智慧建造時代建筑智能化專業(yè)建設(shè)

馬紅麗

(上海杉達(dá)學(xué)院，上海 314100)

引言

隨著智慧城市建設(shè)腳步的加速，一直以來被社會各界廣泛視為“高消耗、低技術(shù)，高投入、低產(chǎn)出”的傳統(tǒng)建筑行業(yè)，在智慧建造時代面臨項目規(guī)格越來越高、從業(yè)人員逐年銳減的宏觀背景下，傳統(tǒng)的建造方法和建造手段還能維持其走多遠(yuǎn)[1]？因此培養(yǎng)擁有新一代信息技術(shù)與工程建造融合的智能型人才[2]，在應(yīng)用型院校設(shè)置建筑智能化技術(shù)專業(yè)，為國家輸送滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的創(chuàng)新型智能建造工程科技人才，已成為相關(guān)高校人才培養(yǎng)的重要挑戰(zhàn)[2]。下文結(jié)合學(xué)院“建筑智能化工程技術(shù)”專業(yè)的成功申報，針對智慧建造時代智能化專業(yè)人才需求的特點(diǎn)，分析融合傳感技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、多媒體技術(shù)及人工智能技術(shù)的人才培養(yǎng)方案特色，探討基于職業(yè)崗位需求的課程體系構(gòu)筑，分享建筑智能化工程一線技術(shù)需求人才的解決方案。

1 智慧建造人才需求新特點(diǎn)

以網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化、工業(yè)化為基礎(chǔ)的綠色建筑、智能建筑、智慧城區(qū)的建設(shè)及裝配式建筑，以BIM 技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能等信息化技術(shù)應(yīng)用和模式創(chuàng)新為內(nèi)核并相融跨界的新型建筑形態(tài)應(yīng)時而生，新一輪的產(chǎn)業(yè)革命加速了我國智慧建造的進(jìn)程[3]。有資料顯示，預(yù)計近三年涉及樓宇智能化領(lǐng)域的人才缺口百萬人，特別是智能化系統(tǒng)設(shè)備安裝調(diào)試、運(yùn)維管理的一線工程技術(shù)人才嚴(yán)重不足，這給應(yīng)用型院校發(fā)展實施建筑智能化技術(shù)專業(yè)提供了廣闊的市場。隨著“十三五”規(guī)劃的深入，“十四五”規(guī)劃的來臨，國家用于建設(shè)智慧城市的投資總規(guī)模將高達(dá)[4]5千億元，智慧城市全國市場估計約有4萬億的規(guī)模。同時住建部從2015年起逐步加強(qiáng)建筑智能化工程設(shè)計與施工企業(yè)資質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)要求[5]，明確規(guī)定了資質(zhì)等級一、二級“企業(yè)具有從事建筑智能化工程的中級及以上工程類職稱的專業(yè)技術(shù)人員”的數(shù)量指標(biāo)，對智能化企業(yè)的準(zhǔn)入技術(shù)條件、技術(shù)裝備及管理水平提出具體要求，這些標(biāo)準(zhǔn)同時促進(jìn)行業(yè)健康有序地發(fā)展。圖1是摘自“中國教育在線”的智能化工程技術(shù)崗位需求調(diào)研，顯示一線的安裝與調(diào)試智能化工程技術(shù)人員需求量較大。

圖1 智能化技術(shù)崗位需求分析表

圖2 建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)應(yīng)用型高校畢業(yè)生市場分析

通過近兩年問卷星對長三角百余家企業(yè)，針對建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)高校畢業(yè)生的看法進(jìn)行的相關(guān)調(diào)研，圖2顯示，95%以上的企業(yè)愿意與應(yīng)用型院校智能化專業(yè)建立穩(wěn)定的人才培養(yǎng)關(guān)系，普遍認(rèn)為應(yīng)用型高校畢業(yè)生具有實操能力更強(qiáng)，職場上升空間大，工作穩(wěn)定性高的特點(diǎn)； 同時認(rèn)為建筑智能化設(shè)備安裝與調(diào)試、運(yùn)行維護(hù)與管理人才的崗位分布、專業(yè)對口率、就業(yè)有相對優(yōu)勢，給建筑智能化專業(yè)提供了廣闊的培訓(xùn)市場。

通過上述分析，掌握樓宇自動化技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)綜合布線、安防消防工程等智能化子系統(tǒng)的施工、運(yùn)維與管理等核心技術(shù)能力，面向一線的“懂技術(shù)，會施工，能管理”的建筑智能化工程技術(shù)人員，是目前智慧城市建設(shè)急需的專業(yè)人才。

