基于CDIOF-BIM的土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐與思考

秦衛(wèi)紅，姚一鳴，張志強(qiáng)，徐 照，陸金鈺

(東南大學(xué) 土木工程學(xué)院，江蘇 南京 211189)

新型建筑業(yè)通過信息技術(shù)驅(qū)動(dòng)，以工程全壽命期系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)、精益化生產(chǎn)施工為主要手段，整合工程全產(chǎn)業(yè)鏈、價(jià)值鏈和創(chuàng)新鏈，實(shí)現(xiàn)了工程建設(shè)的高效益、高質(zhì)量、低消耗、低排放。這不僅對從業(yè)人員知識體系的數(shù)字化、智能化和集成化提出了新要求，也對高校人才培養(yǎng)提出了更高要求：如何在保障基礎(chǔ)知識掌握上，培育學(xué)生綜合應(yīng)用的能力和掌握信息數(shù)字技術(shù)的能力。

畢業(yè)設(shè)計(jì)是大學(xué)生集成化培養(yǎng)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。隨著社會(huì)對人才多樣化要求的提高，高等教育開始向多樣化發(fā)展方向推動(dòng)，多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)的教學(xué)改革已成為研究熱點(diǎn)之一。多學(xué)科交叉畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式突破了專業(yè)限制，從科學(xué)關(guān)注的實(shí)際問題出發(fā)，利用各專業(yè)學(xué)生的專業(yè)技能，以團(tuán)隊(duì)合作形式進(jìn)行畢業(yè)設(shè)計(jì)，是對多學(xué)科交叉人才培養(yǎng)模式的延伸和拓展。

土木工程作為一門涉及多學(xué)科、多領(lǐng)域的綜合性學(xué)科，開展土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)已成為主流發(fā)展趨勢。當(dāng)前已有不少高校開展了聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)試點(diǎn)，然而都存在以下幾個(gè)關(guān)鍵問題：畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間有限，無法將多個(gè)專業(yè)有效融合，更多為幾個(gè)專業(yè)的簡單拼湊；不同專業(yè)學(xué)生之間溝通較少，缺少協(xié)作平臺，無法形成有效的團(tuán)隊(duì)合作。因此，聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用科學(xué)合理的指導(dǎo)管理方法，對課題選擇、團(tuán)隊(duì)組成、實(shí)施過程等多方面進(jìn)行改革。本文以東南大學(xué)土木工程專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)為例，以多學(xué)科交叉聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)為教學(xué)模式，進(jìn)行了相應(yīng)的教學(xué)實(shí)踐案例探索。

一、土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式探索的意義

(一)培養(yǎng)土木工程復(fù)合型人才的需要

早在 2007 年英國皇家工程院(RAE)發(fā)布的《Educating Engineers for 21st Century》中就曾指出，工程師應(yīng)當(dāng)扮演三種不同卻又相互關(guān)聯(lián)的角色：具有專業(yè)知識的技術(shù)專家；能夠在復(fù)雜環(huán)境中跨邊界工作的復(fù)合人才；具有創(chuàng)新精神和領(lǐng)導(dǎo)能力的挑戰(zhàn)者。《住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》(建標(biāo)規(guī)〔2020〕8號)中指出，應(yīng)加強(qiáng)系統(tǒng)化集成設(shè)計(jì)，推動(dòng)全產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同，加快信息技術(shù)融合發(fā)展。重點(diǎn)指出通過數(shù)字化設(shè)計(jì)手段推進(jìn)建筑、結(jié)構(gòu)、設(shè)備管線、裝修等多專業(yè)一體化集成設(shè)計(jì)，促進(jìn)多專業(yè)協(xié)同，提高建筑整體性。如今，土木工程正朝著超大跨、超高層方向發(fā)展，多專業(yè)協(xié)同要求增強(qiáng)、多學(xué)科交融增加。土木工程作為一個(gè)系統(tǒng)工程，是由多個(gè)處于不同環(huán)節(jié)、職能的專業(yè)協(xié)同完成，彼此相互依存，只有各專業(yè)的高效有機(jī)配合，才能較好地完成具體高尖項(xiàng)目工程。這就要求在對土木工程學(xué)生培養(yǎng)過程中，不僅加強(qiáng)專業(yè)基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)，同時(shí)還要具備一整套綜合能力，包括高效的人際交往、團(tuán)隊(duì)意識與協(xié)作能力等。

