小工程专业知识土木工程论文

[摘要]在构成工程造价的相应知识板块中，不仅包含土木工程的相关专业知识，同时还与经济学领域形成了专业知识上的重叠。因此在高职教育体系中，不仅需要对造价专业进行课程内容方面的科学设置，同时还需要做好课程的系统搭配。通过对CDIO模式理念的深挖，对工程造价的整体专业化教育开展针对性探讨，并促进创新课程模式的系统构建。下面是小编整理的《小工程专业知识土木工程论文(精选3篇)》的相关内容，希望能给你带来帮助!

小工程专业知识土木工程论文 篇1：

VR技术在铁道工程认识实习中的应用研究

摘 要：认识实习是学生实现理论联系实践的重要过程，通过认识实习，学生能够更加系统全面地了解到更多铁道工程专业知识。由于青龙桥车站涵盖的知识体系多，作者选定京张铁路青龙桥车站作为实习地点，并且为了改革单一的教学模式，引进了VR技术作为新型的教学手段，以提高学生在学习过程中的代入感和参与度。

关键词：认识实习；VR技术；青龙桥车站；铁道工程

一、引言

实习环节是学生实现理论联系实践的重要过程，也是使学生能够充分理解课堂所无法掌握的具体内容的重要手段之一。北京交通大学铁道工程专业学生的认识实习安排在一年级结束后的小学期，由于在这一阶段如《铁道工程概论》等专业课程还没有开展，学生的认知状态局限于个人对铁道工程知识的认识，没有形成铁道工程系统的专业思维。

通过认识实习，使学生能够理论联系实际，将书本知识与现场实际运用相结合，勤于对现场进行调查、研究，培养学生分析问题和解决问题的能力；具有工程技术人员的基本素质，为从事道路、铁路和城市轨道交通设计、施工和管理等方面的工作打下良好的专业基础，培养学生认真严谨、团队合作和吃苦耐劳的精神[1]。同时，由于学生的第一印象会对后期的认识和学习过程起很大的决定性作用，因此良好的认识实习过程也可以进一步提高铁道工程专业学生学习的积极性。

为了让学生理解铁道工程的系统知识，以及考虑了各方面的综合条件，笔者选择了京张铁路青龙桥车站作为实习地点，该实习地点涉及到铁路线路、轨道和路基结构等方面的知识，能让学生全面理解铁道工程的作业过程，同时能让学生了解实习线路的自然条件、运量及主要技术标准，理解轨道结构的组成、施工方法和养护维修技术，理解路基、支挡构筑物及其附属工程的结构形式、工程材料与施工方法，理解路面的结构形式、材料和施工过程，了解铁路与轨道交通工程其他线下构筑物（桥、隧、涵等）的结构形式及施工方法。但在实习过程中，如果仅仅是通过教师的讲解来进行，整个实习将会比较单一枯燥，导致学生的积极性不高，因此，可以引进VR（Virtual Reality）技术让学生直观地理解各个结构组成。

本文通过阐述VR技术优点及发展历程，结合青龙桥车站的线路和结构特点，探讨利用VR技术应用于认识实习教学环节中的可行性。

二、VR技术的优点及发展历程

VR技术是可将现实世界和虚拟世界进行连接的接口设备，其主要通过利用计算机的图形系统来使VR设备的使用者身临其境，给使用者提供视觉、听觉甚至触觉的感官模拟，是一种先进的仿真模拟技术[2]。

1.VR技术的优点

交互性、沉浸性和想象性是VR技术的三大特性，同时也是其所具有的三大优势。

VR技术的交互性是通过传感设备来实现的，通过传感设备，使用者可以在虚拟环境中体验感官模拟，例如当使用者去触碰虚拟环境中的物品时会有真实的触觉，甚至可以感受到物品的具体轮廓；由于VR技术是通过计算机的三维立体图形系统来为使用者创造虚拟环境的，因此使用者在体验VR产品时会如同置身于真实的客观世界中一样，这即是VR技术沉浸性的体现；VR技术的想象性体现在使用者体验VR产品时不仅可以提高其理性的认识，而且可以提高其感性的认识，从而可以激发使用者的新联想，锻炼使用者的创造性思维[3]。

2.VR技术的发展历程

VR技术的发展历程主要分为三个阶段，分别是初创阶段、技术积累阶段及技术推广阶段（见图1）。VR技术最早起源于1960年，由于科技水平及技术的限制，初创阶段的VR设备大都体积庞大；VR技术的技术积累阶段是在1980年至1990年间，此时计算机技术已经取得了很大的进步，同时显示技术也有了提升，推动了VR眼镜和VR头盔等便捷化设备的产生，提高了使用者的体验性；从2013年至今是VR技术的推广阶段，由于计算機3D建模能力的提升、显示器分辨率的提高等各方面科技的进步，使VR设备逐渐趋于便捷化、精细化和轻量化，且VR技术已经在各行各业有了广泛的应用。

三、铁道认识实习的VR应用

铁道工程是一个组成复杂、涉及多个专业且技术性要求较强的专业，由于参加认识实习的学生专业知识基础比较薄弱，且知识层次不同，在教学实践过程中学生对铁路基本知识的兴趣点不高，导致其对知识的掌握程度会有所区别。为解决这一问题，并提高学生在实习过程中的参与度及积极性，引进VR技术无疑是一个很好的选择。

