī)電協(xié)同設(shè)計(jì)、智能建造(施工模擬、進(jìn)度管理)及造價(jià)管理等技能，成為新工科教學(xué)模式改革探索的受益者。同時(shí)，鼓勵(lì)20參加過(guò)BIM畢設(shè)大賽的畢業(yè)生，結(jié)合BIM技術(shù)完成施工組織畢業(yè)設(shè)計(jì)，真正做到學(xué)以致用，體驗(yàn)BIM技術(shù)智能建造帶給行業(yè)的便利，為行業(yè)輸送用得上的復(fù)合型人才。

二、基于土木工程專(zhuān)業(yè)路線(xiàn)圖建設(shè)研究，關(guān)注學(xué)生個(gè)性化職涯規(guī)劃，積極探索

BIM技術(shù)入課當(dāng)代社會(huì)發(fā)展對(duì)開(kāi)拓創(chuàng)新型人才的需求，迫使培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才的高校對(duì)傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式進(jìn)行改革。構(gòu)建以學(xué)生為中心，注重學(xué)生綜合素質(zhì)培養(yǎng)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生為本，為學(xué)生提供清晰的職涯發(fā)展路徑的人才培養(yǎng)模式成為高等教育的必然選擇。貫徹全人教育、適合教育理念，我們的工程教育理念應(yīng)該由“學(xué)工程”轉(zhuǎn)向“做工程”，教學(xué)模式應(yīng)該以教師為中心，轉(zhuǎn)向以學(xué)生為中心的綜合性和應(yīng)用性學(xué)習(xí)。一定意義上可以說(shuō)，課程地圖或?qū)I(yè)路線(xiàn)圖是學(xué)校、教師與學(xué)生共同立下的“承諾書(shū)”，是圍繞學(xué)生核心能力養(yǎng)成，著眼其成長(zhǎng)成才和未來(lái)職涯發(fā)展的學(xué)習(xí)路徑的“私人訂制”，讓每一個(gè)學(xué)習(xí)者都有機(jī)會(huì)和權(quán)利根據(jù)個(gè)人需要、興趣和特長(zhǎng)等方面的個(gè)體差異制定符合自身發(fā)展期望的專(zhuān)屬修課路徑、職涯規(guī)劃，以減少學(xué)生學(xué)習(xí)的盲目性，避免走彎路。課程乃至整個(gè)大學(xué)學(xué)程，勾畫(huà)出的是大學(xué)生本科學(xué)業(yè)期內(nèi)清晰的學(xué)習(xí)路徑。土木工程專(zhuān)業(yè)以“學(xué)生本位”、“行業(yè)所需”為出發(fā)點(diǎn)，研究住建部土木工程專(zhuān)業(yè)認(rèn)證(評(píng)估)各項(xiàng)指標(biāo)，通過(guò)規(guī)劃相關(guān)專(zhuān)業(yè)必修、選修課程，使學(xué)生畢業(yè)后具備未來(lái)就業(yè)的專(zhuān)業(yè)核心能力，并以就業(yè)企業(yè)及崗位需求、學(xué)生就業(yè)滿(mǎn)意度調(diào)查分析等信息回饋，作為適時(shí)調(diào)整修訂課程設(shè)置的依據(jù)。