智能建造背景下工程管理專業(yè)實踐教學改革與實踐＊

李燕芳 王勇華 張 冰 任 超 魯藴華 蔡競瑤

（1.唐山學院土木工程學院，河北 唐山 063000；2.唐山學院教務處，河北 唐山 063000）

1 工程管理專業(yè)實踐教學現(xiàn)狀分析

傳統(tǒng)的工程管理專業(yè)實踐教學主要側重于施工能力培養(yǎng)、工程經(jīng)濟分析和工程項目管理的能力培養(yǎng)[1-2]。課內實踐教學主要包含土木工程材料、建筑制圖與CAD、工程測量等課內實驗、上機和實習。技術類集中實踐環(huán)節(jié)主要包含認識實習、房屋建筑學課程設計、工程測量實習、工程結構課程設計、專業(yè)實習、土木工程施工與組織課程設計等；工程經(jīng)濟及管理類集中實踐環(huán)節(jié)主要包含工程經(jīng)濟學課程設計、建筑工程估價課程設計、工程招投標模擬實訓、工程管理類軟件實訓等。具體集中實踐教學安排如表1所示。

傳統(tǒng)的工程管理專業(yè)實踐教學主要存在以下問題：①對于國內大多數(shù)地方高校而言，沒有良好的平臺依托，專業(yè)負責團隊無法建立起一個獨立、完整的實踐教學體系，導致實踐教學只是作為理論教學的一種依附而存在[2]，無法培養(yǎng)學生的應用能力；②實踐教學內容陳舊、形式單一，教學方法和教學手段較為落后[2]；③工程管理專業(yè)培養(yǎng)能夠在土木工程領域從事全過程工程管理的應用型高級專門人才[3]，而目前的絕大部分地方高校工程管理專業(yè)的實踐教學指導教師均獨立選擇工程案例和方案，教師之間溝通較少，導致各環(huán)節(jié)的工程案例方案類型有差別，學生無法建立起全過程工程管理的思維；④由于產(chǎn)教融合的校企相關主體認識不深，地方高校工程管理專業(yè)深化產(chǎn)教融合行動遲緩，大多數(shù)校企合作方式僅局限于訂單式培養(yǎng)、學校與企業(yè)共建實習實訓基地等模式，未能實現(xiàn)校企工程實踐案例聯(lián)動、科研合作和校企協(xié)同發(fā)展[3]。校企合作共建基地也常限于淺層的認識參觀實習，校企合作產(chǎn)教融合浮于形式，沒有開展深度合作，無法有效利用企業(yè)實踐工程項目鍛煉學生的工程項目全過程管理能力。

2 智能建造背景下工程管理實踐教學的要求

智能建造是基于信息化、智能化的工程建造技術的變革創(chuàng)新，是建造理念、產(chǎn)業(yè)結構、建造模式、組織管理方式等維度的組織再造[4]。2021年，住房和城鄉(xiāng)建設部建辦市函[2021]316號文列出了推動智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的可復制清單[5-6]；《河北省新型建筑工業(yè)化“十四五”規(guī)劃》（冀建節(jié)科[2021]4號）指出：加快信息技術融合，推廣智能建造技術。由此可見，在未來我國建筑業(yè)的發(fā)展方向必然是智能化和工業(yè)化，但是實現(xiàn)智能建造與新型工業(yè)化協(xié)同發(fā)展還面臨諸多問題和挑戰(zhàn)，尤其是建筑業(yè)生產(chǎn)方式仍然比較粗放，與高質量發(fā)展要求相比還有很大差距，建造方式相對落后，與先進制造技術、新一代信息技術融合不夠；建筑工人隊伍不適應現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要，專業(yè)人才支撐作用有待提高等。且根據(jù)教育部和住房和城鄉(xiāng)建設部組織的行業(yè)資源調查報告顯示（2019年）：今后10年我國建筑業(yè)從業(yè)人員中技術與管理人員占比要達到20%，而目前該比例僅為9%，智能建造技術人員缺口將大于100萬人/年[6]。

