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摘要：新工科背景下，以“互联网+”、BIM、GNSS等高新技术在桥梁工程中的推广应用迅速，将其应用于桥梁施工教学意义重大。针对目前地方院校在桥梁工程施工教学中的不足，通过对此类新技术在桥梁建设中的应用情况介绍，并将其应用于桥梁施工课程教学创新改革中。实践情况表明：此类引入桥梁建造新技术教学体系的建立，对提升学生的学习兴趣和创新能力，提高教学效果，培养适应时代需求的新型工程人才，促进产学研结合具有重要意义。
关键词：高新技术；桥梁施工；课程改革；产学研结合
本文引用格式： 唐咸远，等 . 新工科背景下高新技术在桥梁施工课程教学改革中的应用 [J]. 教育现代化 ,2019,6(27):148-151.
Research on the Application of High and New Technology in the Reform of Bridge Construction Course
TANG Xian-yuan，LIAO Ling
(School of Civil and Architectural Engineering, Guangxi University of Science and Technology, Liuzhou, Guangxi)
Abstract: In the context of the new discipline, with the rapid popularization and application of “Internet +”, BIM, GNSS and other high and new technologies in the construction of bridge projects, it is of great significance to apply them to the teaching of bridge engineering construction. In view of the problems faced by local colleges and universities in bridge construction teaching,this paper introduces the application of the new technology in bridge engineering and applies it to the teaching reform of bridge construction course. Practice shows that this kind of teaching mode of introducing new bridge construction technology is great significance to enhance students’ learning interest and innovation ability, improve teaching effect，training new engineering talents to meet the needs of the times and promote the combination of production, teaching and research.
Key words: High and new technology; Bridge construction; Curriculum reform; Combination of production; Teaching and research
一 前言
随着交通事业的快速发展，我国已经进入基础建设的高峰期 [1]，迫切需要大批新型桥梁工程技术人才， 这也是我国深化工程教育改革，推进“新工科”建设的需要 [2]。近年来以互联网 +、BIM 技术、GNSS 等新技术、新方法在桥梁工程施工中的推广应用迅速，将其应用于桥梁工程施工教学是必然发展的趋势。
面对桥梁施工快速发展变化的新技术和行业需求，为了提高大型桥梁工程的施工质量，急需培养一批既懂工程技术 , 又具有施工管理经验的高素质人才。开设桥梁工程的高等院校必须进行教学创新改革，优化并增加新技术方面的教学内容，提出和实践新的教学模式和教学方法，以培养“新工科”背景下适应社会需求且具有创新能力的技术人才。
二 新技术应用桥梁施工教学
（一 ) 新技术应用于教学的意义
桥梁施工是交通土建专业的一门专业课程，对于毕业学生主要面向工程建设一线的地方院校来说， 让学生在课堂上掌握桥梁施工的基本技术、熟悉各种施工方法及施工过程的同时，对学生进行一定的新技术介绍，可以解决传统桥梁施工教学可视性及适应性较差、不能与时俱进的问题。
当今社会高度信息化，特别是“互联网 +”、“大数据”、“GNSS”等新技术发展快速，这对桥梁施工教学提出了更高的要求，以往常规的传统的教学方式已难以适应社会对“新工科”人才的需求。当前， 建设工程领域对诸如 BIM 、“互联网 +”等新技术人才的需求大增，因此，急需将此类新技术引入课堂教学，使学生尽快适应新技术的发展，以解决 BIM 等新技术人才短缺问题，对于地方院校培养专业型、实用型的技术人才意义重大 [3]。