(二)解決當(dāng)前畢業(yè)設(shè)計(jì)題目類型單一、學(xué)科彼此割裂的有效途徑之一

傳統(tǒng)的土木類專業(yè)畢業(yè)設(shè)計(jì)題目通常由教師給定，一人一題，題目類型相對固定，實(shí)際內(nèi)容大同小異，一些題目甚至沿用多年，側(cè)重于對問題的驗(yàn)證，缺乏創(chuàng)新。不同學(xué)科之間由于缺少橫向聯(lián)系，只重視本專業(yè)理論知識的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，忽視相關(guān)專業(yè)知識的拓展，學(xué)生缺乏整體的大工程觀，其設(shè)計(jì)成果合理性脫離實(shí)際。這造成了學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)缺乏挑戰(zhàn)性、創(chuàng)新性和吸引力，直接導(dǎo)致了知識面不夠?qū)?、團(tuán)隊(duì)合作意識淡薄等問題。為此，借助畢業(yè)設(shè)計(jì)這一途徑，通過不同專業(yè)聯(lián)合設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生的主觀能動(dòng)性，群策群力，以為土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)注入新動(dòng)力。

(三)為畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)提出了新挑戰(zhàn)和新契機(jī)

當(dāng)前已有不少高校開展了聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)試點(diǎn)，然而都存在以下幾個(gè)關(guān)鍵問題：畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間有限，無法將多個(gè)專業(yè)有效融合，最后成為幾個(gè)專業(yè)的簡單拼湊；不同專業(yè)學(xué)生之間溝通較少，缺少協(xié)作平臺，無法形成有效的團(tuán)隊(duì)合作。因此，聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)需要運(yùn)用科學(xué)合理的管理方法，對課題選擇、團(tuán)隊(duì)組成、實(shí)施過程等多方面進(jìn)行改革。

基于此，本文提出基于CDIOF-BIM的土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式。

二、CDIOF-BIM教育理念

(一)CDIOF理論的提出

CDIO是構(gòu)思(Conceive)、設(shè)計(jì)(Design)、實(shí)施(Implement)和運(yùn)行(Operate)四個(gè)單詞首字母大寫的縮寫。該理論于2001年由美國麻省理工學(xué)院與瑞典皇家技術(shù)學(xué)院、查爾姆斯技術(shù)大學(xué)和林克平大學(xué)聯(lián)合提出，旨在構(gòu)建一套全新的工程教育思想。其來源于工程系統(tǒng)的全生命周期理論，強(qiáng)調(diào)在工程活動(dòng)“構(gòu)思—設(shè)計(jì)—實(shí)施—運(yùn)行”的全生命周期過程中，將教學(xué)建立于實(shí)際工程情景中，使學(xué)生能夠?qū)⑺鶎W(xué)的專業(yè)知識應(yīng)用到工程實(shí)踐中。結(jié)合土木工程，“構(gòu)思”包括業(yè)主需求、投資計(jì)劃等；“設(shè)計(jì)”主要包括工程設(shè)計(jì)方案、施工方案等；“實(shí)施”是指項(xiàng)目的建設(shè)和管理過程等；“運(yùn)行”包括項(xiàng)目的試運(yùn)營等。

而在上述過程中，信息的反饋非常重要，只有及時(shí)進(jìn)行溝通，才能保證系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。為此，提出在CDIO實(shí)施過程中應(yīng)實(shí)時(shí)開展“反饋評價(jià)”(Feedback Evaluation)，簡稱“CDIOF”。

(二)BIM技術(shù)

BIM(Building Information Modeling，BIM)，即建筑信息模型，是由查克·伊士曼(Chuck Eastman)在1975 年提出，旨在建立一個(gè)基于計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對建筑物智能模擬，保證建筑模型的可視化、一體化、參數(shù)化和具有仿真性、可出圖性、信息完備性等特性。BIM技術(shù)的發(fā)展，為多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)提供了平臺和有效途徑。