為適應建筑業(yè)轉型升級需求，地方高校工程管理專業(yè)人才應具備土木工程技術、經(jīng)濟與管理科學、信息技術基礎、智能工程機械等跨學科的復合型知識結構，在工程建設領域的廣泛應用，實現(xiàn)人機的高效協(xié)同更需要管理方法與組織模式的創(chuàng)新，以應對建筑行業(yè)的深刻變革[3]。

3 智能建造背景下工程管理實踐教學體系構建

智能建造理念融入工程管理專業(yè)實踐教學體系，對工程管理專業(yè)人才在實踐認知、實踐鍛煉和專業(yè)能力等方面提出的新要求。BIM（Building Information Modeling）技術可以實現(xiàn)各種項目的相關信息在項目策劃、建設、運行和維護的全生命周期過程中進行共享和傳遞，各方建設主體提供協(xié)同工作的基礎，在提高生產(chǎn)效率、節(jié)約成本和縮短工期方面發(fā)揮重要作用[4]。因此，BIM技術是智能建造模式發(fā)展的有效媒介與重要載體，更是面向智能建造的工程管理專業(yè)改革的有效手段[4]。針對目前教學中存在的問題，本文以BIM 技術（包括BIM 建模軟件、BIM 5D 項目管理軟件、BIM 數(shù)據(jù)交互平臺、BIM 施工現(xiàn)場管理及協(xié)同軟件、BIM 招投標軟件等）為支撐平臺，構建貫通式實踐教學體系，為地方類高校工程管理專業(yè)實踐教學改革提供借鑒[7]?；贐IM的智能建造模式下工程管理實踐教學體系改革如圖1所示。

圖1 智能建造模式下工程管理實踐教學體系改革思路

3.1 校企協(xié)同優(yōu)化工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案

在智能建造背景下，地方高校應堅持OBE（Outcome Based Education）成果導向理念，更加注重培養(yǎng)學生的高階能力，例如創(chuàng)新思維能力、分析和處理信息的能力以及策劃和組織能力。工程管理專業(yè)應緊跟智能建造背景下工程全過程管理的行業(yè)發(fā)展需求，積極開展以BIM、工程項目管理信息化、工程全過程管理為核心的工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)改革，對工程管理專業(yè)的課程體系和實踐環(huán)節(jié)進行調整，逐步構建起適應行業(yè)發(fā)展需要的、擁有完整的知識體系、實踐體系和創(chuàng)新訓練體系的人才培養(yǎng)方案，形成以工程管理信息化和全過程管理人才培養(yǎng)為特色的專業(yè)發(fā)展方向。工程管理專業(yè)培養(yǎng)方案中將學生應具備的能力落實到課程內容，開展標準先行的專業(yè)建設[3]?；谥悄芙ㄔ毂尘?，創(chuàng)新工程管理專業(yè)的實踐課程體系，在課內實驗、上機、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練、實習實訓、課程設計、畢業(yè)設計等環(huán)節(jié)，分別融入智能建造知識及應用，以培養(yǎng)學生的工程項目信息化管理能力和全過程工程智能化管理能力。具體體系構建如圖2所示。

圖2 工程管理專業(yè)實踐課程體系創(chuàng)新與改革

3.2 智能建造背景下課內實踐環(huán)節(jié)建設

基于OBE 理念，以學生畢業(yè)后初步具有智能建造相關領域的專業(yè)知識與技能的畢業(yè)要求作為特定的預期產(chǎn)出，各類實驗課應提高綜合性、設計性、創(chuàng)新性實驗比重。在土木工程材料、建筑制圖、工程測量等技術類課程中，融入新材料、新技術、裝配式技術等新知識的應用，利用Python 程序設計使學生掌握基礎編程知識。BIM技術原理及其應用、BIM工程計量及計價為上機為主的課程，講授BIM 建模軟件、BIM 計量和計價軟件的基礎操作及其在工程中的實際應用，其中，包含裝配式、綠色建造、被動式等智能建造領域知識的應用，實驗和上機考核著重考核學生的創(chuàng)新能力和綜合能力。

