基于BIM大赛的土木工程专业毕业设计教学改革实践

张 冰

（吉林建筑科技学院土木工程学院，吉林 长春 130114）

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。

表1 新旧任务书及指导书对照表

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）。

图1 识图和建模对比-图纸修改

3.2 BIM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。

图2 CAD绘制及BIM应用对比主体阶段施工现场平面布置图

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

图4 工程量清单计价对比-屋面防水

4 BIM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。