住建部正在大力推廣建筑信息模型(BIM)技術(shù)，加快推進(jìn)BIM技術(shù)在新型建筑工業(yè)化全壽命期的一體化集成應(yīng)用，試點(diǎn)推進(jìn)BIM報(bào)建審批和施工圖BIM審圖模式，推進(jìn)與城市信息模型(CIM)平臺的融通聯(lián)動(dòng)，提高信息化監(jiān)管能力和建筑行業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈資源配置效率，發(fā)揮新型建筑工業(yè)化系統(tǒng)集成綜合優(yōu)勢。

為此，通過引入CDIOF工程教育理念和BIM技術(shù)，開展基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式的探索與實(shí)踐，嘗試以工程項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)為導(dǎo)向，在解決實(shí)際問題、實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的過程中培養(yǎng)學(xué)生的溝通協(xié)作能力、大工程意識。

三、基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式架構(gòu)

基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式架構(gòu)如圖1所示。該模式以CDIOF為指導(dǎo)思想，以實(shí)際工程項(xiàng)目為依托，以BIM技術(shù)為紐帶和平臺，設(shè)置相應(yīng)的教學(xué)流程和方法。

圖1 基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)模式架構(gòu)

(一)構(gòu)思(Conceive)

聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)構(gòu)思包括師生團(tuán)隊(duì)組建、聯(lián)合畢業(yè)選題、協(xié)調(diào)平臺搭建等內(nèi)容。

首先，應(yīng)建立不同專業(yè)的教師團(tuán)隊(duì)、不同專業(yè)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)。根據(jù)土木工程畢業(yè)設(shè)計(jì)可能涉及的專業(yè)，如上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、地下防護(hù)工程設(shè)計(jì)、基坑支護(hù)、施工組織設(shè)計(jì)和工程管理等專業(yè)，在選擇學(xué)生比例時(shí)根據(jù)不同專業(yè)畢業(yè)生本身畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量進(jìn)行匹配。以一個(gè)由兩棟框架房屋的設(shè)計(jì)流程為例，選擇兩名同學(xué)進(jìn)行上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、其他專業(yè)各一名學(xué)生。如上，每個(gè)學(xué)生的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量比較符合原專業(yè)各自的畢業(yè)設(shè)計(jì)工作量，與未進(jìn)行聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的原專業(yè)其他學(xué)生的工作量也吻合。在指導(dǎo)教師的配備上，每個(gè)學(xué)生均配備各自專業(yè)的一名指導(dǎo)教師，兩個(gè)上部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同學(xué)可以配備同1名或者不同的指導(dǎo)教師。因?yàn)檫@種模式僅進(jìn)行了兩次嘗試，覆蓋學(xué)生也是部分學(xué)生，所以未進(jìn)行更大的生師比試驗(yàn)。但是可以預(yù)見，這種模式如果推廣下去，生師比可以擴(kuò)大至2—5名。

其次，確定畢業(yè)設(shè)計(jì)題目，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書。畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)以實(shí)際工程為依托，明確設(shè)計(jì)目標(biāo)和內(nèi)容，包括實(shí)際工程的業(yè)主需求、造價(jià)概預(yù)算等，形成初步的概念設(shè)計(jì)。為保證最后設(shè)計(jì)成果的完備性和系統(tǒng)性，同時(shí)考慮各專業(yè)不同的教學(xué)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)，分別制定了各專業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確了各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及成果要求，對設(shè)計(jì)內(nèi)容、BIM 模型、出圖標(biāo)準(zhǔn)、計(jì)算說明等做了較為詳細(xì)的規(guī)定。

另外，搭建協(xié)同平臺，包括：設(shè)計(jì)軟件、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、電腦、師生溝通平臺等。為保障多專業(yè)的高效協(xié)同和工作有序開展，學(xué)校應(yīng)提供必要的軟硬件設(shè)施，實(shí)現(xiàn)在溝通平臺上指導(dǎo)學(xué)生。

(二)設(shè)計(jì)(Design)

確定設(shè)計(jì)任務(wù)之后，通過對各個(gè)專業(yè)的設(shè)計(jì)任務(wù)進(jìn)行分解，分別制定了設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確各專業(yè)分工，開始進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)和協(xié)同設(shè)計(jì)。

該階段主要進(jìn)行工程項(xiàng)目方案設(shè)計(jì)和施工方案設(shè)計(jì)，具體包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、基坑設(shè)計(jì)、裝飾裝修設(shè)計(jì)等，形成初步的施工圖。其中，各專業(yè)的計(jì)算模型能夠在BIM平臺上進(jìn)行銜接，這要求師生對建模軟件有較高的熟練程度。

