BIM技术在民办本科院校的教学改革与探讨——以马鞍山学院建筑结构方向毕业设计为例

潘随伟，张宇，陈秀玲，葛根旺，范美玲，任安琪

（马鞍山学院，安徽 马鞍山 243100）

毕业设计是当代大学生在大学时期最后一门必修实践教学环节，也是必不可少的一门课程，土木工程专业的设立至今已有很多年历史，然而在民办本科高等院校中土木工程专业的设立时间还不是太久，尽管民办高校在教学环节、教学体系以及基本教学条件等方面日趋完善，但在一些教学方法上却过于保守。例如大学里最为重要的教学实践环节之一是毕业设计。

毕业设计中建筑结构方向学生的大多题目是以某一地区的实际工程项目为参照。用现实工程问题来考查学生对问题的发现和解决能力，同时也是学生对所学知识的整理，进而综合性考验学生的应用能力。然而，传统模式下的民办院校毕业论文就存在诸多问题。以马鞍山学院土建类学生的毕业论文为例，主要体现在以下几点。

①毕业设计题目选型单一，基本上是多层钢筋混凝土框架结构，结构形式较为简单。对于高层、超高层建筑几乎没有，考虑到毕业论文题型出现这种现象主要是因为复杂结构形式，会造成大部分学生无法完成繁重的手工计算，这样就造成毕业设计缺乏实践意义，让所学知识得不到充分利用。

②就业时间和毕业设计时间重合，很多用人单位比较希望学生能够尽早上岗实习，以满足企业发展需要，造成学生顾此失彼，对毕业论文所需的时间和精力投入不足，不能按要求完成。有些学生为了完成毕业任务而勉强将就，有些学生甚至抄袭别人的设计，造成毕业论文失去意义。

自2016年以来，国家推出相关鼓励政策，对BIM技术的支持和推广力度不断加大，高等教育院校开始逐步重视BIM技术的应用，部分企业和单位联合成立BIM技术的科研中心[1]，并在人才培养方案中设置BIM相关课程和实践训练环节，对BIM技术应用开展研究工作。国内许多学者也对BIM技术在高等教育的应用情况和问题，提出自己的看法。贺兴宏等[2]基于塔里木大学土木工程专业教学中BIM技术的应用情况，提出针对高等院校土木专业来说，全力培育BIM技术人才是社会发展必然的结果，深化BIM技术在教学中改革的方式，不仅使学生的思维与动手能力得到提升，而且对教学质量与教学效果也有益处的观点。杨博等[3]将建筑信息模型技术应用到土木工程专业的毕业论文的教学中，阐述了广东石油化工学院土木工程专业毕设的应用模式与具体改革方式，并获得较好效果，为更好推广BIM在普通本科院校的应用，提出鼓励师生们参与BIM技术相关培训和BIM类比赛，以及主动参加相关的实践项目，提高BIM技能三点建议。杨光等[4]分析了BIM技术在土建类毕业设计论文应用中存在的主要难点，对传统模式下土木工程毕业设计模式进行改革，运用团队合作的方式，将理论知识和BIM类软件结合应用，并得到理想的成果。王丽丽等[5]综合国内民办高等学校土木工程毕业设计当前的现状，阐述了在全国较多BIM类竞赛的背景下，分别从学校和用人企业等视角分析建筑信息模型技术对土建类学生毕业设计的影响，并提出了传统模式下的毕业设计方式已不能较好地符合现代社会技术发展的需求，在土木专业毕业设计论文中引入建筑信息模型技术的改革措施具有很好的实践意义。吴小强等[6]阐述了在国内BIM类竞赛的促进下，结合土木专业毕设，分析怎样运用建筑信息模型技术完成毕业设计，得出利用建筑信息模型技术和传统的人工计算方式相结合，不仅学生学习的积极性和主动性得到了提高，而且提升了毕业设计结论的质量。何夕平等[7]指导学生利用BlM技术完成施工类毕业设计，采用组织学生成立小组，分配各自工作，合理安排施工类毕业设计的进程，指导成员个人学习和集中学习相结合，加强对毕设过程督促、检查与指导，获得较好成效。

