導(dǎo)語：談土木工程專業(yè)升級改造路徑一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：裝配式建筑和建筑信息模型(BIM)技術(shù)是當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的新趨勢，也是建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級的重要標(biāo)志。在此背景下，以地方應(yīng)用型高校為例，結(jié)合新工科理念，將裝配式建筑和BIM技術(shù)有機融入土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，重構(gòu)課程體系，改革課程的教學(xué)內(nèi)容和方法，整合與優(yōu)化實踐教學(xué)體系，構(gòu)建新興工科和原有工科相結(jié)合的學(xué)科專業(yè)新結(jié)構(gòu)。實踐證明，此項改革提高了學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)和綜合能力，較好地實現(xiàn)了專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：新工科；裝配式建筑技術(shù)；BIM技術(shù)；人才培養(yǎng)

1新工科背景下土木工程專業(yè)人才需求分析

新工科建設(shè)是我國工程教育改革的重要舉措。當(dāng)前，發(fā)展新技術(shù)、新經(jīng)濟已經(jīng)成為世界各國的重要發(fā)展戰(zhàn)略。裝配式建筑、建筑信息模型(BIM)及大數(shù)據(jù)等新技術(shù)使土木工程設(shè)計、施工、管理水平都得到極大提升，新技術(shù)、新經(jīng)濟的發(fā)展對土木工程人才培養(yǎng)提出了新的要求。2017年2月21日，國務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》，要求“加快推進建筑信息模型(BIM)技術(shù)在規(guī)劃、勘察、設(shè)計、施工和運營維護全過程的集成應(yīng)用”[1]。2017年3月23日，住建部印發(fā)《“十三五”裝配式建筑行動方案》《裝配式建筑示范城市管理辦法》《裝配式建筑產(chǎn)業(yè)基地管理辦法》指出，到2020年，全國裝配式建筑占新建建筑的比例達到15％以上，其中重點推進地區(qū)達到20%以上。這標(biāo)志著裝配式建筑發(fā)展已上升到國家戰(zhàn)略層面。由此可見，工業(yè)化、信息化是當(dāng)前建筑業(yè)發(fā)展的新趨勢和必由之路，裝配式建筑和BIM技術(shù)在我國建筑行業(yè)中的地位越來越重要。而目前大部分土建類高校，尤其是地方高校，還未開設(shè)有關(guān)裝配式建筑和BIM技術(shù)的課程，專業(yè)培養(yǎng)方案和培養(yǎng)計劃均滯后于國家政策和標(biāo)準(zhǔn)，無法滿足新經(jīng)濟條件下社會發(fā)展的需求。因此，在新工科建設(shè)背景下，研究地方高校土木工程專業(yè)裝配式建筑和BIM技術(shù)課程體系的構(gòu)建，改革教學(xué)內(nèi)容與方法，培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展的新人才，是推動BIM技術(shù)和裝配式建筑發(fā)展的重要任務(wù)之一，也是土木工程專業(yè)升級改造的必由之路。