另外，在設(shè)計(jì)過程中，各專業(yè)需綜合運(yùn)用平時(shí)所學(xué)基礎(chǔ)理論知識，對項(xiàng)目的定位、類型及設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行理性分析，并給出合理的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)策略。同時(shí)，各專業(yè)要保持密切溝通，既要滿足項(xiàng)目的合理需求，又要保證技術(shù)的合理性和與專業(yè)間的協(xié)調(diào)性，充分體現(xiàn)理論結(jié)合實(shí)踐的教學(xué)目標(biāo)設(shè)定。

(三)實(shí)施(Implement)

對于實(shí)際工程，“實(shí)施”是指項(xiàng)目的建設(shè)和管理過程，包括施工及管理、成本控制等。而在畢業(yè)設(shè)計(jì)階段，需根據(jù)工程項(xiàng)目的施工過程模擬，檢查是否存在碰撞、設(shè)計(jì)不合理等問題，進(jìn)而進(jìn)行深化設(shè)計(jì)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

(四)運(yùn)行(Operation)

在實(shí)際工程中，“運(yùn)行”主要是指項(xiàng)目主體結(jié)構(gòu)實(shí)施完成后，進(jìn)行的調(diào)試和預(yù)運(yùn)營過程。而在畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中，可以對運(yùn)營場景進(jìn)行模擬，檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果。

(五)反饋(Feedback)

“反饋”包括畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中教師對學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)的指導(dǎo)、監(jiān)督，學(xué)生之間信息的溝通，以及畢業(yè)設(shè)計(jì)成果的檢驗(yàn)。及時(shí)溝通反饋是促進(jìn)畢業(yè)設(shè)計(jì)有序高效開展的保障。

四、基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐實(shí)例分析

基于CDIOF-BIM理念開展土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐，涉及的專業(yè)有結(jié)構(gòu)工程、地下工程、巖土工程、工程管理等。

(一)教學(xué)實(shí)踐實(shí)例構(gòu)思

1.畢設(shè)選題

畢業(yè)設(shè)計(jì)課題選擇需適合多專業(yè)的聯(lián)合設(shè)計(jì)，且難度宜適中。如選擇“濱州市渤海先進(jìn)技術(shù)研究院設(shè)計(jì)”實(shí)際工程為課題，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、巖土設(shè)計(jì)、施工設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理等，要求學(xué)生能夠根據(jù)給定的資料進(jìn)行項(xiàng)目全過程設(shè)計(jì)。

2.成果要求

為使最后成果完備、系統(tǒng)，考慮到各專業(yè)不同的教學(xué)目標(biāo)和專業(yè)特點(diǎn)，分別制定了各專業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確了各專業(yè)設(shè)計(jì)內(nèi)容及成果要求，對設(shè)計(jì)內(nèi)容、BIM 模型、計(jì)算說明等做了規(guī)定。譬如，結(jié)構(gòu)專業(yè)學(xué)生完成2棟辦公樓設(shè)計(jì)；地下工程專業(yè)學(xué)生完成辦公樓人防地下室設(shè)計(jì)；巖土專業(yè)學(xué)生完成辦公樓基坑支護(hù)設(shè)計(jì)；工程管理專業(yè)學(xué)生完成辦公樓施工組織設(shè)計(jì)和BIM技術(shù)在土建工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用。

3.組織形式

建立結(jié)合校內(nèi)外指導(dǎo)教師專業(yè)特點(diǎn)的聯(lián)合指導(dǎo)小組。根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)要求和設(shè)計(jì)專業(yè)需求，組建學(xué)生聯(lián)合設(shè)計(jì)小組。

(二)設(shè)計(jì)→實(shí)施→運(yùn)行

在確定了設(shè)計(jì)任務(wù)之后，對各個(gè)專業(yè)進(jìn)行分解，分別制定設(shè)計(jì)任務(wù)書，明確各專業(yè)分工。

