于智能建造背景下道路桥梁与渡河工程专业毕业设计改革研究

一、研究背景与意义

毕业设计作为高等教育人才培养的关键环节，是学生将理论知识转化为实践能力的重要载体 [1]。传统道路桥梁与渡河工程专业毕业设计以桥梁结构基础设计为核心，侧重手算能力、规范应用及基础软件操作，虽能夯实学生的理论基础，但难以适应智能建造技术下行业对“设计 - 施工 - 运维”全流程管理、BIM 技术应用、装配式结构设计等复合型能力的需求 [2]。

从行业发展看，装配式桥梁、BIM 技术、施工过程数字化模拟等智能建造技术已成为道路桥梁工程的主流方向，企业亟需能胜任预制构件深化设计、施工过程模拟、项目全周期管理的技术人才[3]。而传统毕业设计存在三方面突出问题：一是内容单一，聚焦结构设计环节，缺乏对生产、施工、运维等全流程的覆盖；二是技术滞后，对BIM、装配式设计等智能建造工具应用不足；三是实践脱节，学生对预制构件生产、现场安装等实际环节缺乏直观认知。

基于此，工业大学以“对接行业需求、融合智能技术、强化实践能力”为目标，开展道路桥梁与渡河工程专业毕业设计模式改革研究，通过重构设计目标、创新实施路径、整合资源体系，实现毕业设计与智能建造人才需求的精准对接，具有重要的教学实践价值。

二、研究目标与总体思路

（一）改革目标

本次改革以“提升智能建造技术应用能力”为核心，构建新的毕业设计目标体系。相较于传统目标，改革后目标聚焦三大能力提升：一是全流程认知能力，即学生需理解装配式桥梁从设计、生产到施工、运维的完整链条；二是技术应用能力，重点掌握 BIM 技术在预制构件深化设计、碰撞分析、施工模拟中的应用，以及 MIDAS、桥梁博士等专业软件的操作；三是岗位适配能力，使其毕业后能直接胜任装配式桥梁设计、施工管理、生产管控等岗位工作。

（二）总体思路

为实现上述目标，研究确立了“循环优化、技术融合、资源协同”的总体思路。一方面，引入PDCA 循环（计划- 执行- 检查- 处理）构建动态改进机制，通过逐年收集问题、优化方案，确保毕业设计质量持续提升；另一方面，突破传统设计内容边界，将装配式结构设计、BIM 深化设计、施工过程模拟等智能建造相关内容纳入毕业设计体系，形成“设计 + 技术 + 管理”的复合型任务模块。

三、研究实施路径

（一）基于PDCA 循环的闭环管理体系

为保障改革有序推进，研究以 PDCA 循环为框架构建毕业设计管理流程。在计划阶段（Plan），团队联合企业导师筛选难度适配的装配式桥梁设计案例，制定涵盖“结构建模 - 构件拆分 - 施工模拟 - 计量计价”的任务清单，并编写包含 BIM 技术应用标准、进度节点的任务书；执行阶段（Do），通过分阶段指导推动学生完成设计任务，同步记录各环节耗时与典型问题（如BIM 模型碰撞、预制构件拆分不合理等）；检查阶段（Check），强化开题、中期、答辩三级审核，对比改革前后毕业设计在技术应用深度、成果完整性上的差异；处理阶段（Act），汇总审核中发现的共性问题，修订任务书与指导书，进入下一轮循环优化。该机制实现了毕业设计从“静态完成”到“动态提升”的转变。

（二）多维校企合作的资源整合模式

针对智能建造技术教学资源分散的问题，研究构建了“软件商 + 设计院 + 施工企业”的三维合作体系。软件商提供免费软件授权与培训视频，并通过专属答疑群实时解决学生操作问题；设计院提供真实装配式桥梁设计案例与基础数据，指导学生完成预制构件拆分、节点设计等核心环节，弥补了传统毕业设计“虚拟命题”的不足；预制构件厂与施工单位通过现场视频、技术讲座等形式，直观展示预制梁生产流程、吊装工艺等，帮助学生理解设计方案与施工实际的衔接逻辑。

这种合作模式不仅解决了学校在智能建造技术设备、实践资源上的短板，更让毕业设计从“课堂设计”延伸到“工程实景”，使学生的设计方案更贴合行业实际。

（三）混合式指导与学生助教协同机制

为破解师资不足难题，研究创新形成“线上赋能 + 线下深耕 + 学生助教”的指导模式。对于软件操作、企业技术标准等通用性内容，采用软件商提供的预制视频课程，学生可利用寒假自主学习，累计完成学习时长超80 小时；对于设计难点，由企业导师通过线上直播集中讲解，年均开展专题讲座 6 场；校内导师则聚焦线下个性化指导，每人限带 8 名学生，确保能针对性解决设计中的细节问题（如配筋计算优化、施工组织方案调整）。

（四）赛教融合的实践能力培养模式

研究将学科竞赛作为检验毕业设计改革效果的重要载体，形成“以赛促教、以赛改课”的联动机制。团队组织学生参与“全国大学生工业化建筑与智慧建造竞赛”“全国高校 BIM 毕业设计创新大赛”等赛事，将竞赛中的“装配式桥梁 BIM 设计”“施工过程模拟”等任务与毕业设计内容衔接。通过竞赛，教师可精准掌握学生在软件应用、方案设计等方面的能力短板，进而调整毕业设计任务难度与指导重点。

四、项目实施成果

经过两年实践，项目形成了三类核心成果：一是构建基于 BIM 技术的道桥专业毕业设计课程标准，明确装配式桥梁设计的技术要求、成果规范及评价指标，为同类专业提供参考；二是积累了一批高质量学生毕业设计资料，包含 15份装配式桥梁 BIM 模型、8 套施工模拟动画及相关设计图纸；三是完成相关研究论文1 篇，系统总结了智能建造技术与毕业设计融合的路径与方法。

结论

本研究通过构建“目标重构- 路径创新- 资源协同”的毕业设计改革体系，有效解决了传统道桥专业毕业设计与智能建造技术需求脱节的问题。实践证明，基于 PDCA 循环的管理机制、多维校企合作的资源整合模式、赛教融合的能力培养路径，能显著提升学生的技术应用能力与岗位适配性，为高等院校工科专业毕业设计改革提供了有益借鉴。未来，研究将进一步拓展校企合作深度，探索“企业真实项目植入毕业设计”的模式；同时加强智能建造新技术的融入，持续优化改革体系，为行业培养更多兼具理论基础与实践能力的复合型人才。

参考文献

[1] 张海燕等. 新工科背景下土木工程专业毕业设计教学模式改革与实践[J].高等建筑教育 ，2024，33（03）：98-105

[2] 乔文涛等 . 智能建造专业建设与课程体系构建研究 [J].高等建筑教育 ，2024，34（04）：86-93

[3] 徐克龙等 . 面向智能建造的土木工程专业实践教学改革探索 [J]. 教育教学论坛 ，2024，48：53-56

基金项目：2024 年工业大学校级教改项目（2024228）;2024年自治区高等教育科学研究十四五规划项目（NGJGH2024147、NGJGH2024412）；2025 年自治区高等教育科学研究十四五规划项目（NMGJXH-2025XB116）；2024 年教育部产学合作协同育人项目（北京迈达斯技术有限公司）；2023-2024 年工业大学 " 专创融合 " 特色课程建设项目（ZC2023014、ZC2024019）。