基于BIM技術(shù)的交通土建類專業(yè)群建設(shè)的探索與實(shí)踐

◇陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程學(xué)院 錢若霖 蘇 佩 王 蕾

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)中最具前沿和實(shí)用價(jià)值的數(shù)字化技術(shù)之一。路橋隧工程設(shè)計(jì)和施工，交通管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工，城市軌道交通設(shè)計(jì)和施工等領(lǐng)域BIM技術(shù)應(yīng)用廣泛。因此應(yīng)基于交通土建類專業(yè)群的特點(diǎn)和需求，在交通土建類專業(yè)群建設(shè)過程中，應(yīng)從教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置，師資隊(duì)伍建設(shè)，實(shí)驗(yàn)室與設(shè)施建設(shè)，與行業(yè)企業(yè)合作等方面進(jìn)行建設(shè)方案的設(shè)計(jì)。以陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群建設(shè)為例，學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力顯著提高，同時(shí)教師的素質(zhì)和專業(yè)能力的得到提升，促進(jìn)了交通土建類專業(yè)群的發(fā)展。

1 引言

隨著信息技術(shù)、建筑技術(shù)和工程管理的不斷發(fā)展，交通土建工程在建設(shè)過程中面臨著諸多挑戰(zhàn)。為了提高交通土建工程的效率和質(zhì)量，BIM技術(shù)逐漸成為了建筑行業(yè)的新趨勢，因其可以實(shí)現(xiàn)全過程的數(shù)字化設(shè)計(jì)、施工及運(yùn)營管理[1]。然而，要想實(shí)現(xiàn)在交通土建領(lǐng)域的成功應(yīng)用，需要建立交通土建類專業(yè)群并協(xié)同作業(yè)。交通土建類專業(yè)群建設(shè)是當(dāng)前研究的熱點(diǎn)之一，BIM技術(shù)則被廣泛認(rèn)為是促進(jìn)交通土建類專業(yè)群建設(shè)的重要手段。

本文旨在探討基于BIM技術(shù)的交通土建類專業(yè)群建設(shè)方案，并結(jié)合實(shí)際案例進(jìn)行分析和論證，從而為交通土建領(lǐng)域的教育教學(xué)和工程管理提供支持和指導(dǎo)。該研究具有深遠(yuǎn)的意義，可為加快推進(jìn)專業(yè)群建設(shè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供重要啟示。

2 BIM技術(shù)概述

2.1 BIM技術(shù)的定義和發(fā)展

BIM技術(shù)是建筑行業(yè)中最具前沿和實(shí)用價(jià)值的數(shù)字化技術(shù)之一，BIM全稱為Building Information Modeling，即建筑信息模型。它是一種基于數(shù)字化技術(shù)的建筑設(shè)計(jì)、施工和管理方式，通過可視化的三維模型表示建筑物所有元素及其相互關(guān)系，并實(shí)時(shí)更新整個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)[2]。這種方法可以有效提高建筑交付的質(zhì)量和效率。

BIM技術(shù)最早起源于20世紀(jì)70年代，當(dāng)時(shí)美國的建筑師們開始使用計(jì)算機(jī)建模軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)[3]。隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，BIM技術(shù)也得到了更深入的研究和應(yīng)用。1990年代初，歐洲開始使用BIM技術(shù)，并將其應(yīng)用于公共設(shè)施建設(shè)。2000年，美國政府提出了“National BIM Program”，加速了BIM技術(shù)在建筑行業(yè)中的推廣和應(yīng)用。此后，BIM技術(shù)逐漸被廣泛認(rèn)可，并成為了建筑行業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型的核心技術(shù)。

BIM技術(shù)作為一項(xiàng)基于數(shù)字化技術(shù)的革新性技術(shù)，能夠在建筑設(shè)計(jì)、施工和管理過程中提高效率，減少誤差，并提高項(xiàng)目質(zhì)量。BIM技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用為建筑行業(yè)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供了重要支撐。

2.2 BIM技術(shù)在交通土建領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

（1）路橋隧工程設(shè)計(jì)和施工。

通過BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)道路、橋梁和隧道等路橋隧工程的全過程數(shù)字化設(shè)計(jì)和模擬。這種方法可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地理解項(xiàng)目結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)，可以將所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)平臺(tái)上，減少錯(cuò)誤和重復(fù)，提高施工效率。

（2）交通管控系統(tǒng)設(shè)計(jì)和施工。

交通管控系統(tǒng)是現(xiàn)代城市交通管理的重要組成部分，通過BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)交通管控系統(tǒng)的全過程數(shù)字化設(shè)計(jì)和模擬。這種方法可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)，可以將所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)平臺(tái)上，減少錯(cuò)誤和重復(fù)，提高施工效率。

（3）城市軌道交通設(shè)計(jì)和施工。

城市軌道交通是現(xiàn)代城市公共交通的重要組成部分，通過BIM技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)城市軌道交通的全過程數(shù)字化設(shè)計(jì)和模擬。這種方法可以幫助設(shè)計(jì)人員更好地理解系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化設(shè)計(jì)方案，提高設(shè)計(jì)質(zhì)量；同時(shí)，可以將所有的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)整合到一個(gè)平臺(tái)上，減少錯(cuò)誤和重復(fù)，提高施工效率。