首先，VR技术的封闭式显示方式能减少外部环境对观影体验的影响，主要是排除了外部光线、嘈杂的声音等的影响，使得VR产品使用者能更好地代入到虚拟环境中去，营造更深入的沉浸式体验；其次，VR技术具有的仿真程度相比其他多媒体技术要高得多，3D环绕式立体影像为使用者提供了更加真实的体验；再次，当VR技术应用于教学时，可以为使用者提供更多的观察角度，且还可以在VR产品中增加一些有趣的项目，增添教学过程的趣味性；最后，VR技术还具有针对性和可操作性，在实践教学中，针对学生所要掌握的知识点可以设置相应的操作项目，使学生能进行针对性的学习，且由于在应用VR产品时操作较为简单，即使设置一些在现实中难以操作的项目，学生也都能进行操作，因此VR技术具有较强的可操作性。

综上所述，把VR技术应用于铁道认识实习中，首先，这一种创新的教学手段会引起学生学习的兴趣，提高学生学习的积极性；其次，VR具备360度全景画面，学生在体验过程中可以身临其境，通过声音、全面影响感受气氛和氛围，使学生的代入感和参与度更强；最后，VR技术的高维度表现会让学生接收到的信息更多，使掌握知识程度不同的学生都可快速接收到新的知识点。

四、案例分析

1.青龙桥车站的特点

京张铁路连接北京丰台，经居庸关、沙城、宣化至河北张家口，全长约201.2千米，是中国首条由中国人自行完成并投入营运的、不使用外国资金及人员的铁路，于1909年建成[4]。此路“中隔高山峻岭，石工最多，又有7000余尺桥梁，路险工艰为他处所末有”，特别是“居庸关、八达岭，层峦叠嶂、石峭弯多，遍考各省已修之路，以此为最难，即泰西诸书，亦视此等工程至为艰巨”，“由南口至八达岭，高低相距一百八十丈，每四十尺即须垫高一尺。”由于工况复杂且当时中国的建造技术较为落后，因此自行修建铁路一事遭到了外界的质疑，在这种恶劣的背景条件下，詹天佑勇敢地挑起了担任总工程师的重担。经过勘察必选，最终选定的线路是由西直门经沙河、南口、居庸关、八达岭、怀来、鸡鸣驿、宣化至张家口。

京张铁路的关键技术体现在青龙桥车站所处的铁路线路上。由于当时的设备及施工技术具有局限性，在铁路线路修建到青龙桥车站一段时遇到了两大技术难点：地势陡险，线路坡度大；八达岭隧道过长导致施工难度大且计划施工时间过长。为解决这两个技术难题，针对线路坡度大的问题，詹天佑为了使当时牵引能力较小的列车能够顺利通过，设计了“之”字形线路，以减小这一路段线路的坡度及列车上坡的阻力（见图2）。而针对八达岭隧道的施工难题，詹天佑开创了一种新的施工方法，在隧道的中间开凿竖井，然后在隧道口两端同时开凿，顺利解决了施工难题。这两项工程不仅是京张铁路修建过程的关键工程，同时也是铁道工程历史上极具创造性的两项工程。

京张铁路投入运营后，青龙桥车站每天需接送几十对列车，这是由于线路上的列车在经过“之”字形线路时，均需在青龙桥站做技术停靠。为避开京张铁路青龙桥段的大坡道，国家在解放后修建了丰沙线铁路，也因此分流了大部分本通过青龙桥段的列车。且随着列车的提速和加大编组，近年来从北京西客站开出的列车都改走丰沙线。青龙桥车站全年的客流从上世纪80年代初运营时期的10多万人减少到如今只有几千人。但由北京前往包头、呼和浩特等方向的列车和由北京前往莫斯科的国际列车仍然需要在青龙桥站做技术停靠，因此“之”字形线路如今仍在使用中。

青龙桥车站所涵盖的知识体系多，包括线路线形方面的知识：“之”字形线路和曲线线路等；关于道岔方面的知识：单开道岔的组成、道岔的分类、道岔辙岔号以及道岔型号的选择等；关于车站作业方面的知识；路基方面的知识：路基边坡、边坡防护、路基防排水设计等。因此在实习过程中可让学生系统全面地了解铁道工程专业知识。

2.青龙桥的实现过程

结合铁道工程专业知识和青龙桥车站的地理特点及历史背景，通过数据获取、三维虚拟环境建模、实时三维图形生成技术与立体显示和传感器技术，制作出了科学且有趣的VR产品。青龙桥车站认识实习VR产品主要实现了以下几个过程：

（1）“之”字形线路的展示及历史背景介绍。为了解决京张铁路在青龙桥车站一段的坡度问题，詹天佑巧妙地利用了八达岭地区的自然地形，设计出了“之”字形铁路，解决了修建京张铁路的一大技术难题。通过VR技术，学生可以通过多角度来观察“之”字形铁路，能够对“之”字形铁路有更为形象的理解。

（2）道岔工作过程的展示。铁路道岔由转辙器、辙叉及护轨、连接部分三个部分组成。转辙器包括转辙机械、基本轨和尖轨。当列车要换道时，操纵转辙机械使尖轨移动，使得原本紧贴着基本轨的一侧尖轨脱离基本轨，这样就开通了另一股道，实现了转换道岔的过程。通过VR技术，学生可模拟推动手动转辙，在VR视频中观察道岔的工作过程（見图3）。

（3）列车行驶方向的变换。在铁路行车上，以接近北京方向，称之为上行，以远离北京方向称之为下行。在VR视频中，学生可以选择使列车向上行方向行驶或者向下行方向行驶，视频会模拟列车在不同行驶方向的沿途风景以及线路的变化及道岔的转换，从而让学生更形象地理解铁道作业过程。

