土木工程毕业设计篇1
摘要：通过BIM大赛，开拓了改革的思路，指引了改革方向。本文以土木工程专业毕业设计改革为例，从提炼教学内容、落实改革方案、BIM和专业知识的衔接、部分毕业设计作品参加BIM大赛等方面分享了改革的经验及取得的成效，以期对土木工程专业信息化系列课程改革起到促进作用。
关键词：BIM大赛；改革方向；土木工程；毕业设计；知识衔接
近年来，BIM技术在土木工程中应用越来越普遍并已趋于成熟，企业对BIM人才需求越来越紧迫，要求的标准也越来越高。为了更贴合企业的需求，企业和许多软件研发公司在国家相关政策指引下，和行业协会共同举办了各类BIM大赛共同商讨大赛内容，制定比赛规则，以促进学生BIM知识及技术的应用能力。各高校也积极探索BIM信息化人才培养的途径和方法，吉林建筑科技学院（以下简称我校）以继续加深BIM技术产学研合作为目的，与中国建设教育协会，深圳市斯维尔科技股份有限公司、广联达科技股份有限公司、品茗安控信息技术股份有限公司、吉林省求实建设软件有限公司等企业建立了校企合作协议，并参加其举办的各类BIM大赛。结合赛况反馈，对土木工程专业的毕业设计进行改革探索，本文通过毕业设计改革实际做法的总结，分享我校土木工程专业的做法及经验，以期对土木工程专业深化教学改革起到启发和促进作用。
1基于BIM大赛共同特性的土木工程专业毕业设计教学内容的提炼
考察历年的BIM比赛，总结其内容有BIM土建建模及应用、BIM造价管理、BIM招投标应用、BIM施工组织设计、BIM5D施工管理、BIM装配式建筑、BIM智能建造等；涉及的软件类型有：Revit结构建模软件、计量软件、计价软件、模板和脚手架设计软件、场地布置软件、进度计划软件、漫游及碰撞软件等。土木工程专业有传统的建筑、结构、施工一体化的3阶段毕业设计，还有全周期的工程量清单计价及施工组织设计等。传统毕业设计的内容涵盖了建筑设计、结构设计、施工方案、施工现场平面布置、施工进度计划、模板及脚手架设计、工程量清单、招标控制价等。从历年BIM大赛的内容上看，比较全面地考查了土木工程专业的内容。这样就可以考虑在传统毕业设计中对应融入BIM的内容，BIM大赛为土木工程毕业设计提供了改革思路和方向。
2毕业设计改革实施方案
2.1增加设计组类别
保留传统的毕业设计组类别，增加了“BIM施工组织设计”“BIM工程量清单计价”两个设计组。
2.2编写新增设计组的毕业设计任务书及指导书
新增设计组的任务书和指导书在原有内容的基础上增加BIM内容。BIM施工组织设计中，与旧版设计相对应的内容有：BIM场布对应施工现场平面布置图，BIM模板脚手架对应模板和脚手架设计施工图，BIM网络进度计划及BIM4D对应进度计划编制。在BIM工程量清单计价中，与旧版设计对应的内容有：BIM计量对应工程量计算、BIM计价对应清单计价及定额计价、BIM5D对应进度安排及资金安排等。把这些对应的内容，有效衔接并安排好学习步骤及学习时间是任务书及指导书编制的重点和难点。新任务书增加了使用BIM软件的类型、学习BIM视频的网址、BIM技术应用点、提交BIM成果等内容；新指导书的编制增加BIM建模步骤、BIM各软件及其应用范围、BIM及专业两部分知识衔接的进度安排等内容。新旧任务书及指导书的对照如表1。
2.3制定选拔学生方案
传统的毕业设计，学生可以根据自己就业的方向自愿填报毕业设计组，然后由毕业设计负责的教师和学生组长整理大家的意愿，完成合理分组。新增的BIM设计组，学生不仅要完成BIM与专业两项设计内容，而且还要用部分设计作品参加BIM设计大赛。要在大赛中取得好成绩，选拔学生这一环节也很重要。学生的选拔以计算机应用能力、识图能力、施工技术及工程造价理论课及对应的课程设计成绩等为主要依据，择优录取“有BIM专长”及“有BIM大赛经验”的学生。
3基于BIM应用和专业知识有效衔接的毕业设计改革
BIM应用和专业知识的有效衔接，是毕业设计改革的重点。
3.1针对传统设计和BIM设计两者的穿插教学