按照教學(xué)大綱要求，畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間為18周。為了確保在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成所有任務(wù)，考慮到設(shè)計(jì)過程內(nèi)容繁多、環(huán)節(jié)復(fù)雜，各專業(yè)制定了嚴(yán)格的研究計(jì)劃。計(jì)劃的總體要求為：各專業(yè)學(xué)生不僅要盡早完成自己專業(yè)的任務(wù)，同時(shí)根據(jù)團(tuán)隊(duì)總體部署，與其他專業(yè)做好溝通，有序推進(jìn)，協(xié)同完成。如圖2所示，是某工程管理學(xué)生制定的研究方案和技術(shù)路線。

圖2 研究方案和技術(shù)路線

在實(shí)施中，根據(jù)給定的建筑方案，結(jié)構(gòu)專業(yè)學(xué)生快速進(jìn)行上下部結(jié)構(gòu)的方案設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)計(jì)算；巖土專業(yè)學(xué)生進(jìn)行地下設(shè)計(jì)；工程管理專業(yè)學(xué)生進(jìn)行施工設(shè)計(jì)、項(xiàng)目管理、裝飾裝修等，這些設(shè)計(jì)實(shí)時(shí)通過BIM平臺進(jìn)行交互使各專業(yè)之間有序銜接。

另外，在實(shí)踐中，通過師生研討，總結(jié)出了一套適合于多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的BIM軟件全過程使用技術(shù)路線：方案設(shè)計(jì)(SketchUp)→建筑建模(Revit)→結(jié)構(gòu)分析(PKPM)→可視化展示(Lumion)→計(jì)量計(jì)價(jià)(廣聯(lián)達(dá)/斯維爾BIM5DforRevit)→施工模擬(Fuzor)→運(yùn)維管理(ArchiBUS)。各BIM軟件的功能和之間的信息流如圖3所示。

圖3 各BIM 軟件的功能和之間的信息流

畢業(yè)設(shè)計(jì)最終成果呈現(xiàn)主要包括論文和BIM模型。各專業(yè)形成的對應(yīng)論文如下：結(jié)構(gòu)專業(yè)：《濱州市渤海先進(jìn)技術(shù)研究室——A2辦公樓結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》《濱州市渤海先進(jìn)技術(shù)研究院——采購項(xiàng)目辦公A-4結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》；地下工程專業(yè)：《濱海市渤海先進(jìn)技術(shù)研究院——辦公樓人防地下室結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)》；巖土專業(yè)：《濱州市渤海先進(jìn)技術(shù)研究院——A區(qū)辦公樓項(xiàng)目基坑支護(hù)設(shè)計(jì)》；工程管理專業(yè)：《濱州市渤海先進(jìn)技術(shù)研究院——辦公樓施工組織設(shè)計(jì)》《基于BIM技術(shù)的土建工程多學(xué)科一體化畢業(yè)設(shè)計(jì)》。形成的部分BIM模型如圖4所示。

圖4 部分BIM模型效果圖

五、基于CDIOF-BIM的聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)效果與思考

(一)教學(xué)效果

1.基于問卷調(diào)查的教學(xué)效果評價(jià)

筆者對參與聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)生開展了“聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)”調(diào)查，內(nèi)容包括“聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果的滿意程度”“聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)能力鍛煉”等。

調(diào)查結(jié)果顯示，在“聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)結(jié)果的滿意程度”調(diào)查中，調(diào)查結(jié)果為“滿意，基本符合作品水平”的比例為100%，充分反映了聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)效果較好，得到了學(xué)生的認(rèn)可。

另外，對“聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)能力鍛煉”的調(diào)查結(jié)果如圖6所示。可以看出，所有學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力得到鍛煉(占比為100%)；大多數(shù)學(xué)生的知識信息獲取能力(占比為83%)、實(shí)踐及動(dòng)手能力(占比為67%)得到了鍛煉；還有50%的學(xué)生認(rèn)為創(chuàng)新能力得到了鍛煉。這說明通過聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的教學(xué)過程，使學(xué)生各方面的能力得到全面提升。

圖5 “聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)能力鍛煉”的調(diào)查結(jié)果

2.CDIOF-BIM畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)模式實(shí)用性強(qiáng)、適應(yīng)性好

根據(jù)畢業(yè)設(shè)計(jì)目的，多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)，既可以是全專業(yè)的，也可以是部分專業(yè)的聯(lián)合教學(xué)。

多專業(yè)聯(lián)合教學(xué)，可以借助于視頻會(huì)議、微信、BIM 工作集等技術(shù)實(shí)現(xiàn)跨地域、跨時(shí)空的溝通與交流及聯(lián)合畢業(yè)答辯與指導(dǎo)。特別是2020年以來新冠疫情暴發(fā)期間，師生可以線上實(shí)時(shí)溝通交流。