为更好地符合建筑行业和社会对土建类人才的需要，在国内BIM竞赛的背景下，马鞍山学院建筑工程院本着“以赛促学、以赛促教”的理念，鼓励学生积极参加各种BIM类比赛，使其对BIM技术进一步学习、掌握。同时在教学和实践应用上将BIM技术融入教学课程中，展开相关研究工作，在人才培养方案中设置了BIM相关课程和实践训练环节。马鞍山学院自2018级学生开始在土建类专业人才的培养方案中陆续增加“BIM技术应用”“BIM技术参数化建模基础”和“建筑结构设计软件实训”等课程，并积极组织学生参加省级、国家级BIM类比赛；
2020年申报成功“1+X”BIM职业技能等级证书制度试点，积极开展基于BIM的专业技能培训与竞赛，学院建立BIM综合实训室、成立BIM教学团队，在土木工程专业的毕设课题中加入BIM技术，将建筑信息模型技术应用到传统土木工程毕设的方式完成毕业论文，取得了较好成果。

3.1 毕业设计任务书的形式与内容

土木工程专业房屋建筑方向的毕业设计主要任务是建筑物的建筑设计和结构计算这两项工作，而且要求学生完成建筑施工图与结构施工图的绘制工作，并完成计算书。毕业设计内容不仅符合学校教学大纲的有关基本要求，而且还要具有一定可行性，最后利用建筑信息模型技术的毕设内容要具有明确成果输出，着重表现建筑信息模型技术在毕设中的成果。

3.2 利用BIM技术的毕业设计实践

3.2.1 房屋的建筑设计

根据任务书要求编写土建工程部分的设计总说明，通过BIM类软件（例如Revit软件等）设计建筑物，并完成建筑模型，利用相关软件（例如Revit软件等）的自动成图功能输出各楼层的建筑平面图、立面图、相关剖面图及三维模型视图等内容。在毕业设计中，鼓励学生依据相关专业理论知识与规范要求，采取CAD绘图软件对BIM类软件输出的图纸加以修改和完善，然后补充建筑设计总说明，最终形成一套完整的建筑施工图纸。

3.2.2 房屋的结构设计

根据任务书中的建筑方案进行房屋的结构布置，利用BIM正向设计类软件（例如：广厦结构CAD或者PKPM等软件）建立相应的结构计算模型，并通过BIM软件的自动成图功能输出各楼层的结构施工图，运用CAD软件对BIM软件输出的图纸进行修改和完善，添加规范要求标注，标注主要构件（例如梁、柱等）的截面尺寸和定位尺寸，形成一套完整的结构施工图。

3.2.3 结构计算

运用建筑信息模型关于建筑结构计算与分析软件（例如广厦结构CAD或者PKPM等软件）对建筑结构部分进行计算。按照土木工程房屋建筑结构设计要求，整合BIM类软件输出的结构设计相关计算内容，形成传统模式下的毕业设计计算书。

3.2.4 毕业答辩

运用BIM技术完成毕设的同学，需要制作PPT对毕设成果进行汇报，由指导老师及校外导师组成答辩小组，依据该生的平时表现，指导老师和评阅老师对其毕设作品给出分数，加上最后现场答辩情况，综合给出每位同学的最终成绩。

运用BIM技术完成土木工程专业毕业设计，虽然在过程中遇到了很多问题和困难，但是通过学生自主学习和专业老师指导，基本完满完成毕业设计任务。近年来马鞍山学院土建类专业通过BIM软件指导学生毕设之后，主要收获有以下几个方面。

①学生通过这次BIM毕业设计，一方面，不仅提高学习兴趣，而且让学生所学专业知识能够得到巩固，将大学所学的理论知识与专业软件相结合，为未来的实际工作中学习和掌握类似软件夯实基础；
另一方面，提升了毕设的质量，提高毕业生解决工程问题的实践能力，让学生真真切切地学到知识，培养和训练了实践技能，为未来从事的工作岗位奠定基础。

②在土建类毕设中，增加BIM技术对毕业设计的改革，将传统模式下的问题进行优化，减少了指导老师的工作量，提高了学生和老师的工作效率，指导老师能够从BIM软件中检查学生毕设，更加准确地指出学生毕设的失误，然后给予指导。对于指导老师来说，也可以在指导学生的毕业设计过程中提高自身的水平，尤其是针对学生在运用BIM软件过程中遇到的一些问题，可以针对性地研究。不过房屋的建筑结构设计不如全专业设计。在每小组毕业设计初始阶段，通过多专业（例如：土木、建环、给排水、工程造价等专业）合作完成毕业设计，以获得更丰富的设计成果。后期，课题组会尝试将土木、给排水、建环、造价等跨专业组合，来完成BIM毕业设计任务设计，为国家和社会培养出合格的工程师。