2基于裝配式建筑和BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)建設(shè)與改造路徑

2.1精心調(diào)研合理制訂人才培養(yǎng)方案

2.1.1裝配式建筑和BIM技術(shù)人才需求調(diào)研建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級給土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)帶來巨大挑戰(zhàn)，目前我校的人才培養(yǎng)方案主要側(cè)重于培養(yǎng)常規(guī)的土木工程設(shè)計、施工和管理人才。修訂專業(yè)培養(yǎng)方案前，筆者對國內(nèi)裝配式建筑研發(fā)、設(shè)計、生產(chǎn)、施工企業(yè)進行了調(diào)研。采用調(diào)查問卷和訪談形式，對裝配式建筑和BIM技術(shù)的應(yīng)用情況、裝配式建筑和BIM技術(shù)人才類型、企業(yè)的裝配式建筑和BIM技術(shù)崗位人才能力的需求等方面進行了調(diào)研。2.1.2制訂裝配式建筑和BIM技術(shù)的教學(xué)目標(biāo)我校土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)的定位為：具有土木工程領(lǐng)域工程勘察、結(jié)構(gòu)設(shè)計、科學(xué)研究、建造技術(shù)、工程檢測和施工管理等方面的專業(yè)知識和基本技能，具備國家注冊建造工程師、結(jié)構(gòu)工程師、監(jiān)理工程師等執(zhí)業(yè)資格必需的知識和素質(zhì)，以及較強的實踐和創(chuàng)新能力，具有團隊精神和一定國際視野的高級工程技術(shù)及管理人才。學(xué)生應(yīng)具備的專業(yè)核心能力包括：工程制圖能力、結(jié)構(gòu)分析能力及施工與管理能力。根據(jù)前期調(diào)研的結(jié)果，在原有知識、能力的基礎(chǔ)上，增加了熟悉BIM技術(shù)在建設(shè)全壽命周期的應(yīng)用，掌握BIM結(jié)構(gòu)分析方法，具備BIM建模及將設(shè)計模型深化為施工模型的能力，懂施工技術(shù)仿真和三維技術(shù)交底，熟悉裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計，具備預(yù)制構(gòu)件的拆分及深化設(shè)計的能力。2.1.3修訂人才培養(yǎng)方案在保留土木工程專業(yè)核心知識的前提下，對原有土木工程專業(yè)培養(yǎng)方案進行補充調(diào)整。把裝配式建筑和BIM技術(shù)知識、能力要求轉(zhuǎn)化到培養(yǎng)方案和教學(xué)內(nèi)容中，把通過行業(yè)分析得出的崗位需求轉(zhuǎn)化為課程設(shè)置綱要，把通過崗位需求調(diào)研得出的通用能力、核心能力、綜合能力按課程結(jié)構(gòu)原理劃分為不同的課程模塊，再把這些課程模塊所需的知識、能力、素質(zhì)按一定順序組合，確定出能力培養(yǎng)所需的理論教學(xué)和實踐教學(xué)的具體內(nèi)容。

2.2裝配式建筑和BIM技術(shù)課程體系的構(gòu)建

教學(xué)團隊分析裝配式建筑和BIM技術(shù)要求的能力體系與土木工程專業(yè)課程體系的關(guān)系，分解核心能力，劃定培養(yǎng)裝配式建筑和BIM核心能力的支撐課程。在滿足《高等學(xué)校土木工程本科指導(dǎo)性專業(yè)規(guī)范》的基礎(chǔ)上，通過課程的增設(shè)、融入和整合等方式，構(gòu)建基于裝配式建筑和BIM技術(shù)的“三階段”課程體系，如圖1所示。該課程體系具有多學(xué)科交叉融合的特點，能夠有效推動新技術(shù)與土木工程專業(yè)知識、能力、素質(zhì)培養(yǎng)要求的深度融合，實現(xiàn)對專業(yè)的升級改造。第一階段(初級課程模塊)：增設(shè)裝配式建筑概論、BIM技術(shù)基礎(chǔ)兩門課程，讓學(xué)生學(xué)習(xí)裝配式建筑和BIM技術(shù)的基礎(chǔ)知識，了解裝配式建筑和BIM技術(shù)的發(fā)展歷史和趨勢，初步掌握BIM建模軟件的操作方法，培養(yǎng)學(xué)生的通用能力，為后續(xù)階段打下基礎(chǔ)。第二階段(融入式課程模塊)：將裝配式建筑和BIM技術(shù)的相關(guān)知識融入土木工程制圖、房屋建筑學(xué)、混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計、土木工程施工、工程項目管理等專業(yè)課程中。通過多課程聯(lián)合教學(xué)，提升學(xué)生的裝配式建筑和BIM技術(shù)綜合應(yīng)用能力，使學(xué)生具備三維建模以及裝配式構(gòu)件深化設(shè)計、生產(chǎn)和裝配的專業(yè)核心能力，對BIM技術(shù)在各專業(yè)應(yīng)用方面產(chǎn)生較為全面的了解。第三階段(整合式實踐模塊)：培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，設(shè)置裝配式建筑和BIM技術(shù)教學(xué)實踐環(huán)節(jié)，讓學(xué)生通過裝配式建筑課程設(shè)計和生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計、BIM創(chuàng)新競賽等實踐環(huán)節(jié)進行綜合訓(xùn)練并提升專業(yè)核心能力。圖1基于裝配式建筑和BIM技術(shù)的“三階段”能力體系與課程體系關(guān)系圖