3.应用VR技术的优点

（1）弥补实践教学条件的不足。VR技术可模拟实习环境，实现模拟效果只需在计算机上搭建虚拟仪器和虚拟实践平台。利用VR技术来模拟实习过程的教学成本低，且能达到较好的教学效果，在虚拟世界中可以获得与实际指导相同的效果，还可实现网络教学。

（2）可进行操作复杂、危险性大的实践教学。铁道工程实践教学中可能存在着一些操作复杂、危险性大的项目，这些项目在现实生活中难以实现，但是应用VR技术就可以很好地解决这一问题。通过VR技术，学生可以模拟扳动手动转辙机，体验手动转换道岔的过程。同时，在VR产品中，学生还可以实现虚拟驾驶列车的过程，通过简单的操作即可控制列车行驶方向。

（3）可实现反复的实践教学。在虚拟现实中可不受限制地反复组织多次教学，且这一过程不受时间和空间的限制，同时，在VR教学中可从多个角度来展现不同时间段的实习内容，实现重复体验。由于通过VR技术所建立的实习环境是虚拟的，当需要更新成新的实习基地时，只需要在虚拟现实的计算机软硬件环境中重新生成即可，从而保证实践教学能跟上课程教学的需要和技术的发展。

五、结束语

理论教学和实践教学是高校人才培养的两个重要环节，二者相辅相成。认识实习是学生实现理论联系实践的重要过程，通过认识实习，学生能够更加有效和系统地了解到更多所需掌握的铁道工程专业的知识，同时，良好的认识实习经历也会使学生提高学习铁道工程专业的积极性。通过综合考虑各方面的条件，选定京张铁路青龙桥车站作为实习地点，并且为了改革单一的教学模式，引进了VR技术作为新型的教学手段。通过分析VR技术的优点，以及其应用于铁道工程专业实习中体现出来的优势，提高学生在学习过程中的代入感和参与度，引起学生的学习兴趣，和其可弥补实践教学条件不足等的特点，认为VR技术应用于认识实习教学环节中是可行的。

VR技术是一项具有深远的潜在应用方向的新技术。利用“软件就是实习基地”高效率搭建虚拟现实实践教学平台，这种创新实践教学模式，是铁道工程实践课程教学改革的必由之路[5]。

参考文献：

[1]杨江朋，焦胜军，张碧等.城市轨道交通工程技术专业人才培养模式探析[J].职业技术教育，2010，31（35）：11-12.

[2]丁群，黎弟美，洪娜佳.虚拟现实技术应用[J].科技创新与应用，2016（21）：61.

[3]徐奇志，董中芳，王文宏.3D/VR教学工具支持下的科学教学模式探讨[J].湖北教育（科学课），2017（5）：104-106.

[4]一凡.穿越百年的京张铁路[J].交通与运输，2012，28（3）：74.

[5]彭曙光.土木工程专业实践教学中虚拟现实技术的应用[J].新课程（教育学术版），2009（11）：77.

（编辑：鲁利瑞）

作者：沈宇鹏 蔡小培 时瑾 陈曦

小工程专业知识土木工程论文 篇2：

CDIO模式下高职工程造价专业创新课程体系构建分析

[摘 要] 在构成工程造价的相应知识板块中，不仅包含土木工程的相关专业知识，同时还与经济学领域形成了专业知识上的重叠。因此在高职教育体系中，不仅需要对造价专业进行课程内容方面的科学设置，同时还需要做好课程的系统搭配。通过对CDIO模式理念的深挖，对工程造价的整体专业化教育开展针对性探讨，并促进创新课程模式的系统构建。

[关 键 词] 高职课程；造价专业；教育模式

一、前言

工程造价工作不仅需要具备宽广的知识面，同时更需要在造价实践中具备过硬素质。高职院校作为输出实践型人才的主要平台，就需要将实践性教育的特色进行极致性发挥。在这种背景下，引进CDIO理念，并以此为专业教育的基本模式，对造价专业课程开展针对性的系统构建。这就需要对CDIO的模式构成做到了解，并结合造价专业的系统特点，做好相应的课程构建工作。

工程造价专业是土建类多学科的交叉与融合形成的综合专业，是经济类与工程类专业的结合，专业实践性强，实践面宽。工程造价专业要求的职业能力包括工程能力、管理能力和社会能力。工程能力是指学生必須能熟练读懂工程图纸、掌握建筑构造做法、了解现场施工工艺和施工过程，熟练运用计算规范和计算机软件计算工程造价；管理能力是指运用建筑市场相关的法律规范，解决合同纠纷；社会能力主要指从事工程造价职业活动所需的人际交往能力、口头表达能力等。

多年的教学实践中发现，土建类专业中，工程造价专业生源往往优于其他专业，但毕业后知识的综合应用能力较弱，知识面狭窄，面对实际工程学生感到无从下手，相当多的学生对图纸的识读、构造做法和施工工艺不能很好地结合加以理解，虽然图例、标识能看懂，但对设计意图的理解仅仅停留在平面表达上，不能形成实物立体的设计构想，对施工图的阅读停留在平面的、独立的感知上，不能形成立体的、联系的认识，究其原因是工程造价专业的涉及知识面比较广，涉及设计、施工、经济、管理等方面，在开设的课程体系中，往往“工程”“管理”两大体系各自独立，各课程之间缺乏内在的有机衔接和灵活配合，大部分训练仍以单项技能为主，缺乏针对企业工作实际设置科学、实用、合理的实践内容和课题，来保证学生对所学知识的理解、消化、融会贯通。这些年我们不断在探索课程改革，大幅度地调整增加了工程基础课程，尝试“基于工作过程课程开发”“多元整合课程模式”等，但由于专业及行业特点，课程开发过程中面临许多困难，效果总不理想。2010年学院派出了骨干教师赴新加坡学习，系统地学习CDIO，全面了解CDIO运行模式，受工程教育理念的启发，在工程造价专业开展基于CDIO理念下融合工作过程的课程开发，建立理实一体化的课程体系。