内容安排要合理。建模和识图，合理穿插教学。建模结合软件的视频讲义和BIM教师操作讲解，识图结合“101制图规则与构造详图”的图集和专业教师课堂讲解。内容细化到每一个房间，再细化到每一个构件，最后细化到复杂节点。实践证明，在不断修改纠错的过程中，不仅使学生产生浓厚的学习兴趣，而且学生识图能力和建模能力也明显提高。下图为新增BIM设计组建模的部分成果展示。利用BIM的可视化特点，可以发现图纸的不合理之处，进而对图纸进行修改（图1）。
3.2BIM及专业的有效衔接
保留传统毕业设计内容，增加BIM场布软件的应用，使BIM及专业达到了有效的衔接。专业教师先讲解施工现场平面布置的原则、步骤、内容、图例表示方法，页面布局等，并要求学生完成CAD的场地布置图。然后学生通过场布软件的学习，自然能够完成合理的场地布置，BIM教师需要指导软件的用法，学生可在BIM老师的指导下完成动画模拟。如图2，新增BIM毕业设计组场布的部分成果展示。
3.3手工算量与BIM图形算量相结合
保留传统设计的手工计量计价内容，对照BIM图形算量，可加深对计量规则的学习及计价的实际应用。BIM工程量清单计价毕业设计，是BIM设计改革的主要内容，因为BIM计量计价在工程实践中应用已经很成熟，各大公司软件的准确性也在逐年提高，学生就业需求也呈上升趋势。专业教师讲解工程量计算规则，学生结合图纸完成手工算量计算书，计算书要体现外边线、轴线、中线的概念及计算规则。BIM教师结合软件视频讲解计量模型的建立，学生学会算量公式设置，计算规则参数的设置等，并通过手工算量和模型算量对比，达到修正计算书，精准建模的学习目标。专业教师讲解如何确定清单项目组价定额项目，综合单价计价方法，学生完善计价软件的清单编制及组价。完成传统设计的招标控制价，并与软件导出的招标控制价进行对比，使专业知识和软件应用很好衔接，真正实现BIM的实际应用。新增BIM设计组的工程量清单计价的部分成果展示。如图3，图4。图3工程量清单计量的对比-砌块墙的工程量计算
4BIM毕业设计成果与BIM毕业设计大赛的结合
用BIM毕业设计成果同时参加各类BIM毕业设计大赛。从2016年的BIM毕业设计试点改革开始，每年组织设计组的学生参加BIM毕业设计大赛。在传统毕业设计的基础上，按照主办方要求准备大赛的作品，因为毕业设计中使专业知识和BIM技术做了有效的衔接，学生对比赛的内容产生了浓厚的兴趣，进而提高了学生参赛的积极性。2016-2021年学生获得大赛奖励30余项。其中特等奖3项，一等奖6项。同时在大赛中总结经验，逐渐完善毕业设计改革，取得了明显成效。
5结语
BIM是21世纪建筑领域的一个热门发展技术，各企业、各高校都在努力尝试如何将BIM和专业相融合。本文结合改革实践，将BIM毕业设计大赛与土木工程专业毕业设计相融合，专业知识将通过BIM可视化等特点被应用到每个工程阶段，BIM毕业设计成果同时参加BIM大赛。极大地提高了BIM毕业设计作品的质量并实现了创新，BIM毕业设计改革取得了明显成效，促进和深化了土木工程专业信息化的系列课程改革，起到了很好的借鉴作用。
作者：张冰 单位：吉林建筑科技学院土木工程学院
土木工程毕业设计篇2
1引言
本科毕业设计是对学生大学四年理论知识掌握程度和解决实际问题能力的综合考察，是教学过程最后阶段的总结性实践教学环节，传统土木专业毕业设计普遍存在以下问题[1-4]：（1）土木毕设以单一考查学生结构设计能力为主，这与多数本科毕业生从事施工、造价或管理工作的就业现状不符。（2）集中在第八学期的毕业设计与大学四年期间的各类课程设计相互脱节，学生无法串联和综合运用专业知识。（3）多数大四学生因考研或实习造成毕设投入不足，使得原本时间紧迫的毕设无法保质保量完成。（4）传统土木毕设成果仍以CAD、文本等二维方式展示，与现代建筑行业追求的多维建筑信息表达方式脱节。为解决上述问题，我校土木工程专业探索将BIM技术融入本科毕业设计，提出基于BIM的“横向拓展、纵向贯穿、分段递进、多专业协同”的全新毕设模式，满足现代建筑信息化时代对土木高级人才的需求。