2.3基于裝配式建筑和BIM技術(shù)的課程教學(xué)改革

針對學(xué)生的專業(yè)核心能力培養(yǎng)更新教學(xué)內(nèi)容，融入裝配式建筑和BIM技術(shù)的相關(guān)內(nèi)容，實現(xiàn)對原有課程的升級改造。如在房屋建筑學(xué)課程中增加裝配式建筑設(shè)計及構(gòu)造的內(nèi)容，在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計課程中增加裝配式建筑構(gòu)件和節(jié)點連接的內(nèi)容，在土木工程施工課程中增加裝配式建筑構(gòu)件施工工藝的內(nèi)容等，如圖2所示。教師可借助BIM技術(shù)平臺，豐富教學(xué)內(nèi)容，推進課程教學(xué)方法的改革，開展創(chuàng)新思維訓(xùn)練，提升課程的教學(xué)質(zhì)量。在土木工程制圖、房屋建筑學(xué)課程中利用BIM技術(shù)進行三維建模和漫游動畫演示，讓二維圖紙變成三維的數(shù)據(jù)模型，加深學(xué)生對空間關(guān)系和建筑構(gòu)造的理解；在混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計課程中用BIM三維建模展示鋼筋的布置，將抽象知識點直觀化，輔助學(xué)生加深對建筑結(jié)構(gòu)及構(gòu)造的理解；在土木工程施工、工程項目管理課程中，利用BIM技術(shù)模擬施工過程和碰撞檢查，并利用模型進行質(zhì)量、進度、成本綜合管理及場地布置等[2]，如圖2所示。通過以上方式，將BIM技術(shù)貫穿整個專業(yè)課程教學(xué)過程，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)專業(yè)知識的同時，了解和掌握BIM技術(shù)。