二、工程造价专业概述

在国家工程建设体系日渐成熟的基础上，工程造价整体的专业化发展也达到新的高度。现有的工程项目对造价预算的需求已经在各个工程环节中蔓延。不仅开工环节需要造价预算，在对工程进行具体拨款时也同样如此，在工程竣工结算环节中造价预算更是不可或缺。在这种情况下，造价人员就成为工程各方单位以及各环节必须具备的标准人员配置，从而激发了这一专业学科的活力。相对于本科院校，造价专业以不同的形态呈现在高职院校中，从而决定了这两个不同层面的教育系统整体模式上的差异性。高职教育系统的核心理念，是能够使学生与一线岗位无缝对接。但现实中的毕业生能够符合工程造价工作要求标准的人，仅占到十分之一的比例，这就提醒工程造价系统的专业教育进行模式上的整体更新。

三、CDIO模式概述

CDIO最早是美国麻省理工学院和瑞典皇家工学院等四所大学创立的工程教育理念。CDIO分别代表构思、设计、实现和运作。构思，即针对工作实践，让学生掌握专业的基本知识，确定未来发展方向；设计，即以产品制造方案为核心，通过设计方案，拟解决某一具体的问题；执行，即以产品制造过程为核心，强调一体化的课程观，包括学生必须掌握的基本理论知识与能力；运作，即产品应用的具体环节，学生必须了解掌握，并有能力提供服务。它是以能力培养为目标，通过项目训练，将整个课程体系有机而系统地结合起来，将所有需要学习和掌握的专业知识都围绕项目设计这个核心展开，并与这个核心融合在一起，形成一个有机整体，实现了课程与项目的有机关联。在CDIO的教育理念中，各层次素质的培养融于总体培养框架之内，培养学生的专业能力、应用知识解决问题的能力、终生学习能力、团队工作能力、交流能力等，强调各知识之间的关联，倡导从构思、设计、实施到完成的全过程训练。

在CDIO模式下开展课程的系统构建，将能够保证不同课程板块之间存在紧密的内在联系。从而使教学内容能够在不同课程板块系统中形成流通，使专业内容更具灵活性。并且将教学延伸到了做的层面上，使学生在理论与实践的循环中完成融会贯通的学习。

四、构建CDIO模式课程体系

学生想要在工程造价行业生存，储备工程建设的知识仅是基本工作要求，还需具备过硬的实践素养。因此，高职院校需调整实践课业的比重，并以实践训练为核心对课程体系开展针对性实训系统构建。在具体的课程构建环节中，充分挖掘CDIO模式的深层内涵，不仅要参考模式中涵盖的工程标准，同时还应吸收其中教育理念的精髓。在以CDIO模式为专业整体课程构建的具体参照模板时，不仅需要更新专业教学内容，还需要针对教学方法进行升级构建。参照工程造价的整体专业特点，在构建更加优化的教学方法时，首先需要注重适当案例教学的导入，在此基础上融合进团队协作的内容，同时以具体任务作为核心驱动，促进教学中的整体交流互动。

（一）构建系统的教学内容

在CDIO的系统理念基础上，构建系统的课业内容，不仅需要围绕项目设计建立整体的课程导向系统，还需要将工程能力作为课程构建的终极培养任务。这样一来，就将实践培训系统分解为四个阶段的内容。

首先，课程实训。专业教学中的实践素质培养都是在课程实训的基础上建立起来的，实训课程是整个教学构成体系的根基，促进学生对专业内容的深度感知，是学生专业素质构建的核心环节。在每一门单项理论课程的基础上，都开展了与之配套的课程实训。以专业逻辑为思考脉络，实现相关知识点的内部勾连。在学生实践演算的整个过程中，教师需要把握好时机，插入关键内容的讲解，对学生起到画龙点睛的指点作用。同时还以专业造价软件为实践工具，让学生进行工程造价的实践操作。

其次，设计课程体系。在工程造价的专业培养领域中，高职院校占据着举足轻重的市场比例。在这种情况下，高职教学水准就会对工程造价领域的整体水准形成影响。这就要求高职院校不仅需要对专业化的造价知识进行科学的结构调整，还需要融合进人才培养的参考因素。在设计造价课程体系的环节中，不仅需要参照当下国情，将时代的具体需求融合进课程体系，同时还需要明确人才素质培养的终极教育目的。工程造价领域更侧重于实践，因此要在设计课程体系环节做好实践课业的比例安排，同时还要保证课业内容更加具体。

再次，综合实训。在相应工程方法学习的基础上，以实践演练为基本形式，将理论知识系统转化成实践素养。这一过程涵盖了造价领域中的综合性知识内容，因此称为综合实训。（1）针对工程招投标开展实训。将现实中招投标项目作为具体的实例参照，在此基础上，依照正规的项目流程进行实训操作。因此，不仅需要编制规范的招标文件，还需要编制出详尽的工程量清单，并且编制出科学的招标控制价以及相应的投标控制价。同时还需要针对不同项目环节制作出相应合同的标准文本，并对造价软件做到熟练的应用操作。用亲身实践的形式体验招投标过程中的每个流程环节，并以严格的标准规范完成相应操作，同时对最终形成的招投标文件进行具体提交。（2）针对竣工结算开展实训。以现实的工程项目作为结算载体，参照正规的程序流程，并以专业化的方式开展针对性的竣工结算。并在做好相应结算工作基础上，对竣工结算进行详尽的报告编写。同时将结算报告与招投标文件进行对应内容上的比对，反推结果的合理性。