3 交通土建類專業(yè)群建設(shè)的需求分析

3.1 交通土建類專業(yè)群的特點(diǎn)和要求

（1）交通土建類專業(yè)群的特點(diǎn)。

理論與實(shí)踐相結(jié)合。交通土建類專業(yè)群具有較強(qiáng)的實(shí)踐應(yīng)用性，所以該專業(yè)群的課程設(shè)置會(huì)兼顧理論與實(shí)踐的結(jié)合，注重培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力。

培養(yǎng)工程技術(shù)人才。交通土建類專業(yè)群培養(yǎng)的是掌握基礎(chǔ)知識(shí)、熟悉現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)管理與施工技術(shù)的工程技術(shù)人才。

實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)豐富。該專業(yè)群的實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)非常豐富，旨在讓學(xué)生在實(shí)踐中掌握專業(yè)知識(shí)和技能，鍛煉實(shí)際操作能力。

就業(yè)前景廣闊。隨著國家基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷發(fā)展，交通土建類專業(yè)群畢業(yè)生的就業(yè)前景廣闊，包括政府機(jī)構(gòu)、工程咨詢公司、房地產(chǎn)開發(fā)企業(yè)、建筑施工企業(yè)等多個(gè)領(lǐng)域。

（2）交通土建類專業(yè)群的需求。

交通土建類專業(yè)群需要具備較強(qiáng)的數(shù)學(xué)和物理基礎(chǔ)，包括微積分、線性代數(shù)、力學(xué)、材料力學(xué)等。因?yàn)樵搶I(yè)群注重實(shí)踐應(yīng)用，所以在學(xué)習(xí)過程中需要多參加實(shí)驗(yàn)和實(shí)訓(xùn)，培養(yǎng)實(shí)際操作能力。由于該專業(yè)群的課程難度較大，需要學(xué)生投入更多的學(xué)習(xí)時(shí)間和精力。在工程項(xiàng)目中，團(tuán)隊(duì)合作非常重要。因此，交通土建類專業(yè)群也會(huì)注重培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神和溝通能力。

3.2 現(xiàn)有交通土建類專業(yè)群建設(shè)存在的問題和挑戰(zhàn)

部分高職院校的交通土建類專業(yè)群人才培養(yǎng)模式較為傳統(tǒng)，缺乏前沿性和實(shí)踐性[4-5]。需要引入新的教學(xué)方法和技術(shù)手段，提高學(xué)生的綜合素質(zhì)和實(shí)際操作能力。其次，一些高職院校的交通土建類專業(yè)群師資隊(duì)伍相對(duì)薄弱，存在教學(xué)水平參差不齊、教學(xué)資源匱乏等問題。需要加大對(duì)師資隊(duì)伍的培訓(xùn)和投入，提高其教學(xué)水平和業(yè)務(wù)能力。再次，高職院校的交通土建類專業(yè)群教育資源相對(duì)不足，例如實(shí)驗(yàn)室、實(shí)訓(xùn)基地等方面。需要加大對(duì)教育資源的投入，提高教學(xué)條件和設(shè)施的水平。交通土建類專業(yè)群依賴于豐富的實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力，但是實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)難度較大，需要更好的保障和支持。最后高職院校的交通土建類專業(yè)群有時(shí)與企業(yè)實(shí)際需求脫節(jié)，培養(yǎng)出的畢業(yè)生無法滿足市場需求。需要加強(qiáng)與企業(yè)的合作，結(jié)合實(shí)際需求調(diào)整人才培養(yǎng)方案，提高學(xué)生就業(yè)競爭力。

4 基于BIM技術(shù)的交通土建類專業(yè)群建設(shè)方案設(shè)計(jì)

4.1 教學(xué)內(nèi)容與課程設(shè)置

在教學(xué)內(nèi)容和課程設(shè)置方面，應(yīng)該注重理論與實(shí)踐相結(jié)合，充分發(fā)揮BIM技術(shù)的作用，提高學(xué)生實(shí)際操作能力。具體措施如下：增加相關(guān)課程，針對(duì)現(xiàn)代工程設(shè)計(jì)、建造和管理的需求，新增相關(guān)課程如：BIM技術(shù)應(yīng)用、數(shù)字化建筑設(shè)計(jì)、工程測量等；理論與實(shí)踐相結(jié)合，將基礎(chǔ)理論知識(shí)和實(shí)際操作技能相結(jié)合，通過案例分析和實(shí)驗(yàn)操作來讓學(xué)生了解BIM技術(shù)的應(yīng)用；實(shí)習(xí)與實(shí)訓(xùn)豐富，將實(shí)習(xí)和實(shí)訓(xùn)貫穿整個(gè)課程，例如利用校內(nèi)或校外建設(shè)項(xiàng)目提供機(jī)會(huì)，讓學(xué)生親身參與到真實(shí)的項(xiàng)目中進(jìn)行模擬操作和實(shí)踐。