2.4實踐教學(xué)體系的優(yōu)化與整合

教學(xué)團隊將裝配式建筑和BIM技術(shù)融入土木工程專業(yè)實踐環(huán)節(jié)，開展多學(xué)科交叉的全過程創(chuàng)新實踐活動。如在課程設(shè)計、生產(chǎn)實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計中，增加了裝配式建筑和BIM技術(shù)的實踐教學(xué)環(huán)節(jié)[3]，組織學(xué)生參加各層次的裝配式建筑及BIM技術(shù)創(chuàng)新競賽活動，通過全過程不間斷的創(chuàng)新實踐，提高學(xué)生的裝配式建筑和BIM技術(shù)應(yīng)用水平。具體措施如下。一是重新設(shè)計相關(guān)創(chuàng)新性實驗課程。將鋼筋混凝土受彎構(gòu)件實驗合并到建筑結(jié)構(gòu)實驗課程中，與建筑結(jié)構(gòu)類實驗方法交叉融合。同時，引進先進的教學(xué)技術(shù)手段，增加了鋼筋混凝土梁、短柱的虛擬仿真實驗，實現(xiàn)虛實結(jié)合的教學(xué)模式。二是基于BIM技術(shù)進行混凝土結(jié)構(gòu)課程設(shè)計的改革與實踐。對于樓蓋結(jié)構(gòu)課程設(shè)計，在手算完成結(jié)構(gòu)設(shè)計的基礎(chǔ)上，要求學(xué)生運用PKPM軟件進行三維結(jié)構(gòu)模型建立、結(jié)構(gòu)分析計算、施工圖繪制等操作。利用BIM三維模型的可視化、模擬化等特點，加深學(xué)生對空間關(guān)系和建筑構(gòu)造的理解，提升理論教學(xué)效果。三是畢業(yè)設(shè)計增設(shè)裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計和BIM技術(shù)方向的選題[4]。鼓勵基礎(chǔ)好的學(xué)生，利用畢業(yè)設(shè)計對裝配式建筑結(jié)構(gòu)及BIM技術(shù)進行深入學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生綜合應(yīng)用BIM技術(shù)的能力，使學(xué)生掌握BIM技術(shù)在工程項目設(shè)計、施工模擬和招投標(biāo)中的應(yīng)用，為今后的擇業(yè)就業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。四是鼓勵學(xué)生參加與裝配式建筑和BIM技術(shù)相關(guān)的學(xué)科專業(yè)競賽，提高學(xué)生的協(xié)同工作能力和實踐能力[5]。如鼓勵學(xué)生積極參加“高教杯”全國大學(xué)生先進成圖技術(shù)與產(chǎn)品信息建模創(chuàng)新大賽、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計信息技術(shù)大賽、全國高校BIM畢業(yè)設(shè)計創(chuàng)新大賽、CAD制圖大賽，學(xué)生通過學(xué)科競賽，既提升了綜合應(yīng)用BIM技術(shù)及裝配式建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計計算的能力，又提高了創(chuàng)造性思維能力，通過分工協(xié)作，還鍛煉了溝通能力與協(xié)作能力。五是邀請行業(yè)、企業(yè)的專家到學(xué)校開展裝配式建筑和BIM技術(shù)方面的學(xué)術(shù)報告和專題講座活動。通過學(xué)術(shù)報告和專題講座擴展學(xué)生的知識面，使學(xué)生了解建筑業(yè)中的新技術(shù)及其應(yīng)用。六是加大建設(shè)BIM技術(shù)中心的投入。圍繞裝配式建筑和BIM技術(shù)的實施要求，完善相關(guān)BIM軟、硬件教學(xué)條件，學(xué)院增加了計算機設(shè)備和BIM相關(guān)軟件方面的投入，與企業(yè)共建BIM實驗室和BIM中心，中心擁有PKPM，AUTOCAD，廣聯(lián)達算量軟件和橋梁博士等專業(yè)軟件，極大地擴充了教學(xué)資源，為學(xué)生提供了良好的BIM軟件學(xué)習(xí)環(huán)境。

3建設(shè)成效

裝配式建筑和BIM技術(shù)的應(yīng)用是建筑業(yè)發(fā)展的必然趨勢，作為應(yīng)用型本科學(xué)校，山東理工大學(xué)土木工程專業(yè)主動適應(yīng)社會和行業(yè)的需求，積極探索“工程+計算機+土木+信息”多學(xué)科交叉融合的課程體系和教學(xué)內(nèi)容，創(chuàng)新教學(xué)方法和手段，重視開展全過程的創(chuàng)新實踐活動，在近幾年的人才培養(yǎng)中，取得了較好的成效。2020年，我校土木工程專業(yè)獲批校一流專業(yè)，混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計原理課程獲批國家級線上線下混合式教學(xué)一流課程；學(xué)生在各類BIM技術(shù)應(yīng)用、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計的創(chuàng)新賽事中獲得了較好的成績，如表1所示。畢業(yè)生工程實踐能力強，普遍受到用人單位歡迎，一次就業(yè)率一直維持在98%以上；多名畢業(yè)生被國企和地方設(shè)計、施工企業(yè)的BIM中心錄用，從事BIM設(shè)計施工管理工作，學(xué)生就業(yè)能力提高，就業(yè)選擇增加，滿足了行業(yè)需求。

4結(jié)語

山東理工大學(xué)基于裝配式建筑和BIM技術(shù)的土木工程專業(yè)升級改造的實踐證明，該模式將裝配式建筑和BIM技術(shù)融入高校土木工程專業(yè)教學(xué)體系，通過優(yōu)化人才培養(yǎng)方案、重構(gòu)課程體系及課程綜合改革，推動了土木工程專業(yè)的改造升級，使人才培養(yǎng)更具針對性，較好地實現(xiàn)了人才培養(yǎng)目標(biāo)，適應(yīng)新型建筑工業(yè)化發(fā)展的需要。

參考文獻

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作者：劉建平 賈致榮 王春光 王軍柏 單位：云山東理工大學(xué)建筑工程學(xué)院