3.BIM模型管理便于聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)效果反饋

三維化、BIM信息化的特性讓聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)更加直觀、清晰，有利于信息傳遞和反饋。各專業(yè)之間的溝通和資料共享更加便捷、高效和精準(zhǔn)。教師指導(dǎo)和學(xué)生理解也更加明晰和具體，達(dá)到事半功倍的教學(xué)效果。

(二)思考與展望

結(jié)合多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐探索，提出幾點(diǎn)思考。

1.多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的選題宜多方考慮

畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的選定不應(yīng)只考慮本專業(yè)的要求，而應(yīng)考慮設(shè)計(jì)過程中易于多專業(yè)的溝通協(xié)調(diào)的課題內(nèi)容。同時(shí)，畢業(yè)設(shè)計(jì)課題的內(nèi)容應(yīng)根據(jù)師生團(tuán)隊(duì)的專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行選定。

2.科學(xué)的團(tuán)隊(duì)組建，高效的團(tuán)隊(duì)管理

受畢業(yè)設(shè)計(jì)時(shí)間限制，多專業(yè)之間的時(shí)間銜接是實(shí)施過程中面對的最大難題。因此，團(tuán)隊(duì)組建、溝通、管理尤為重要。團(tuán)隊(duì)組建過程中，專業(yè)數(shù)量不宜過多，如本文案例中，專業(yè)選擇有結(jié)構(gòu)工程、地下工程、巖土工程、工程管理等，并沒有將電氣、暖通、給排水、園林等專業(yè)全部納入。另外，設(shè)計(jì)過程中，教師應(yīng)加強(qiáng)引導(dǎo)監(jiān)督，學(xué)生需加強(qiáng)自我學(xué)習(xí)管理和各專業(yè)之間的有效溝通和協(xié)作。

3.有效的協(xié)同平臺保證

該教學(xué)模式需要占用較多的教學(xué)資源，涉及大量的設(shè)計(jì)軟件、人員和硬件設(shè)施，尤其是BIM軟件等，對學(xué)校的軟硬件設(shè)施提出了更高要求。

4.對輔導(dǎo)教師工程實(shí)踐能力提出了新要求

傳統(tǒng)重理論、輕實(shí)踐的教學(xué)模式使得教師更關(guān)注于課堂教學(xué)，而開展基于實(shí)際項(xiàng)目的跨專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)，要求教師擁有豐富的工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，了解一般土木工程項(xiàng)目的設(shè)計(jì)過程，并對不同復(fù)雜程度項(xiàng)目中的技術(shù)選用有著較強(qiáng)的把握能力。這就要求高校轉(zhuǎn)變教學(xué)培養(yǎng)觀念，提高教師工程實(shí)踐能力。

六、結(jié)語

基于CDIOF-BIM的土木工程聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐表明：

(1)建立以CDIOF為指導(dǎo)思想、以實(shí)際工程為依托、以BIM技術(shù)為紐帶的教學(xué)模式，通過各專業(yè)的緊密協(xié)作，畢業(yè)設(shè)計(jì)成果豐碩，學(xué)生滿意度接近100%；

(2)總結(jié)出適合于多專業(yè)聯(lián)合畢業(yè)設(shè)計(jì)的BIM軟件全過程使用技術(shù)路線：方案設(shè)計(jì)(SketchUp)→建筑建模(Revit)→結(jié)構(gòu)分析(PKPM)→可視化展示(Lumion)→計(jì)量計(jì)價(jià)(廣聯(lián)達(dá)斯維爾BIM5DforRevit)→施工模擬(Fuzor)→運(yùn)維管理(ArchiBUS)；

(3)該模式有效鍛煉了學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力、知識信息獲取能力、實(shí)踐及動(dòng)手能力和創(chuàng)新能力，拓寬了指導(dǎo)教師的知識面，增強(qiáng)了指導(dǎo)教師工程實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)；

(4)該模式對畢業(yè)設(shè)計(jì)也提出了新要求：合理的師生團(tuán)隊(duì)組合、多專業(yè)的合作協(xié)同、高效的組織管理、有效的協(xié)同平臺等。