最后，毕业设计。针对毕业设计需要从三方面进行具体要求，（1）在具体的选题环节，不仅需要注重实用性，同时还需要参考其可行性。而且应该保证能够保持与导师在整体研究方向上的一致，并确定相同的实践内容。（2）学生需要参考自身的实习周期，与导师形成有计划的阶段性交流，使自身产生专业疑问得到及时反馈，以确保毕业设计的理论水准。（3）在毕业实习报告的具体编写过程中，首先要确保报告内容具有高密度的学术性，然后还要参照标准的实习报告规范进行书写。

（二）构建系统的教学方法

首先，案例导入。在CDIO理论系统中，对专项能力的培养都存在着与之相对应的教学内容。利用案例导入开展具体的实践教学，需要对案例进行内容上分门别类的系统整理，针对案例涵盖内容的不同，做出层次性的整体划分。在此基础上，针对不同层次的案例，进行教学方式上的匹配性建设，使得案例涵盖的专业内容能够被深入浅出的展现。学生会在案例中出现的具体问题驱使下，调动自身造价专业知识进行解答，在此基础上，教师进行点到为止的解析。学生借助对具体目标的实践操作，强化对真实案例的理解，这样一来就形成了“真题真做”的效果。

其次，任务驱动。在高职工程造价的相应专业教学活动中，加强学生对工程项目整体特性的系统了解，使学生认识到工程造价的核心目的就是贯穿性的成本控制，工程造价贯穿于工程项目的整个生命周期。具体来讲，在针对工程招投标环节开展实训时，强化学生对任务驱动的整体工程理念的认识。沿着招投标的整个运行轨迹，针对工程项目进行整体的实际情况分析，在招投标任务的驱使下，促进学生的综合实践演练。这样一来，学生会将造价专业不同课程板块的内容进行逻辑上的联系，从而强化对实际造价工作的全面系统认知。在具体任务的驱动下，学生会将各方面单项能力融会贯通，从而锻造出过硬的综合素质。

最后，团队建设。工程项目涵盖多项系统内容，只有多项系统通力运作，才能使工程项目整体运行起来。因此，团队就成为造价专业学生必须面对的概念，学生需要在拥有相应的团队意识基础上，具备团队建设的能力。具体来讲，在针对工程造价开展模拟化实践过程中，需要对土建、水电安装进行相应的工程量计算，这时就需要参照具体的工程系统构成，对学生做出相应的项目划分。在统一指挥的基础上协同操作，步步为营地做好相应的工作。通过这种形式的实训教学，学生会关注到团队建设的层面，能够认识到团队的力量以及发动团队运作需要的素养。

五、一体化课程体系效果

（一）拓宽了专业知识的广度

通过项目设计将整个课程群中的课程有机而系统地结合起来，将所有需要学习和掌握的内容都围绕项目設计这个核心形成一个有机的整体，拓宽学生专业知识的广度，能在毕业进入企业后很快学习并掌握进一步的专业知识。

（二）提高了学生的创新能力

通过实际工程情景项目的训练，提高学生在实践中发现问题、分析问题、解决问题的能力，培养学生批判创新、系统思维、计划等综合能力，提高学生开展创造性工作的能力。

（三）提高了学生的合作沟通能力

CDIO教育模式采用小组合作教学模式，从构思到成果的评估，学生参与整个过程的每个环节，成为课程实施的主体。不仅提高了专业知识和实践能力，还训练了学生的合作沟通能力。

基于CDIO的一体化项目课程体系，对教师提出了更高的要求，教师除了要系统地掌握工程造价专业的课程教学内容外，还应该了解相关学科知识，具有丰富的工程实践经验，所以，如何提升教师的实践能力，优化教师的知识结构，打造复合型教师队伍是改革的重点。

（四）划分课程级别

针对课程内容的差异以及课业规模的不同，对课程进行具体的级别划分。首先，将综合课程作为造价专业的一级课程，主要借助于具体的项目设计，针对学生系统的专业素养开展训练。其次，将课程群设定为二级课程，在这个课程目的中，不仅针对学生的工程技能，同时还对学生的团队能力提出要求。最后，将单门课程设定为三级课程，这一级别的课程主要强调基础知识的意义，以基础知识为渠道增加学生对造价行业的整体认识，将培养学生专业兴趣作为核心的课程任务。在此基础上，进行基础技能的强化性训练。

总之，高职教育系统在针对工程造价专业开展相应的课程教育时，存在着与本科院校不同的侧重点。通过对CDIO模式的深入应用，使高职教育在相应的实践人才培养方面得到全面升级。因此，只有将造价专业构成进行模式化分解，并以各构成模块为基础开展针对性课程，在此基础上，就使得造价专业课程系统得到全面更新。

参考文献：

[1]郝攀，李慧英.浅析基于CDIO理念的高职工程造价专业课程体系建设[J].职业时空，2015，11（3）：61-63.

[2]徐娜.基于CDIO工程教育模式下高职计算机网络技术专业课程体系的创新构建与研究：以温州科技职业学院为例[J].软件导刊，2015，11（9）：206-208.

[3]马国伟.CDIO模式下的高职电气自动化技术专业课程体系的构建[J].中小企业管理与科技（旬刊），2015（4）：264-265.

[4]徐亚凤.基于CDIO模式的高职网络技术专业课程体系构建研究[J].牡丹江大学学报，2012（12）：171-173.