2基于BIM的土木毕业设计新模式
BIM技术具有可视化、一体化、参数化、仿真性、协调性、优化性、可出图性和信息完备性等特点[5]，在毕业设计过程中应用BIM技术，对培养土木专业学生的综合能力起到事半功倍作用。基于BIM土木毕设新模式的总体思路：（1）横向拓展。突破以结构设计为主的单一模式，拓宽土木工程专业毕业设计任务，综合训练土木学生的“设计、施工和管理”三大专业能力。（2）纵向贯穿。从方案优化、工程设计、造价管理、施工组织设计，直至5D项目管理等建设环节，全程贯穿运用BIM技术，实现土木建造全过程数字模拟。（3）分段递进。将毕业设计分解为十个阶段穿插到各个学期，以课程设计方式分段递进，专业课程教学计划及分解毕设排序依据BIM虚拟建造工序进行合理匹配。（4）多专业协同。以土木专业为主相关专业为辅，组建导师团队和学生团队，以多专业协同方式完成联合毕业设计。具体安排如表1所示。
3实践案例
3.1任务布置
以我校2016级土木卓越试点班毕业设计改革为例，毕设选题以校园在建的实际工程为案例，如《某大学学生宿舍楼基于BIM技术的虚拟建造》，总体任务要求：以某大学学生宿舍楼为工程案列，综合运用土木工程专业包含的设计、施工和管理三大族群的核心知识，借助最新的BIM数字化和多专业协同技术对该工程从方案优化、工程设计、造价管理、施工组织设计，直至5D项目管理等建设环节进行全过程模拟。设计内容分为六大专业模块，具体要求如表2所示。
3.2组织及流程
组建BIM导师组和学生设计团队，制定工作流程和阶段计划。本次毕业设计的指导老师由以往的单一导师制改为BIM导师组，导师组成员以土木专业为主，根据需要加入建筑、设备和工管等相关专业教师，要求是具有丰富理论教学和工程实践经验的“双师型”教师。在学生团队组建时，借助BIM协同设计的工作思想，推行以土木专业为主、多专业协同毕业设计模式，帮助学生将土木专业相关知识横向拓宽，加深对工程建造全过程、全专业的整体理解。毕设任务在大学第3学期下发，直至第8学期全部完成，毕业设计的流程如图1所示。
3.3成果展示
采取毕设分解方式，通过三年的教学实践，在师生的共同努力下，完成了传统毕业设计所不可能完成的任务。优秀毕业设计成果展示如下：
4结语
本次土木专业毕业设计覆盖设计、施工和管理三大族群的核心知识，并借助最新的BIM数字化技术对工程建造进行全过程模拟，专业知识宽广、应用软件众多、工作量远超传统土木专业的毕业设计的教学内容。教改过程中遇到的困难主要表现在：（1）在现有课程中融入BIM知识和工程实践知识，对过去只擅长理论教学的教师带来更大的教学挑战；（2）专业知识拓宽及大量BIM软件学习，对学生的学习和动手能力提出较高要求。上述困难可以通过“引导、奖励、选择、分流”等教学管理手段加以解决。通过本次毕业设计的教学改革，学生在系统学习专业知识的基础上，逐步掌握BIM实操技术，基本实现本科毕业时达到对BIM技术进行综合运用程度；多专业间协同和团队协作模式也锻炼了学生合作意识和全局意识，为成为卓越工程师奠定基础。同时，教师团队的业务能力和教学水平也明显提升，为今后从事更广泛的BIM教学和工程实践创造条件。我校探索形成“横向拓展、纵向贯穿、分段递进、多专业协同”的全新毕设模式，可以为高校土木及相关专业的BIM教学改革提供参考。
作者：李文盛 单位：长江大学城市建设学院
土木工程毕业设计篇3
毕业设计是本科生在校期间专业教育中综合性和实践性极强的最后一个教学环节，是学生运用所学基础理论、专业知识和基本技能进行工程系统设计的综合性训练，对于提高和培养学生的综合素质和工程能力、实际动手能力、勇于探索的创新精神，具有其他课程所不可替代的重要作用。目前毕业设计主要存在以下问题[1-4]：选题单一，与工程实际脱节；学生认识不够，积极性不高，存在抄袭现象；指导教师对学生要求不严；就业和研究生面试的问题等。针对上述问题，相关高校老师对此都做了相关研究。马芹永[1]提出采取学校与就业单位联合指导方式，相近专业的毕业设计联合指导方式，建立毕业设计的教学基地。孙文彬[3]介绍了深化质量意识,加强过程质量控制。舒赣平[4]介绍了毕业设计实践教学基地的培育和建设，探索以工程为背景、以创新精神、综合素质和工程能力培养为目标的“研究型”毕业设计教学新方法。本文在提高课程设计质量改革的基础上[5]，进一步对提高毕业设计质量进行研究，主要结合湖南科技大学土木工程学院岩土与地下工程系的毕业设计实践，对毕业设计进行研究，从毕业设计分组、选题、指导方式、过程控制、答辩等方面进行改革探索。