3.3 智能建造背景下創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力訓練規(guī)劃

創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練應引導學生進行面向智能建造的多學科交叉融合的訓練，充分鼓勵專業(yè)教師指導學生參加校內外的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動，在大一學生創(chuàng)業(yè)基礎課程中引入專業(yè)教師，為學生規(guī)劃大學四年可參與的活動及項目，具體創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目規(guī)劃如圖3所示。社團活動鍛煉學生人際交往、協(xié)同處理問題的能力；校內BIM建模大賽鍛煉學生利用BIM 軟件建立土建模型、機電模型、管綜模型及碰撞檢查的能力；創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目為學生提供了參與調研類項目和設計類項目的機會，提高學生的科研能力；挑戰(zhàn)杯等課外科技活動強調提升學生動手制作作品的能力；數(shù)字創(chuàng)新大賽以賽事為載體，促進建筑行業(yè)信息化及工業(yè)化人才培養(yǎng)，適應建筑類企業(yè)崗位技能要求，培養(yǎng)學生數(shù)字施工和數(shù)字造價應用的能力；河北省BIM 建模應用、BIM 綜合應用在建筑信息模型基礎上根據(jù)要求分析、解決工程問題，完成特定類別的算量并輸出相應的報告，旨在培養(yǎng)學生的BIM應用能力。畢業(yè)設計大賽包括BIM 建模與應用、建筑設計BIM 應用創(chuàng)新、BIM 裝飾設計全過程應用、BIM 全過程造價管理與應用、BIM 建設工程項目管理應用、智能建造與裝配式建筑、道橋BIM設計與建模七大模塊，其中，BIM 建模與應用、BIM 全過程造價管理與應用、BIM建設工程項目管理應用、智能建造與裝配式建筑適合工程管理專業(yè)學生參加，畢業(yè)設計大賽強調專業(yè)綜合知識的應用，培養(yǎng)學生將智能建造知識應用到工程全過程的能力。教師根據(jù)學生的情況擇優(yōu)挑選有科研能力的學生參與科研項目，為學生繼續(xù)深造提供機會。

圖3 大學四年創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活動規(guī)劃

3.4 智能建造背景下改革實習類實踐環(huán)節(jié)

實習類實踐環(huán)節(jié)為學生提供現(xiàn)場參觀、實際參與工程實踐項目工作的機會，是以熟悉和掌握建筑施工準備工作、建筑施工工藝、現(xiàn)場施工作業(yè)管理、工程項目管理、工程合同管理、工程造價管理等知識體系為主的實踐性教學環(huán)節(jié)。一年級至四年級的實習類課程包含認識實習、工程測量實習、專業(yè)實習、頂崗實習、畢業(yè)實習。在認識實習中，安排學生到校企合作企業(yè)參觀學習，如混凝土和鋼結構預制構件生產(chǎn)、綠色建筑、被動式建筑、智慧醫(yī)院、智慧校園、零碳建筑、裝配式建筑、智慧工地、智能工程項目管理系統(tǒng)等，使學生初步具有智能建造的概念。工程測量實習中既要訓練學生對傳統(tǒng)的全站儀、水準儀等設備的使用能力，也要引入無人機等全景成像智能測量設備，使學生初步掌握智能設備的使用能力。第六學期期末舉行專業(yè)實習招聘會，聯(lián)合校企合作企業(yè)為學生提供充足的實習崗位，學生在七月中旬至10 月中旬三個月期間均在企業(yè)或者項目中參與實際工程項目，為學生就業(yè)提供提前適應的機會。頂崗實習階段成立工程教育實踐班，通過校企聯(lián)合人才培養(yǎng)方式，能夠使學生的理論知識與專業(yè)能力更加貼合行業(yè)企業(yè)的發(fā)展需求，提前熟悉企業(yè)文化和工作環(huán)境，促進專業(yè)人才的個性化培養(yǎng)，提升專業(yè)就業(yè)水平和就業(yè)質量。畢業(yè)實習階段學生為畢業(yè)設計大賽做準備，對綜合知識進行應用。

4 結語

智能建造對數(shù)字化設計應用、數(shù)字化建造、信息化管理分析、軟件應用、智能化設備應用、研究創(chuàng)新等能力提出了新要求。本文構建了面向智能建造的工程管理專業(yè)綜合實踐教學體系，將裝配式建筑與施工、綠色建筑與施工、基于BIM 的工程全過程管理等信息集成融合到實踐教學中，對于地方高校培養(yǎng)學生全過程工程項目信息管理的能力有極大的借鑒意義。