學(xué)生在大學(xué)學(xué)習(xí)期間，既能很簡(jiǎn)單、清楚地了解未來(lái)將從事的職業(yè)生涯，需取得的專(zhuān)業(yè)職業(yè)資格證書(shū)或繼續(xù)深造學(xué)習(xí)等所需學(xué)習(xí)的相關(guān)課程，并適時(shí)地加以檢驗(yàn)、預(yù)測(cè)及修正，使學(xué)生得以“個(gè)性化學(xué)習(xí)”，真正培養(yǎng)行業(yè)所需核心能力之專(zhuān)業(yè)人才，達(dá)到“畢業(yè)即可就業(yè)，就業(yè)即可上手”的教育目標(biāo)。基于這樣的思想，2016年土木工程專(zhuān)業(yè)開(kāi)始了專(zhuān)業(yè)路線(xiàn)圖建設(shè)課題研究，一年多來(lái)，經(jīng)過(guò)多次調(diào)研總結(jié)，基本搭建了我校特色的土木工程專(zhuān)業(yè)路線(xiàn)圖框架，其課程按照2+1+1模式設(shè)置，即2年專(zhuān)業(yè)平臺(tái)+1年專(zhuān)業(yè)模塊及拓展+1年綜合實(shí)踐，預(yù)計(jì)2018級(jí)開(kāi)始按照路線(xiàn)圖課程體系安排教學(xué)。具體來(lái)講，從2018級(jí)起，土木工程專(zhuān)業(yè)按一級(jí)學(xué)科招生，并在一級(jí)學(xué)科中滲透信息技術(shù)，積極探索BIM入課，研究BIM技術(shù)與專(zhuān)業(yè)課程如何銜接和結(jié)合，設(shè)置BIM三維協(xié)同設(shè)計(jì)、BIM5D項(xiàng)目管理等專(zhuān)業(yè)模塊，同時(shí)開(kāi)設(shè)專(zhuān)業(yè)拓展，可跨方向拓展，也可兼顧考研深造拓展，提供學(xué)生三年級(jí)時(shí)進(jìn)行選擇。以這種模式招收的學(xué)生，入學(xué)后兩年內(nèi)，在大土木學(xué)科范圍內(nèi)進(jìn)行專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)教育，學(xué)習(xí)土木工程技術(shù)基礎(chǔ)及BIM基礎(chǔ)課程，三年級(jí)由學(xué)生結(jié)合行業(yè)發(fā)展并根據(jù)自己的興趣選擇不同的專(zhuān)業(yè)模塊，進(jìn)入相應(yīng)專(zhuān)業(yè)方向并掌握相關(guān)的BIM信息技術(shù)應(yīng)用。由于搭建共同的學(xué)科基礎(chǔ)，學(xué)生在大土木學(xué)科內(nèi)的基礎(chǔ)學(xué)習(xí)可以獲得更為寬廣的基礎(chǔ)知識(shí)，在此基礎(chǔ)上結(jié)合BIM信息技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行專(zhuān)業(yè)模塊選擇，更有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，從而完成其個(gè)體素質(zhì)的塑造，達(dá)到個(gè)性化學(xué)習(xí)的目的。同時(shí)，在一級(jí)學(xué)科范圍內(nèi)完成的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，具備扎實(shí)的力學(xué)基礎(chǔ)，也為學(xué)生的終身學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件，有利于學(xué)生拓寬職涯路徑，也有利于學(xué)生深造學(xué)習(xí)。