[5]陈晟闽.基于CDIO模式的高职院校汽车营销项目体系的构建[J].科技创新导报，2016（34）：256.

[6]朱轩.基于CEC-CDIO模式高职课程体系构建：以计算机多媒体技术为例[J].南昌教育学院学报，2014（3）：79-80.

[7]李清平.基于TCP-CDIO模式的高职网络技术专业课程体系构建和实施[J].软件工程师，2015（10）：60-63.

[8]卢川英.基于CDIO模式高职网络专业一体化项目课程体系构建的研究与实践[J].软件工程师，2015（3）：54-56.

[9]郑亚君.构建基于T-CDIO模式的高职课程体系：以应用英语专业为例[J].教育导刊，2016（7）：65-67.

编辑 马燕萍

作者：黄琛 曹阳艳

小工程专业知识土木工程论文 篇3：

“小组协作”模式下BIM能力培养模式研究

[摘 要] 现阶段的BIM课堂教学中，学生通常只能学到BIM的基本概念，掌握BIM模型建立的基本方法，但在团队协作意识的训练方面稍显欠缺。“小组协作”模式BIM教学方法，突破了传统BIM教学中仅是教师教授学生建模技能的局限，能够培养学生的工程素养和团队协作能力，从实际工程出发将学生培养成全面的BIM人才。以学科竞赛为背景，以引导学生自主学习、分工协作为抓手，以教师指导和辅助管理为手段，是一套行之有效且可长期持续推进的BIM教學方法。

[关键词] 小组协作;BIM能力;培养模式

[基金项目] 2018年度陆军工程大学教育教学研究项目

[作者简介] 徐 迎（1972—），女，江苏常州人，博士，陆军工程大学国防工程学院教授，主要从事建设工程管理与策划方面研究。

BIM（Building Information Modeling）是在建筑领域应用信息技术，实现对设计、施工和管理过程仿真和模拟的一种技术和管理方法[1]。对国内外建筑领域来说，BIM技术是一种“革命性”技术，是建筑业信息化发展的基础。BIM作为建筑工程领域最新的理念，已经被越来越多地应用在实际工程中，建筑企业对BIM人才的需求也越来越大，全国各大高校已经陆续开设BIM相关的课程。BIM技术不仅要求学生具备BIM软件的操作能力，考虑到BIM是一个协同作业和管理的过程，更要求学生具备相应组织协调能力和沟通能力[2]。本文通过探索一些有效途径，探讨一套行之有效且可持续发展的培养模式，以提高学生在BIM建模中的团队协作意识，加强学生的团队协作能力。

一、BIM技术的特点及BIM教学中存在的问题

（一）学科交叉性强

建筑工程集合了建筑设计、结构设计、土建施工、经济学、管理学、通风、电力、给排水等众多专业，具有复合型和技术应用性特点。建筑工程BIM同样需要包含以上众多专业领域，具体工作内容包括建筑设计、结构设计、绿色建筑分析（采光、日照、节能）、工程造价（三维算量、安装算量、清单计价）和工程管理（施工组织设计、施工平面布置、项目管理）等诸多方面。因此，BIM模型的建立，需要融合建筑学、土木工程、给排水工程和工程管理等多个学科的专业知识和实践技术，具有很强的多学科交叉特性。

（二）多专业协同性要求高

BIM技术旨在面向项目全生命周期的信息收集、三维建模和应用管理。在BIM技术中，信息共享和分工协作特点尤为突出。BIM技术可以方便设计人员查询、修改模型数据，但同时，信息的修改需要及时与其他所有专业、所有阶段的BIM技术人员反馈沟通，这对BIM团队的沟通协作能力提出很高的要求。一般情况下，多专业协调需要丰富的设计经验和默契的团队配合。BIM从业者需要在工程实践中，摸索出适合本团队的沟通协调机制，最大程度地减少由于沟通不畅导致的模型错误。

（三）实践能力要求高

目前行业对BIM人才的需求一般分为四个层次。

1.初级层次。要求从业人员具有BIM建模能

力，能够熟练操作BIM软件进行翻模。

2.标准型。要求在BIM模型的基础上，实现专业分析，生成分析报告，如实现碰撞检查、虚拟施工模拟和虚拟漫游等功能。

3.中端型。要求具备组建BIM团队、统筹工作计划的能力，负责模型建立、优化分析等各个环节的协调工作。

4.高端型。可依据项目的不同需求进行BIM二次开发，要求具备软件开发、建筑工程等多个专业的知识背景，熟练掌握各种开发环境。

可以看出目前行业对BIM人才提出了很高的实践能力要求。面对行业对BIM人才的需求，高校要能与时俱进，加强对学生BIM实践能力的训练，培养符合行业发展需要的高素质BIM人才。

（四）BIM教学中存在的问题

在当前工程管理和土木工程专业的教学模式中，传统的课堂讲授式教学依然是主要方式，这种模式对于BIM教学存在以下三点问题。

1.不能将理论教学与实践有机结合。在传统的讲授式BIM教学中，学生往往只能从字面了解BIM的基本概念和意义，无法切身感悟BIM技术在项目建设过程中发挥的作用，无法真实体会BIM的价值和使用BIM技术的意义。

2.对学生的BIM软件操作能力和建模能力培

养不足。传统教学中存在重理论教学、轻实践培养的现象，学生不能熟练操作BIM专业软件，不会建立BIM模型。

3.缺乏有效的团队协作能力培养模式。尽管BIM教学中能够穿插建模能力的实践教学，但不能实现多专业协作完成BIM模型的培养，无法让学生具备BIM工程师所必需的团队协作能力。

