土木工程專業(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，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)的土木工程專業(yè)，成為引領(lǐng)土木工程專業(yè)新工科建設(shè)中的風(fēng)向標(biāo)。BIM是BuildingInformationModeling的縮寫，是應(yīng)用于工程設(shè)計建造管理的數(shù)據(jù)化工具，通過參數(shù)模型整合各種項目的相關(guān)信息，在項目策劃、設(shè)計、施工、運維的全生命周期過程中進行共享和傳遞，使工程技術(shù)人員對各種建筑信息作出正確理解和高效應(yīng)對，為設(shè)計團隊以及包括建筑運營單位在內(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)在國外起步較早，2012年在北美使用BIM技術(shù)的投資回報率已經(jīng)高達62%，此外，英國、日本、韓國、新加坡等國家也陸續(xù)推行BIM技術(shù)。當(dāng)前在國內(nèi)建筑業(yè)，已經(jīng)不僅僅是設(shè)計院、咨詢公司等對BIM技術(shù)進行探索。施工方、業(yè)主方等對BIM技術(shù)的重視程度也在不斷加強。比如中建集團公司已經(jīng)開始在集團內(nèi)部廣泛推動BIM實施;萬科、萬達等房地產(chǎn)領(lǐng)軍企業(yè)也在實施BIM應(yīng)用。2018年兩會期間，就有土木行業(yè)的政協(xié)委員關(guān)注到我國建筑信息模型技術(shù)人才需求旺盛，而高校培養(yǎng)卻“缺位”的現(xiàn)象，并主張我國高校土木工程專業(yè)增“BIM技術(shù)”課程。尤其在做一些大型工程項目時，BIM技術(shù)發(fā)揮著不可替代的作用。比如建造金茂大廈項目時尚未引進BIM技術(shù)，建模需要進行模型實體拼裝，拼裝過程中發(fā)現(xiàn)問題再去修改，費時費力，也造成資源浪費。而BIM技術(shù)可以實現(xiàn)虛擬拼裝，現(xiàn)在很多大型工程項目在招標(biāo)時即要求設(shè)計施工及項目管理全部采用BIM技術(shù)，設(shè)計師通過BIM技術(shù)表達設(shè)計意圖，結(jié)構(gòu)和機電工程師可實現(xiàn)虛擬拼裝并進行碰撞檢查，施工工程師可應(yīng)用BIM技術(shù)控制建造進度及進行造價管理。BIM技術(shù)能實現(xiàn)所見即所得，高效且避免不必要的人力物力財力浪費。BIM技術(shù)的行業(yè)需求越來越大，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)量遠不能滿足行業(yè)發(fā)展的需要。因此，培養(yǎng)掌握BIM信息技術(shù)技能的土木工程專業(yè)人才已是大勢所趨，也符合新工科建設(shè)借助互聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)對工科專業(yè)升級和改造的途徑。隨著我國住建部對BIM技術(shù)在建筑業(yè)各個領(lǐng)域的不斷推廣，各大建筑企業(yè)和設(shè)計院所急需掌握BIM技術(shù)的三維協(xié)同設(shè)計、智能建造等人才，建筑類高校作為培養(yǎng)建筑類人才的搖籃，研究土木工程技術(shù)+BIM信息技術(shù)交叉融合的新工科專業(yè)培養(yǎng)模式顯得尤為迫切。目前，我國一些設(shè)置土木類專業(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，土木類專業(yè)教學(xué)評估中也并未將相關(guān)課程設(shè)置納入相關(guān)評估指標(biāo)體系當(dāng)中。北京城市學(xué)院土木工程專業(yè)從2015級起，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級開設(shè)的BIM三維協(xié)同設(shè)計、BIM5D項目管理、BIM工程項目綜合訓(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，熟練運用信息技術(shù)，具備三維建筑結(jié)構(gòu)機電協(xié)同設(shè)計、智能建造(施工模擬、進度管理)及造價管理等技能，成為新工科教學(xué)模式改革探索的受益者。同時，鼓勵20參加過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，真正做到學(xué)以致用，體驗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、基于土木工程專業(yè)路線圖建設(shè)研究，關(guān)注學(xué)生個性化職涯規(guī)劃，積極探索

BIM技術(shù)入課當(dāng)代社會發(fā)展對開拓創(chuàng)新型人才的需求，迫使培養(yǎng)專業(yè)人才的高校對傳統(tǒng)的人才培養(yǎng)模式進行改革。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，課程地圖或?qū)I(yè)路線圖是學(xué)校、教師與學(xué)生共同立下的“承諾書”，是圍繞學(xué)生核心能力養(yǎng)成，著眼其成長成才和未來職涯發(fā)展的學(xué)習(xí)路徑的“私人訂制”，讓每一個學(xué)習(xí)者都有機會和權(quán)利根據(jù)個人需要、興趣和特長等方面的個體差異制定符合自身發(fā)展期望的專屬修課路徑、職涯規(guī)劃，以減少學(xué)生學(xué)習(xí)的盲目性，避免走彎路。課程乃至整個大學(xué)學(xué)程，勾畫出的是大學(xué)生本科學(xué)業(yè)期內(nèi)清晰的學(xué)習(xí)路徑。土木工程專業(yè)以“學(xué)生本位”、“行業(yè)所需”為出發(fā)點，研究住建部土木工程專業(yè)認證(評估)各項指標(biāo)，通過規(guī)劃相關(guān)專業(yè)必修、選修課程，使學(xué)生畢業(yè)后具備未來就業(yè)的專業(yè)核心能力，并以就業(yè)企業(yè)及崗位需求、學(xué)生就業(yè)滿意度調(diào)查分析等信息回饋，作為適時調(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，既能很簡單、清楚地了解未來將從事的職業(yè)生涯，需取得的專業(yè)職業(yè)資格證書或繼續(xù)深造學(xué)習(xí)等所需學(xué)習(xí)的相關(guān)課程，并適時地加以檢驗、預(yù)測及修正，使學(xué)生得以“個性化學(xué)習(xí)”，真正培養(yǎng)行業(yè)所需核心能力之專業(yè)人才，達到“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年土木工程專業(yè)開始了專業(yè)路線圖建設(shè)課題研究，一年多來，經(jīng)過多次調(diào)研總結(jié)，基本搭建了我校特色的土木工程專業(yè)路線圖框架，其課程按照2+1+1模式設(shè)置，即2年專業(yè)平臺+1年專業(yè)模塊及拓展+1年綜合實踐，預(yù)計2018級開始按照路線圖課程體系安排教學(xué)。