( 二 ) 新技术应用于桥梁施工课程教学的优势
高新技术应用于桥梁施工课程教学，具有技术先进、专业对口的特点、能有效提高学校竞争力优势 [4]。经对广西区内外用人单位调研可知，大部分单位急需既懂诸如“互联网 +”、BIM 等新技术，又掌握交通工程专业知识的技术人才。因此，广西科技大学土木工程在本科的桥梁施工教学中融入 BIM、GNSS 等新技术，培养学生的在高新技术方面的技能， 以提高学生对各种新技术的初步认识。通过加强对高新技术及相关软件的学习，为学生在毕业后的工作岗位中运用这些高新技术打下坚实的基础，使学生在毕业应聘中具有核心竞争力和技术优势。
基于“互联网 +GNSS”智能监控、BIM 技术虚拟仿真教学优点突出，具有良好的生动性及可视性，其信息化程度高、教学效果直观，将此类新技术应用于桥梁施工课程教学中，有利于学生理解和掌握桥梁工程施工工艺、施工过程及各种施工技术的难点、要点， 也有利于激发学生的学习积极性及提高学生技术水平。
（三） 基于桥梁施工新技术课程体系的建立
为了让学生掌握“ 互联网 +”、BIM、GNSS 等新技术，广西科技大学土木建筑工程学院成立从本科到研究生的全方位教学体系。诸如在土木工程本科低年级阶段初步进行 BIM 等相关技术软件方面的培训，并测量工程课程体系中增加 GNSS 测量技术介绍；本科高年级阶段，专门进行桥梁施工课程体系改革，由原来的 32 个课时增加为 40 个学时，增加的 8 个学时专门进行新技术在桥梁施工中的应用讲授，具体安排时，“互联网 +”、GNSS 技术均为 2个课时，BIM 技术为 4 个课时。同时，根据社会需求， 新增了 16 个课时的桥梁施工课程设计，并在课程设计中融入 BIM 技术的应用，以初步培养学生在桥梁施工中应用 BIM 技术的能力。在研究生阶段，相应地根据学生的不同研究方向施以不同的新技术培养方式，依托我校技术中心的优良条件及教师科研项目，通过产学研相结合，进行此类新技术的相关学术科研活动。
三 “互联网 +”技术
（一 ) “互联网 +”技术
在桥梁工程建设中的应用“互联网 +”技术，能充分发挥互联网的优势，也能将互联网与桥梁施工技术深入融合，提高桥梁的建造水平及运营管理能力。随着信息技术及智能建造技术的不断发展，我国已于2015 年提出制定“互联网 +”行动计划，土木工程建设与互联网的深度融合已经趋于普遍 [5]。目前，对于“互联网 +”在桥梁工程的应用主要为：面向桥梁建设管理需要，研发基于手机 APP、视频监控配合互联网 + 技术， 并通过云计算、大数据等，高效地解决在桥梁监控传感器海量数据传输、存储和分析计算等问题，降低对虚拟环境管理的难度 [6]。“互联网 +”技术在桥梁工程的应用具体有“：互联网 + 云计算”“，互联网 +GNSS”“，互联网 + 智能传感器”及“互联网 + 智能建造”等技术。
( 二 ) “互联网 +”技术在桥梁施工教学中的应用
2017 年来，“互联网 +”技术的发展与应用在我校桥梁施工课程中作了试点讲解，学生兴趣浓厚。讲授时主要通过老师课上讲述、PPT 演示及视频， 让学生对“互联网 +”技术有初步的认识。讲述的内容主要有：“互联网 + 云计算”在桥梁健康监测中的应用，“互联网 +GNSS 技术”在桥梁变形监测中的应用 ,“互联网 + 智能传感器”在桥梁施工监控中的应用及“互联网 + 智能建造”在桥梁施工中的应用。
课堂上，教师以具体的桥梁施工项目为依托工程，通过研发的手机 APP、视频监控等外场监测手段，利用信息通信技术以及互联网平台，通过云服务器作为数据存储和中转平台的风险管控系统，以其在项目施工过程中的具体应用情况对学生进行介绍。学生兴趣浓厚，反应良好。
四 BIM 技术
（一 ) 桥梁 BIM 技术
桥梁 BIM 技术是在桥梁工程各项相关信息数据的基础上，建立多维的桥梁构件模型，以数字信息仿真模拟桥梁施工，具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性等突出优点，近年在国内外桥梁工程得到了快速推广应用。
为指导和推动诸如桥梁工程等BIM 技术的应用， 住建部、交通运输部等均下发了相应的文件及指导意见，使得该技术在国内桥梁工程建设中得到迅猛发展，各公路、铁路、市政等施工及设计单位掀起了学习 BIM 技术软件的热潮，BIM 技术在交通土建工程施工中的运用大增。
在基建行业快速集成应用BIM 技术的大环境下， 社会对 BIM 技术人才的需求大增。为适应 BIM 技术人才需求，土木工程特别是桥梁工程必须改变传统的教学模式，相应增加虚拟建造、施工优化的 BIM 技术工具，以提高工程建设效率及教学效果 [7]。
( 二 ) BIM 技术在教学中的应用