针对以上三点问题，本课题提出“小组协作”式BIM教学模式，探索一套行之有效且可长期持续推进的BIM教学方法，不局限于教授学生BIM应用技能，更培养学生的工程素养和团队协作能力，从实际工程出发将学生培养成BIM人才。

二、BIM教学“小组协作”模式概念和形成过程

“小组协作”模式是以不同专业学生组成小型团队的学习环境[3]，以学科竞赛为背景，以引导学生自主学习为抓手，以教师指导为手段，提高学生自主学习能力和工程素养为目标的一种教学模式。形成成熟的小组协作模式一般经过四个阶段：第一阶段，独立学习。学生根据自己所学专业和BIM模型要求，独立学习相应的BIM软件，为接下来的团队合作提供必要的基础。第二阶段，组建小组。教师根据BIM模型需要，抽选4～6名学生组成BIM小组。通常组成的小组成员，所学专业包含建筑学、土木工程、工程管理、给排水工程和电气工程。教师与小组成员共同协商工作任务分工，拟定小组协作方案，形成分工进度计划表。第三阶段，小组磨合。教师选定某个建成的BIM工程案例，提炼该案例中的设计图纸、主要模型和分析结果报告。小组成员根据设计图纸为建模基础，以分析结果报告为目标，复现该BIM案例的主要模型，并将生成的数据报告与案例数据进行对比，查找偏差原因，修改BIM模型。通过反复对比数据偏差、分析原因、修改模型的过程磨合小组。第四阶段，小组协作水平测试。BIM专业竞赛可以有效地检验小组协作能力。BIM专业竞赛的参赛对象为各高等院校的本科学生，可横向检验小组在相同培养层次下的综合水平;目前的BIM专业竞赛，其赛制均要求以小组为单位参与，比赛内容以BIM实践技术为主，比赛形式贴近实际建模过程中的团队协作模式，不仅可以考查单人实践操作能力，也能有效检验小组协作水平。

三、“小组协作”式BIM教学培养模式

（一）“专人专项”与“一专多能”的组合模式

BIM内容涵盖建筑学、工程管理、工程设计和设备安装等多个专业，涉及的专业知识范围广、内容杂、难度大[4]。因此，BIM小组成员中也要求有多个专业的学员，各专业之间的协作对于学习BIM来说至关重要，BIM小组成员之间需要很好的分工配合才能完成一副优秀的BIM作品;而初次接触BIM的学生不知道如何合理地分配任务。

为了BIM团队能更好地相互配合，课题组建立了“专人专项、一专多能”的专项技能培养目标。“专人专项”：根据BIM竞赛考核的四项专业技能，小组中根据每个学员所学的专业，每个学员重点训练一项专业技能，要求小组中每个成员都能在一个专项上独当一面。在组队时，学员根据自己的所学专业和兴趣，选择一个主攻专项。在学习初期时，学员重点训练自己的专项，达到能够具备独立完成专项模型的建立和分析的能力。“一专多能”：每名成员在准备自己负责的专项的同时，还要兼顾至少一项其他能力的训练，要求了解其他专项能力的基本要求、实现方法和基本操作流程。这样团队成员之间能更好地了解彼此的工作，增加团队配合的默契程度。

（二）可传承的“传帮带”式小组组建方式

由于BIM软件众多、操作复杂多样，BIM技术需要很长时间的积累才能学透用精[5]。想要在短时间内掌握BIM实用技巧，需要有BIM实践经验的人员在平时多加指点。而教师没有时间精力手把手地教授学生使用BIM的技巧，所以有经验的高年级学生对低年级学生的“传帮带”作用就显得尤为重要。

每个BIM小组成员以大四学生为主，在每个小组中加入1～2名大三学生，大三学生与大四学生共同学习。让大三学生提前介入BIM教学，一方面，可以提前了解BIM建模的基本要求、团队的组织;另一方面，可以学习高年级学生在实践中总结的操作技巧。当这部分大三学生进入大四后，便成为新一轮BIM的骨干成员，负责下一届学员的“传帮带”工作。如此以往，学生历年的BIM操作技巧和参加BIM竞赛的参赛经验都能得到保留和传承，学生的培养质量将会与日俱增。

（三）以学科竞赛为平台促进小组协作能力

BIM竞赛是对BIM教学的一个有益补充[6]。学员参加BIM技能比赛，不仅是对操作技能的一次综合训练，更是对团队协作能力的考验。BIM竞赛以真实的BIM建模流程为背景，最大程度地模拟真实建模中个专业相互配合的情况，小组成员通过竞赛能充分感受到不同专业人员之间配合的重要性，在竞赛中磨炼小组协作能力;在BIM竞赛中，各个专业知识相互渗透，学生通过竞赛能更深刻体会各专业在BIM模型中的耦合情况，加深理解本专业与其他专业之间的联系，为日后建立更复杂、规模更大的BIM模型打下基础。

（四）以毕业设计为手段检验小组成员的BIM应用能力

与BIM小组协作完成一副BIM作品来检验小组的BIM应用能力不同，小组成员个人的BIM应用能力通过学生的毕业设计集中体现。以毕业设计题目为工程背景，学生通过BIM软件完成相应的毕业设计内容，其中包括：学生利用BIM建模软件独立建立一个建筑工程的单位工程模型;运用BIM算量软件进行工程量的统计，并形成工程预算;通过BIM5D实现施工进度的可视化，实现工程进度、工程造价的动态控制;通过BIM场地布置软件实现施工平面图的快速布置;利用施工进度管理软件实现智能化的流水施工安排和工期优化。将BIM融入毕业设计中，不仅能综合反映学生对本专业基础知识的掌握情况，也是对BIM学习成果的综合性检验。

