大數據時代土木工程概論教學內容改革研究

張嬋韜+張涓

摘要：大數據、物聯網、云計算、人工智能等技術在改變著各行各業。行業的發展必然對土木工程人才的知識結構與基本素質提出新要求。土木工程概論課程作為土木工程專業基礎課，應適應時代的發展。高校需要對教學內容進行改革。

關鍵詞：土木工程概論；大數據；教學內容改革

土木工程概論是國內各高校土木工程及相關專業本科生入學初期的專業先修課程，其教學目的是通過對土木工程領域的若干學科分支和研究方向的高度概述，使學生了解土木工程專業的要求；了解土木工程的發展歷史及主要類型；了解土木工程一般概念及新技術的發展趨勢。

一、土木工程概論教學內容改革的必要性

土木工程概論是一門基礎概論類課程，具有涉及內容廣泛、專業綜合性強等特點。當今各行各業都被大數據、物聯網等新技術滲透，運行模式發生了翻天覆地的變化。2016年8月，住房城鄉建設部發布了《2016—2020年建筑業信息化發展綱要》，將建筑信息化建設提升到戰略高度，指出“十三五”時期，著力增強BIM、大數據、智能化、移動通訊、云計算、物聯網等信息技術集成應用能力。與此同時，BIM、大數據、物聯網等專項技術應用人才緊缺。可見，高校教育與社會發展已嚴重脫節，將這些新詞匯傳達給學生，拓展學生的專業視野，樹立適應時代發展需求的職業理想迫在眉睫。

二、土木工程概論教學內容改革

1.大數據與土木工程

大數據是指以多元形式，自多種來源搜集而來的龐大數據組。將數據全時段收集、海量儲存，并進行處理和應用，那么大數據將徹底改變行業運行規律。建筑行業是一個不折不扣的海量數據行業。一棟樓在建筑階段大約會產生10T的數據，而到了運維階段，數據量還會更大。建材價格數據、設備的產品數據、項目的工程量、產品的質量評估等數據浩如煙海，如果能建立完善的大數據庫再加以運用，必將極大地提高行業生產效率。例如，廣聯達公司依靠傳統業務，實時獲取各地建筑材料的價格變動，銷售建筑材料價格信息賺取利潤，而且很好地滿足了客戶招標、采購等各類需求。建設公司如果及時掌握人員、材料、設備等要素的市場行情數據，進行方案優化，在設計之初就在成本、質量、工期、安全和環保等目標之間尋找到最佳平衡點，可以減少合同履約階段人員和材料的浪費以及工期延誤帶來的損失。在項目建設過程中，項目相關參與人員的行為數據能夠讓法規制定更精準，行業監督更有效，政策服務更智慧。

2.云計算與土木工程

誠然大數據有很多優勢，但大數據的應用已不是傳統計算機技術所能應付的。云計算并不是將計算分布在本地計算機或遠程服務器中，而是使計算分布在大量的分布式計算機上，數據中心的運行與互聯網更相似。這使使用者能夠將資源切換到需要的應用上，根據需求訪問計算機和存儲系統。云計算超強的運算能力及便捷使用使大數據的應用有了可行性。

3.物聯網與土木工程

物聯網是新一代信息技術的重要組成部分，通過各種信息傳感設備，實時采集各種需要的信息，通過互聯網將物與物、物與人連接成一個更巨大的網絡，方便識別、管理和控制。物聯網可以助力建筑行業前端數據采集，實現生產全過程信息化管理。例如，在材料管理方面，由信息傳感設備，實時采集構件生產、檢驗、入庫、裝車運輸等數據，實現對構件工廠生產及運輸全過程質量的追蹤。物聯網和云計算等技術為大數據服務，完成工程現場數據和信息的實時采集、高效分析、及時分發和隨時獲取，使建筑行業做到協同和高效。

4.BIM技術與土木工程

建筑信息模型（Building Information Model，BIM）以建筑工程項目的各項相關信息數據作為基礎，建立起三維建筑模型，通過數字信息仿真模擬建筑物所具有的真實信息。將建設單位、設計單位、施工單位、監理單位等項目參與方集合在同一平臺上，共享同一建筑信息模型。BIM是建筑行業的獨有技術，它使整個建設過程可視化，能協調信息不兼容的情況，模擬施工過程、安排進度計劃，優化項目，使造價精準可控。

三、總結

綜上所述，物聯網、云計算、大數據一定會為建筑行業帶來一場技術和管理的創新革命。行業的發展必然對土木工程人才的知識結構與基本素質提出新要求。土木工程概論課程作為土木工程專業基礎課，也應適應時代的發展，對課程的教學內容進行改革。

參考文獻：

[1]萬曉曦.大數據破解建筑行業痛點[J].中國建設信息化，2016（14）.

[2]何關培.BIM究竟是什么[J].土木建筑工程信息技術，2010，2（3）.