表1 就業(yè)崗位與職業(yè)資格證書

建筑智能化工程技術(shù)是以建筑物為平臺[6]，對樓宇智能化信息的綜合應(yīng)用，因此與相關(guān)建筑類專業(yè)可共享共建師資團(tuán)隊和實訓(xùn)基地，互融促進(jìn)專業(yè)發(fā)展契機(jī)。

2 智慧建造的專業(yè)培養(yǎng)構(gòu)建

2.1 基于職業(yè)崗位的課程體系設(shè)置

本專業(yè)針對國家近幾年發(fā)布的職業(yè)崗位與職業(yè)技能等級證書，深挖校企合作單位資源，以崗位需求的職業(yè)能力和職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)為主線，建立如圖3所示“崗位→能力→課程”的基于工作過程的課程體系，使理論知識與實踐技能互相滲透，密切結(jié)合。

圖3 基于職業(yè)崗位的課程體系設(shè)置分析

目前建筑智能化工程職業(yè)資格證書如表1所示。

建筑智能化工程技術(shù)涉及建筑的全生命周期，是現(xiàn)代通信技術(shù)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、現(xiàn)代控制技術(shù)等高新技術(shù)與現(xiàn)代建筑技術(shù)的綜合集成[7]，因此培養(yǎng)具有現(xiàn)代信息技術(shù)的創(chuàng)新性技術(shù)技能人才，滿足智慧城市建設(shè)的管理是申報本專業(yè)人才培養(yǎng)方案的主要內(nèi)容。圖4是以就業(yè)為導(dǎo)向，以能力為本位，立足建筑工程典型項目設(shè)置的課程體系。

圖4 以職業(yè)崗位能力設(shè)置的專業(yè)課程體系

2.2 模塊化教學(xué)的培養(yǎng)目標(biāo)

基于智慧建造的主要技術(shù)有：BIM技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、云計算技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，不同技術(shù)之間相互獨(dú)立又相互聯(lián)系，從而搭建了建筑智能化工程技術(shù)專業(yè)技術(shù)技能核心課程[8]。專業(yè)核心課程有：建筑識圖與房屋構(gòu)造、建筑AutoCAD、電工電子技術(shù)基礎(chǔ)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)及綜合布線、樓宇智能化控制技術(shù)、RFID技術(shù)與應(yīng)用、檢測及傳感器組網(wǎng)技術(shù)、智能化工程施工組織與管理、智能化工程造價、智能家居系統(tǒng)集成及運(yùn)維。針對培養(yǎng)目標(biāo)劃分為4個模塊及6門職業(yè)核心課程，進(jìn)行模塊化教學(xué)，主要包括基本素質(zhì)拓展模塊、專業(yè)基礎(chǔ)模塊、專業(yè)核心模塊、專業(yè)能力拓展模塊，形成4個核心技能：BIM技術(shù)應(yīng)用、智能規(guī)劃與設(shè)計、人工智能與智能家居、智能施工管理和智能運(yùn)維，見表2。

表2 集中實踐教學(xué)安排表

3 建筑智能化教學(xué)組織設(shè)計

3.1 智慧教學(xué)實施多元化實訓(xùn)

技術(shù)技能的專項實訓(xùn)是應(yīng)用型專業(yè)教學(xué)與實踐結(jié)合的必須內(nèi)容。本專業(yè)依據(jù)專業(yè)建設(shè)和人才培養(yǎng)方案，按照學(xué)科建設(shè)課程學(xué)時分配如圖5，通識教育課程(A類課程)、專業(yè)基礎(chǔ)課程(B類課程)、專業(yè)技能課(C類課程)，實踐教學(xué)課時占比50%以上。

圖5 A、B、C專業(yè)課程分配比例

利用智慧教學(xué)，展開建筑智能化工程技術(shù)課程專項實訓(xùn)，不僅可完成本專業(yè)基礎(chǔ)課程實驗實訓(xùn)的要求，也可完成樓宇智能化系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)規(guī)劃與組建及智能家居設(shè)計、裝配式建筑設(shè)計等工程項目的綜合實訓(xùn)，同時作為世賽、國賽和上海市星光杯賽“物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用”、“樓宇自動化系統(tǒng)安裝與調(diào)試”項目和“信息網(wǎng)絡(luò)布線工程”項目的訓(xùn)練設(shè)施，還可用作“工信部職業(yè)技能鑒定中心”認(rèn)證“智能化弱電工程師”培訓(xùn)基地。結(jié)合培養(yǎng)計劃，按照課程體系設(shè)置綜合實訓(xùn)項目,內(nèi)容見圖6。