四、“小组协作”式BIM教学的实践方法

（一）推行“理论先导”教学原则

BIM属于新型技术，大部分学生对BIM还比较陌生，所以第一步应加强BIM技术的普及和BIM理论的辅导。首先，课题组采用知识讲座的形式实现BIM理论辅导。课题组成员定期参加各类BIM课程培训和技术发展研究班，学习了解BIM最新的发展理念和技术;其次，教员及时组织讲座，为学生授课，将BIM最新发展理念、技术和发展前沿动态转达给学生，让学生了解BIM的最新应用现状，以及企业需求;最后，让学生意识到BIM对其就业乃至以后工作的重要影响，增强学生学习BIM的积极性。

（二）教師引导和学生自主学习相结合

BIM知识体系强调应用能力，但由于BIM软件众多、功能复杂，再考虑到目前教研组还缺乏足够的师资力量，也没有专门的教学时间，教师不可能讲解所有软件的使用方法。因此，在教学过程中，教师倡导学生自主学习BIM知识和各类软件，提高自学能力;教师带领学生入门之后，提供必要的指导、督促和检查，在学习过程中从旁指点。教师的引导和学生自学相辅相成、教学相长，最终促使学生掌握BIM技术，落实BIM教学。

在教学过程中，教员为学员创造出一个可以协同工作的平台，倡导自主学习、合作学习、探究学习的学习方式：（1）教师通过讲座的形式普及BIM理念，介绍BIM的基本概念、基本理论;（2）通过集中授课介绍BIM建模的基本流程，讲解BIM软件的操作方法和使用技巧，带领学生初步认识BIM相关的软件;（3）教师牵头组建BIM小组，为每个小组制定学习计划，定期检查学习进度，督促学习状态，并按照每个学生的学习情况及时调整学习计划;（4）组织小组间的交流讨论，让学生在交流中取长补短、互通有无，鼓励学生之间相互答疑、相互辅导，营造轻松友好的学习氛围;（5）教师有意识地安排适当的竞争，使学生在轻松友好的学习气氛中不乏积极学习的动力。

（三）建立组会式的汇报交流制度

教员定期检查：课题组每月组织学员进行阶段性成果汇报，以小组为单位，以竞赛模型为工程背景，每个成员分别汇报各自的学习进度情况，包括各自负责的BIM模型的建立情况、遇到的问题、学习中的心得体会等;个人汇报完后，教员予以点评，包括分析每个学生的学习进度、解答遇到的问题等，同时对建立的模型进行检查，发现并纠正模型中的问题。

组长日常总结：平时学习中，由小组组长督促小组成员的学习进度，每周组织一次小组交流会，BIM小组成员之间交流学习过程中的心得、各自遇到的问题和处理方法等;组长对每名学员的学习进度进行点评，并形成简短的书面报告汇报给教师。

（四）以BIM竞赛为背景推动“小组协作”式教学

BIM要求将建筑信息集合在一个模型中，一个BIM模型的建立需要整合近乎所有与建筑工程相关的专业知识。BIM教育要求建筑、结构、通风、给排水、电气及工程管理等各专业学员协调配合，以小组为单位推进BIM教学是非常必要的。BIM竞赛以小组形式进行，每个小组5～6人，小组成员所学专业包含建筑设计、工程管理、工程造价、设备等诸多专业。在BIM的教学过程中，教员按照BIM竞赛的分组协作模式，将学生按照所学专业进行分组。每个BIM小组推举出一个小组长，负责小组的分工合作、任务实施、进度控制和成果汇报;小组成员根据组长的分工，领取各自负责的工作内容;每个阶段的工作内容均由小組成员相互配合完成。在教学过程中，以学员的合作为主要教学方法，通过协作，使各学科专业知识相互融合、相互渗透，加强学员对所学知识的理解能力、解决工程实际问题的能力，以及组织协调沟通能力。

五、结语

建立完整的BIM模型需要不同专业从业人员的紧密配合，对从业人员的团队协作能力提出了更高的要求。本文探索了一套可培养具有团队协作能力的BIM人才培养模式。通过对任务的分解和分工，锻炼BIM小组组长的领导能力;通过定期组织BIM小组间的汇报交流会和小组内部的组会，锻炼学生的表达能力和沟通能力;每个学生的工作都是建立在前一个学生工作的基础上，这就要求每个学生都要对自己建立的模型负责，为下一个环节的工作负责，从而培养了学生的责任意识。本文提出的BIM人才培养模式，是对现阶段BIM教学方法的有益补充。

参考文献

[1]孙明.基于BIM的应用型地方本科院校土建类专业校企合作研究[J].湖南科技学院学报，2016，37（10）：91-92.

[2]王冠军.基于BIM的工程项目组织沟通管理研究[D].中南大学，2013.

[3]张静晓，崔凡，李慧，等.基于团队学习的土木工程类专业BIM能力培养研究[J].建筑经济，2017，38（7）：88-93.

[4]任鹏宇.建筑类专业BIM工程操作能力与跨专业协作能力培养[C].2019全国建筑院系建筑数字技术教学与研究学术研讨会，2019.

[5]张铎，冯东梅，高婷.基于BIM的建筑工程多专业设计协同方法研究[J].施工技术，2019，48（24）：29-32.

[6]刘红霞，赵峰.基于BIM的工程管理专业人才培养改革探讨[J].建筑经济，2017，38（6）：102-104.

作者：徐迎 周寅智 仲洁 李薇 李锐