4.2 師資隊(duì)伍建設(shè)

師資隊(duì)伍是交通土建類專業(yè)群的核心，需要加強(qiáng)其素質(zhì)和能力的提升才能更好地推進(jìn)BIM技術(shù)應(yīng)用。提高師資專業(yè)素養(yǎng)，鼓勵(lì)教職員工繼續(xù)學(xué)習(xí)和深造，提高其專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平；增加BIM技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域的專家招聘：增加具備BIM技術(shù)教學(xué)與實(shí)踐能力的知名專家擔(dān)任職務(wù)。

4.3 實(shí)驗(yàn)室與設(shè)施建設(shè)

BIM技術(shù)需要配合較好的設(shè)施和實(shí)驗(yàn)室才能更好地應(yīng)用于教育和實(shí)踐中。改進(jìn)現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)室和設(shè)施，更新和改進(jìn)現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室和設(shè)施，以適應(yīng)BIM技術(shù)的發(fā)展需要，例如多媒體演示系統(tǒng)、虛擬仿真平臺(tái)等；新建BIM實(shí)驗(yàn)室：新建一些專門的BIM實(shí)驗(yàn)室，為學(xué)生提供更好的實(shí)踐環(huán)境。

4.4 與行業(yè)企業(yè)合作

交通土建類專業(yè)群需要與行業(yè)企業(yè)深度合作，以提高學(xué)生的就業(yè)競爭力。加強(qiáng)與行業(yè)企業(yè)的對(duì)接，了解市場需求和最新技術(shù)，及時(shí)調(diào)整人才培養(yǎng)方案；舉辦實(shí)踐活動(dòng)，組織學(xué)生參加各種建筑工程、施工等實(shí)踐活動(dòng)，增強(qiáng)實(shí)際操作能力，為未來就業(yè)做好準(zhǔn)備。

5 實(shí)踐案例分析

以陜西工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院交通土建類專業(yè)群建設(shè)為例。

在教學(xué)方面，在道路與橋梁工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案中加入了公路工程信息化模型和公路信息化模型實(shí)訓(xùn)等理實(shí)一體化課程和實(shí)踐課程。引導(dǎo)學(xué)生掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用和相關(guān)領(lǐng)域的理論知識(shí)。同時(shí)，將BIM技術(shù)與實(shí)際案例結(jié)合，讓學(xué)生實(shí)現(xiàn)理論與實(shí)踐的結(jié)合，提高學(xué)生實(shí)際操作能力。

在師資隊(duì)伍建設(shè)方面，引進(jìn)具有BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的專家擔(dān)任專業(yè)負(fù)責(zé)人或兼職教師，并對(duì)教職員工進(jìn)行BIM技術(shù)培訓(xùn)，提高師資素質(zhì)和專業(yè)能力。

在實(shí)訓(xùn)室設(shè)施改進(jìn)方面，新增或改進(jìn)BIM實(shí)驗(yàn)室，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和軟件，例如多媒體演示系統(tǒng)、虛擬仿真平臺(tái)等，為學(xué)生提供更好的實(shí)踐環(huán)境。

基于此，也獲得了良好的反饋和評(píng)價(jià)。通過增加相關(guān)課程，學(xué)生了解BIM技術(shù)應(yīng)用和相關(guān)領(lǐng)域的知識(shí)，理論與實(shí)踐相結(jié)合，學(xué)生實(shí)際操作能力顯著提高。同時(shí)，通過實(shí)際案例讓學(xué)生深入了解BIM技術(shù)的應(yīng)用，并提高其解決實(shí)際問題的能力。通過引進(jìn)具有BIM技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的專家和對(duì)教職員工進(jìn)行培訓(xùn)等措施，提高了師資素質(zhì)和專業(yè)能力，進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量。通過新增或改進(jìn)BIM實(shí)訓(xùn)室，引進(jìn)先進(jìn)設(shè)備和軟件等措施，實(shí)踐環(huán)境更優(yōu)，學(xué)生更好地掌握BIM技術(shù)的應(yīng)用。

6 結(jié)束語

通過對(duì)基于BIM技術(shù)的交通土建類專業(yè)群建設(shè)的探索和實(shí)踐，提出了相應(yīng)的建設(shè)方案。經(jīng)過實(shí)踐證明，采用BIM技術(shù)進(jìn)行教學(xué)、師資隊(duì)伍建設(shè)和實(shí)驗(yàn)室設(shè)施改進(jìn)等方面，可以有效地提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力，同時(shí)提升教師的素質(zhì)和專業(yè)能力，促進(jìn)了交通土建類專業(yè)群的發(fā)展。因此，建議高職院校在交通土建類專業(yè)群方向上，應(yīng)更加注重BIM技術(shù)的應(yīng)用與推廣，并對(duì)學(xué)生和教師進(jìn)行相應(yīng)的培訓(xùn)和支持。