1毕业设计分组
湖南科技大学及其他高校[4]实行的是学生自主选择指导老师的方法，有可能会出现名人效应与从众心理，学生选择教授、副教授、院长、副院长、系主任作为指导老师，而选择刚毕业的年轻老师则很少。同时，每个老师所带学生也不一样，成绩好的集中在某几个老师，成绩差的会集中在另外一些老师。湖南科技大学土木工程学院岩土与地下工程系每年承担本部地下方向和潇湘学院地下方向学生的毕业设计。为克服上述存在的局限性，在大三下学期临近期末开始分组。第一步是根据系部老师的人数(如岩土与地下工程系是10人)，按照学生前三年的成绩排名，每10名学生分一组（如第1名～第10名一组，第11名～第20名一组……，如果最后不够10人，则用空白代替，凑成10个）。第二步是把每组中每个学生的名字打印或写在一个小纸条上，折叠起来，然后在系部办公室抓阄。第一组是10名的学生，每个老师抓一个；第二组是11～20名的学生，每个老师抓一个……；最后一组，如果老师抓到的是空白纸条，则该老师少带一个学生。通过上述分组，能够保证每个老师所带的学生中，既有成绩好的，也有成绩一般的，比较均匀，也很公平。分组后，每个指导老师根据所带的学生情况，在本部和潇湘中各选出一名学生，负责联络该老师所指导的本部和潇湘的其他学生。
2毕业设计选题与实习工地及工作结合
针对目前毕业设计选题单一，与实际工程脱离等问题，有些院校提出了相应的措施，如建立毕业设计的教学基地，与设计院、施工单位联合，让学生针对具体的工程进行毕业选题与毕业设计，实行双导师制，学校指导老师和教学基地指导老师共同指导。随着高校的扩招，岩土系每年所带的毕业设计有150个左右，并不现实，为此采取以下几种方式。①扩展新的设计方向。岩土与地下方向学生的毕业设计大致为三个方向，隧道为主的毕业设计、基坑为主的毕业设计、边坡为主的毕业设计。扩展毕业设计范围，如将地基处理、道路路基设计、涵洞设计、特殊型式的隧道、基础及部分上部结构设计等作为新的毕业设计方向。②以研究报告代替毕业设计。因材施教，对于成绩非常优秀且已经录取为研究生的学生，可以无需做毕业设计，可以写一份研究报告，作为毕业设计。③以学生实习的工程为毕业设计题目。分组指导老师在安排实习的时候，要求学生提前在实习工地熟悉工程概况、地质资料，要学会看图纸，并把相应的资料拷贝或者复印，作为毕业设计资料及题目。④与学生的工作单位结合。学生签订工作单位的，则尽量让学生能够在工作单位实习，并以工作单位提供的工程依托作为毕业设计题目。⑤以老师的横向课题或纵向课题的工程依托为题目。以岩土与地下工程系老师为主，如果岩土与地下工程系没有课题的老师，可以向其他老师或者其他系部老师的课题借阅参考，也可以向在施工单位、设计院、其他高校上班的同事、朋友寻找实际工程资料。⑥网上搜索和图书馆借阅相关毕业设计资料。网上搜索毕业设计方向的工程，可以出现很多，图书馆也有很多这方面的资料。但要注意这些资料必须经过指导老师的二次处理，才可以进行毕业设计。
3以指导老师为主，系部老师共同指导
分组学生的毕业设计指导以分组指导老师为主。考虑到每个老师的具体研究方向有所不同，则由系部老师共同指导。例如，由其他老师带领的学生，隧道工程的老师可以咨询与答疑。同时带学生的毕业设计的老师，也可以向系里其他老师进行咨询。为了更加方便答疑，要求系里老师加入学生的专业班级QQ群，在群里在线答疑。并把相关的最新规范、毕业设计模板与要求、图纸规格与要求发在群里共享。为了多锻炼学生独立思考，独立发现问题、分析问题与解决问题的能力，提倡学生不要只是局限于所学的教材与给定的毕业设计资料，要多去图书馆借阅相关的书籍、规范，也可以网上搜索。确实解决不了的，再找老师答疑。老师的答疑应以抛砖引玉为主，答案还得学生自己去寻找。