具體來講，從2018級起，土木工程專業(yè)按一級學(xué)科招生，并在一級學(xué)科中滲透信息技術(shù)，積極探索BIM入課，研究BIM技術(shù)與專業(yè)課程如何銜接和結(jié)合，設(shè)置BIM三維協(xié)同設(shè)計、BIM5D項目管理等專業(yè)模塊，同時開設(shè)專業(yè)拓展，可跨方向拓展，也可兼顧考研深造拓展，提供學(xué)生三年級時進行選擇。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)進行專業(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業(yè)模塊，進入相應(yīng)專業(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，在此基礎(chǔ)上結(jié)合BIM信息技術(shù)應(yīng)用進行專業(yè)模塊選擇，更有利于提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，從而完成其個體素質(zhì)的塑造，達到個性化學(xué)習(xí)的目的。同時，在一級學(xué)科范圍內(nèi)完成的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，具備扎實的力學(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)，推進畢業(yè)設(shè)計協(xié)同訓(xùn)練改革，培養(yǎng)學(xué)生工程協(xié)同意識工科專業(yè)課程設(shè)計對學(xué)生綜合技能的訓(xùn)練效果非常好，北京城市學(xué)院土木工程專業(yè)核心技能訓(xùn)練開設(shè)的課程設(shè)計主要有:混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計)、鋼結(jié)構(gòu)課程設(shè)計(鋼框架結(jié)構(gòu)設(shè)計)、基礎(chǔ)工程課程設(shè)計、工程造價課程設(shè)計、施工組織課程設(shè)計，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、基礎(chǔ)設(shè)計、以及工程造價與施工組織管理技能，為學(xué)生畢業(yè)設(shè)計做好了準(zhǔn)備，也為學(xué)生將來在結(jié)構(gòu)設(shè)計、造價、施工技術(shù)與管理等崗位就業(yè)打好了基礎(chǔ)。目前土木工程專業(yè)各核心課程開設(shè)的課程設(shè)計任務(wù)處于各自獨立的狀態(tài)，學(xué)生經(jīng)過每門核心課程設(shè)計實訓(xùn)后獲得相關(guān)技能，并在畢業(yè)設(shè)計中能得到綜合應(yīng)用，但是綜合性不夠強，工程協(xié)同意識得不到有效訓(xùn)練。而實際工程中結(jié)構(gòu)設(shè)計、造價、施組都是圍繞同一個工程的協(xié)同工作，對于土木工程專業(yè)學(xué)生而言，掌握同一個工程的結(jié)構(gòu)設(shè)計、造價和施組技能，對學(xué)生理解一個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)練兩個方面，土木工程專業(yè)將著力研究結(jié)合BIM技術(shù)的畢業(yè)設(shè)計協(xié)同訓(xùn)練改革，提出更高要求，要求圍繞同一個工程，結(jié)合BIM技術(shù)進行相對完整的設(shè)計協(xié)同訓(xùn)練。具體方案為:①選題為結(jié)構(gòu)設(shè)計的學(xué)生，除完成必須的結(jié)構(gòu)設(shè)計手算計算工作量以外，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進行結(jié)構(gòu)分析并輸出結(jié)構(gòu)施工圖，達到建筑、結(jié)構(gòu)設(shè)計協(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等軟件進行施工模擬或?qū)IM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入廣聯(lián)達算量軟件，進行土建算量，補充模型進行鋼筋算量，并導(dǎo)入計價軟件完成計價，以達到對優(yōu)秀學(xué)生進行結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工或計價協(xié)同訓(xùn)練目的。②選題為施工組織設(shè)計的學(xué)生，除完成必須的施工組織設(shè)計內(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等軟件進行施工進度模擬或?qū)IM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入廣聯(lián)達算量軟件，進行土建算量，補充模型進行鋼筋算量，并導(dǎo)入計價軟件完成計價，以達到施工、計價協(xié)同訓(xùn)練的目標(biāo)。③選題為造價的學(xué)生，除完成必須的造價手算工作之外，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)達算量軟件，進行土建算量，補充模型進行鋼筋算量，并將BIM結(jié)構(gòu)模型導(dǎo)入navisworks或BIM5D等軟件進行施工進度模擬以達到計價、施工協(xié)同訓(xùn)練的目標(biāo)。如果說土木工程專業(yè)的課程設(shè)計是畢業(yè)設(shè)計綜合訓(xùn)練的強有力的支柱，那么結(jié)合BIM技術(shù)、課程設(shè)計訓(xùn)練兩個強有力的后盾，改革土木工程專業(yè)的畢業(yè)設(shè)計綜合訓(xùn)練，將使學(xué)生真正做到“兩條腿”走路，勢必更穩(wěn)健地邁進行業(yè)大門，也更適應(yīng)行業(yè)對掌握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