三、結(jié)合

BIM技術(shù)，推進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同訓(xùn)練改革，培養(yǎng)學(xué)生工程協(xié)同意識(shí)工科專(zhuān)業(yè)課程設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)生綜合技能的訓(xùn)練效果非常好，北京城市學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)核心技能訓(xùn)練開(kāi)設(shè)的課程設(shè)計(jì)主要有:混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(jì)(鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì))、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計(jì)、工程造價(jià)課程設(shè)計(jì)、施工組織課程設(shè)計(jì)，分別訓(xùn)練學(xué)生掌握混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、以及工程造價(jià)與施工組織管理技能，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)做好了準(zhǔn)備，也為學(xué)生將來(lái)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造價(jià)、施工技術(shù)與管理等崗位就業(yè)打好了基礎(chǔ)。目前土木工程專(zhuān)業(yè)各核心課程開(kāi)設(shè)的課程設(shè)計(jì)任務(wù)處于各自獨(dú)立的狀態(tài)，學(xué)生經(jīng)過(guò)每門(mén)核心課程設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)后獲得相關(guān)技能，并在畢業(yè)設(shè)計(jì)中能得到綜合應(yīng)用，但是綜合性不夠強(qiáng)，工程協(xié)同意識(shí)得不到有效訓(xùn)練。而實(shí)際工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造價(jià)、施組都是圍繞同一個(gè)工程的協(xié)同工作，對(duì)于土木工程專(zhuān)業(yè)學(xué)生而言，掌握同一個(gè)工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、造價(jià)和施組技能，對(duì)學(xué)生理解一個(gè)工程的不同崗位工種之間的協(xié)同工作非常重要。結(jié)合土建行業(yè)對(duì)BIM技術(shù)的應(yīng)用需求以及培養(yǎng)學(xué)生工程協(xié)同能力綜合訓(xùn)練兩個(gè)方面，土木工程專(zhuān)業(yè)將著力研究結(jié)合BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計(jì)協(xié)同訓(xùn)練改革，提出更高要求，要求圍繞同一個(gè)工程，結(jié)合BIM技術(shù)進(jìn)行相對(duì)完整的設(shè)計(jì)協(xié)同訓(xùn)練。具體方案為:①選題為結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的學(xué)生，除完成必須的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)手算計(jì)算工作量以外，需根據(jù)已有建筑方案創(chuàng)建BIM建筑結(jié)構(gòu)模型，并將結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入PKPM進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析并輸出結(jié)構(gòu)施工圖，達(dá)到建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)協(xié)同訓(xùn)練目的。在此基礎(chǔ)上，部分優(yōu)秀學(xué)生可訓(xùn)練將BIM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入navisworks等軟件進(jìn)行施工模擬或?qū)IM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)算量軟件，進(jìn)行土建算量，補(bǔ)充模型進(jìn)行鋼筋算量，并導(dǎo)入計(jì)價(jià)軟件完成計(jì)價(jià)，以達(dá)到對(duì)優(yōu)秀學(xué)生進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工或計(jì)價(jià)協(xié)同訓(xùn)練目的。②選題為施工組織設(shè)計(jì)的學(xué)生，除完成必須的施工組織設(shè)計(jì)內(nèi)容之外，需根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)施工圖創(chuàng)建BIM建筑結(jié)構(gòu)模型，并將結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入navis-works或BIM5D等軟件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬或?qū)IM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)算量軟件，進(jìn)行土建算量，補(bǔ)充模型進(jìn)行鋼筋算量，并導(dǎo)入計(jì)價(jià)軟件完成計(jì)價(jià)，以達(dá)到施工、計(jì)價(jià)協(xié)同訓(xùn)練的目標(biāo)。③選題為造價(jià)的學(xué)生，除完成必須的造價(jià)手算工作之外，需根據(jù)建筑結(jié)構(gòu)施工圖創(chuàng)建BIM建筑結(jié)構(gòu)模型，將BIM結(jié)構(gòu)模型模型導(dǎo)入廣聯(lián)達(dá)算量軟件，進(jìn)行土建算量，補(bǔ)充模型進(jìn)行鋼筋算量，并將BIM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入navisworks或BIM5D等軟件進(jìn)行施工進(jìn)度模擬以達(dá)到計(jì)價(jià)、施工協(xié)同訓(xùn)練的目標(biāo)。如果說(shuō)土木工程專(zhuān)業(yè)的課程設(shè)計(jì)是畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練的強(qiáng)有力的支柱，那么結(jié)合BIM技術(shù)、課程設(shè)計(jì)訓(xùn)練兩個(gè)強(qiáng)有力的后盾，改革土木工程專(zhuān)業(yè)的畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合訓(xùn)練，將使學(xué)生真正做到“兩條腿”走路，勢(shì)必更穩(wěn)健地邁進(jìn)行業(yè)大門(mén)，也更適應(yīng)行業(yè)對(duì)掌握BIM信息技術(shù)的復(fù)合應(yīng)用型人才需求。

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作者:董曉麗 單位:北京城市學(xué)院城市建設(shè)學(xué)部