4严格过程控制，每周开见面会
由于毕业设计用时2～3个月，时间很长，且又不需要上课。如果不采取严格的过程控制，很多学生会放任自流，到最后完不成设计。有的是仓促成稿，更有甚者是拿别人的毕业设计或请做毕业设计。这与毕业设计目的是背道而驰的，为此，必须严格过程控制。指导老师每周至少开一次见面会，要求学生全部到场，不得无故请假。学生每周必须把所做事情及所有设计、计算进行汇报。每周见面会的内容主要是上一周已经做的内容，还有哪些部分本应完成的而没有完成，下周将要做的设计内容，设计中遇到的问题等。并且把老师的答疑写在专用的答疑记录本上，且上交存档。建立毕业设计QQ群，随时掌握进度和答疑。
5毕业设计中手算与电算及重复率查重的问题
5.1手算与电算
手算能让学生明白原理及公式的来龙去脉，能够验算是否合理，发现问题，有利于锻炼学生的动手与计算能力，缺点是费时、费事。电算算的快，能够一步到位，但很多学生搞不懂其中的原理，只知道输入相应的参数，就会出结果，至于结果对不对，则不做深究，更不会对结果进行分析。岩土与地下工程系采取的是以手算为主，电算作为辅助对比。对于成绩优秀的学生，鼓励其采取手算与电算两种方式，并用电算做优化设计与多方案比选。
5.2毕业设计重复率问题
查重有其好的一面，防止抄袭，鼓励创新。但也有其不好的一面，重复率低，不一定就是创新。为此，系部采取学校及学院的方法，对于校优秀毕业设计查重，其他的不查重。或者只是扩至院优秀毕业设计查重。优秀毕业设计是在优秀组答辩中产生，要求其做的毕业设计要有一定的水准，不能生搬硬套。
6分组答辩、二次答辩及成绩评定
答辩采取分组答辩与二次答辩，第一次答辩分普通组和优秀组答辩。优秀组答辩。要求学生做PPT汇报，系部所有老师均到场。学生通过做PPT，向老师和同学汇报，可以进一步提高办公软件的使用能力，锻炼增强实践操作能力，提升表达能力。普通组答辩。根据系部老师的人数，分成3个答辩小组，保证每个答辩小组都不会答辩自己所指导的学生，有利于公正、公平。第一次答辩不通过，采取修改毕业设计说明书和图纸，重新二次答辩。修改过程以指导老师负责为主，二次答辩则组成二次答辩小组进行答辩。成绩评定标准是平时成绩占60%，答辩成绩占40%。平时成绩由指导老师打分，最高分9分，最低分6分，并保证每组的平均分是7.5分。每个老师所带的学生，推荐参加优秀答辩的一律9分，并且与最高分对应，每组给一个最低分6分；如果推荐2个参加优秀组答辩，则给2个学生9分，并给2个学生6分。答辩成绩由其他老师根据学生制作PPT及汇报的情况、图纸与设计说明书的质量、回答问题情况等综合打分，而后取平均分作为答辩成绩，学生的指导老师不予打分。
7结论
根据学生的成绩，进行毕业设计分组，保证每个老师所带的学生中，既有成绩好的，也有成绩一般的，比较均匀，也很公平。毕业设计选题以工程实际背景为主，与实习工地和以后工作结合。指导方式以指导老师为主，系部老师共同指导；学生自己专研为主，老师仅起抱抛砖引玉作用。建立毕业设计QQ群随时掌握进度和答疑，每周至少开一次见面会，要求带上书面的资料进行答疑，并做记录。答辩采取分组答辩与二次答辩，第一次答辩分普通组和优秀组答辩，优秀组答辩要求做PPT汇报。第一次答辩不通过，采取修改毕业设计说明书和图纸，重新二次答辩。成绩评定标准是平时成绩占60%，答辩成绩占40%。平时成绩由指导老师打分，最高分9分，最低分6分，并保证每组的平均分是7.5分。答辩成绩由其他老师根据学生制作PPT及汇报的情况、图纸与设计说明书的质量而综合打分，而后取平均分作为答辩成绩，学生的指导老师不予打分。
参考文献
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作者：安永林 贺建清 陈秋南 岳健 单位：湖南科技大学 土木工程学院