为了系统地让学生掌握 BIM 技术，我校从以下方面进行了教学改革实践：1）在大一下学期，选拔有兴趣的同学参加相应的 BIM 技术方面的培训，从基本的 Autocad 入手，进行相关的绘图训练。2）到大二上学期， 进行诸如 Revit、Cadia 等 BIM 软件培训，在经过基本的桥梁建模训练后，让学生初步参与到教师的科研项目中，进行实际桥梁施工应用方面的训练。考虑到桥梁建模与房建建模的差异，还对学生进行有限元计算软件如 MIDAS、ANSYS 方面的特别培训，以加强学生对桥梁结构的计算与建模能力。3） 让大三、大四的高年级学生进行实际桥梁施工的 BIM 技术应用，通过任课教师的科研项目与施工、设计企业结合，进行 BIM 技术在实际工程中的应用。
在提高学生 BIM 技能方面，广西科技大学定期举办 BIM 技术方面的技能大赛，通过校赛选拔优秀学生组队参加诸如“龙图杯”等全国性的 BIM 大赛， 以开阔学生视野，激发学生的创新思维及意识，以提高学生的建模水平、创新能力和实践工程应用能力。同时，学校成立了 BIM 技术研究中心，以解决桥梁施工教学中的施工图及方案优化、施工场地合理配置、桥梁构件运输吊装以及施工现场安全等虚拟仿真问题 [8]。任课教师以技术中心为依托，在桥梁工程施工教学尝试 BIM 虚拟技术与实际工程结合进行教学，丰富了桥梁施工教学的内涵和手段。课堂上主要针对施工建模、施工计算模拟及桥梁架设资源配置，能做到理论与实践相结合，可激发学生的学习动力及创新思维，不仅摆脱了教师单一讲解的旧教学模式；而且可更有效地让学生感知和理解桥梁施工技术内容以提高其技术水平和能力。
实际教学中将桥梁 MIDAS 建模与 BIM 技术相结合，进行桥梁施工过程的虚拟仿真训练（如图 1、图 2 所示）。通过虚拟仿真施工过程，学生不仅可直观感知桥梁施工的全过程，还能对施工过程中各部位的应力应变，预应力钢筋的形状位置及各梁段施工过程的全部信息有系统的认识，使学生在深刻理解桥梁施工理论的基础上，对桥梁程施工过程有了更高层次的认识。
五 GNSS 监测技术
（一 ) GNSS 技术
全球卫星导航系统 (GNSS：Global Navigation Satellite System) 是 对 BDS（ 北 斗 系 统 ）、 GPS GLONASS、Galileo 等单个卫星导航定位系统的组合， 具有覆盖广泛、信息全面、可全天候服务、性能卓越、信号免费公开等优点 [9]。
基于我国北斗卫星导航系统快速发展及全面应用，以 BDS、GPS 等系统的 GNSS 技术已广泛应用于全球的各个行业，目前在桥梁结构实时监测、基坑变形监测及建筑物健康监测方面应用也日益增多 [10]。
( 二 ) 技术在教学中的应用
为了更好地让学生理解 GNSS 技术，我校在工程测量教学中，就在测量新技术介绍中加入 GNSS 技术讲授， 让学生对基于 GPS，BDS 的 GNSS 技术有初步认识。在桥梁施工新技术应用授课时，通过图片及具体案例等介绍，让学生增加 GNSS 技术应用的认识。同时，为了让学生熟悉 GNSS 技术，依托我校教师的科研项目 [11]，通过到监测现场（图 3、图 4）实践，让有部分兴趣浓厚的学生参与其中，身临其境的认识和感受 GNSS 技术的应用优势及效果。
六 结语
研结合 , 进一步为我国的桥梁建设培养优秀的新工科技术人才意义重大。
参考文献
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[5]中国政府网，国发 [2015]40 号文：国务院关于积极推进“互联网 +”行动的指导意见 [EB/OL]，2015.
[6]袁助，万娇娜，张巨文 . 芜湖长江公路二桥施工安全风险管控系统开发及应用 [J]．公路交通科技（应用技术版），2017， (6):307-309．
[7]汪彬 . 建筑信息模型 (BIM) 在桥梁工程上的应用研究 [D]. 东南桥梁工程是高校土木工程专业的重点课程，建
立基于互联网 +、BIM 技术、GNSS 等新技术的桥梁施工课程改革体系，开展相关新技术教学，让学生充分理解桥梁施工建造工艺，掌握此类高新技术的基本理论及基本知识，以提高学生的学习兴趣及创新能力。我校此次针对桥梁施工课程改革提出一种新的教学模式，通过适应新工科背景下的社会需求新技术与传统的教学模式相结合，提高了学生学习的积极性和热情，并能促使学生较好地掌握一些现代施工新技术，教学效果良好；同时，对促进产学大学 ,2015
[8]唐咸远，李松敖，林广泰 .CATIA V6 在大跨度钢管混凝土拱桥设计中的应用 [J]．广西科技学报，2019,29(3 ):37-42.
[9]袁兴明，马鑫程，孙玉强 .GNSS 系统在桥梁施工控制中的应用分析 [J]．测绘与空间地理信息，2017,40(5):220-222.
[10]余加勇，邵旭东，晏班夫，等 . 基于全球导航卫星系统的桥梁健康监测方法研究进展[J]．中国公路学报，2016,29(4 ):30-41.
[11]唐咸远，林 俊，周振荣 . 北斗卫星导航技术在建筑深基坑变形监测中的应用研究 [J]．探矿工程 ( 岩土钻掘工程 )， 2017,44(11):66-70.
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