圖6 建筑智能化專業(yè)綜合實訓(xùn)項目

圖7 智慧教室平面布置圖

采用“三端一云”的智慧教學(xué)模式，讓學(xué)生隨時隨地感知、體驗智能化，不僅僅在教室感受智能空間，進(jìn)行理實一體的隨課實訓(xùn)，通過云端連接手機(jī)端、網(wǎng)頁端實現(xiàn)課前、課中、課后的自主學(xué)習(xí)。以Zigbee無線技術(shù)為核心，建成一個綜合型的教與學(xué)智能通信平臺，運(yùn)用云計算、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、移動互聯(lián)等信息技術(shù)，將燈光照明、窗簾啟閉、空氣質(zhì)量檢測、電器元件控制、安全防范等內(nèi)容融入智慧教室空間，教師與學(xué)生利用手機(jī)端或平板體驗智能一體化控制的教學(xué)環(huán)境。圖7是智慧教室布置方案效果圖。

3.2 校企聯(lián)合運(yùn)行優(yōu)勢互補(bǔ)

智慧建造時代最大的特點(diǎn)是快速的信息化傳遞。設(shè)置以行企施工規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)，并滿足企業(yè)崗位需求的核心課程，校企聯(lián)合開發(fā)基于真實項目的課程資源庫，將智能化技術(shù)按照知識模塊、能力模塊以微課、視頻等形式歸入課程，編制系列講義集或出版工學(xué)結(jié)合教材，利用資源庫推行基于工作項目的分段式、活頁式教學(xué)組織模式，契合快速前進(jìn)的智能建造時代。

同時與企業(yè)建立“雙導(dǎo)師制”，采取迎進(jìn)來、送出去的模式，緊密對接智慧建造時代行業(yè)智能化技術(shù)技能的發(fā)展。隨著“職教20條”的發(fā)布，明確通過5-10年的建設(shè)，職業(yè)教育基本完成由政府舉辦為主到向政府統(tǒng)籌管理、社會多元辦學(xué)的格局轉(zhuǎn)變[9]，因此在專業(yè)建設(shè)過程中，由企業(yè)導(dǎo)師參與制定“專業(yè)核心課程標(biāo)準(zhǔn)+實訓(xùn)考核方案”，實施企業(yè)導(dǎo)師—教學(xué)老師混合式教學(xué)模式，促進(jìn)“1+X”的職業(yè)等級證書認(rèn)證教學(xué)的落地也是職業(yè)教育所需。

因此應(yīng)用型專業(yè)教學(xué)是建立行業(yè)與專業(yè)培養(yǎng)的紐帶，牢靠穩(wěn)固的校企合作需要通過多種模式的培養(yǎng)方式，滿足企業(yè)對人才需求的特殊性、雙向性，急企業(yè)所需，充分調(diào)動學(xué)校與企業(yè)用人的積極性，如圖8展示的“校企合作聯(lián)合培養(yǎng)運(yùn)作模式”。既可以利用大型企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，建立現(xiàn)代師徒制培養(yǎng)基地，開展生產(chǎn)線實訓(xùn)，由企業(yè)依據(jù)行業(yè)崗位技能實施專項培養(yǎng)。也可以對于智能終端產(chǎn)業(yè)園的高新技術(shù)生產(chǎn)線企業(yè)，開展訂單式培養(yǎng)模式，讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更加具有針對性，同時獲得相應(yīng)的經(jīng)濟(jì)效益。

圖8 校企合作聯(lián)合培養(yǎng)運(yùn)作模式

4 結(jié)論

新型智慧城市建設(shè)是數(shù)字中國和智慧社會目標(biāo)引領(lǐng)下的融合發(fā)展[10]，培養(yǎng)服務(wù)于智慧建造一線的工程技術(shù)人員是職業(yè)類高校需要和行業(yè)緊密對接、穩(wěn)固聯(lián)系的重要保障。我校在2018年順利獲批“建筑智能化工程技術(shù)”專業(yè)，并在2019年開展招生教學(xué)工作。近年，隨著“職教20條”的推進(jìn)，建筑智能化技術(shù)相關(guān)的1+X職業(yè)等級證書逐步落地，希望依托行企校專家建立工作站，開展雙師團(tuán)隊建設(shè)、實訓(xùn)基地建設(shè)、學(xué)生頂崗就業(yè)、科研項目聯(lián)合申報等工作，鼓勵學(xué)生通過崗位培訓(xùn)，深化智能化技術(shù)技能的掌握，實現(xiàn)學(xué)生“畢業(yè)即可直接上崗”的培養(yǎng)目標(biāo)。

智慧時代已經(jīng)來臨，以數(shù)字化驅(qū)動、創(chuàng)新技術(shù)引領(lǐng)的“智慧城市”建設(shè)是智慧建造時代的新形態(tài)。圍繞行業(yè)發(fā)展，積極制訂人才培養(yǎng)方案，將物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、BIM等先進(jìn)的信息技術(shù)與工程建造高度融合，迎接智慧建造時代的挑戰(zhàn)。