智慧建造產(chǎn)業(yè)學院與智能建造專業(yè)協(xié)同發(fā)展背景下復合型人才培養(yǎng)模式研究

翟攀攀，鄭超，宋帥奇，宋新生，何宗要，呂大為

（河南城建學院 土木與交通工程學院，河南平頂山 467000）

1 研究背景

當前，智能建造領域迫切需要能支撐行業(yè)發(fā)展和變革的科研人才和工程技術人才。為滿足新工科建設需要，教育部批準并設立了智能建造專業(yè)。智能建造專業(yè)是面對國際制造業(yè)新趨勢、面向國家戰(zhàn)略需求和我國制造業(yè)升級轉型，基于土木工程類學科，融合計算機科學與技術、機械工程、工程管理等專業(yè)，繼承和發(fā)展機械設計制造及其自動化專業(yè)，融合大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、云邊端協(xié)同等現(xiàn)代信息技術的新工科專業(yè)。2017年，同濟大學成功申報智能建造專業(yè)，截至2022年，我國開設智能建造專業(yè)的本科層次院校共有55所[1-2]。

2020年1月3 日，由河南城建學院主辦，河南省土木建筑學會等26家單位共建的河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院正式成立。依托河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院，近兩年，智能建造專業(yè)建設取得一定成果，形成了二者協(xié)同發(fā)展的局面。

大力發(fā)展智能建造技術，推動建筑產(chǎn)業(yè)變革，是一項艱巨的任務[3-4]，建筑行業(yè)的變革給智能建造技術的發(fā)展提供了條件[5]，因此，智慧建造產(chǎn)業(yè)學院與智能建造專業(yè)必須協(xié)同發(fā)展，二者相輔相成，相互促進。在建筑產(chǎn)業(yè)，要全面深入推進綠色發(fā)展和綠色建造，實現(xiàn)綠色建造的必然選擇和最佳途徑是智能建造[6]。智能建造是解決建筑業(yè)低效率、高污染、高能耗的有效途徑之一，在工程建設中，通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)的全面互聯(lián)，實現(xiàn)感知信息（數(shù)據(jù)）的高速和實時傳輸，打造智慧平臺，實現(xiàn)萬物互聯(lián)。

2 智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)現(xiàn)狀分析

依據(jù)產(chǎn)業(yè)需求，確定人才培養(yǎng)目標，基于工程邏輯，創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式，加強學科交叉與融合，以土木工程學科為牽引，將計算機科學與技術、控制工程、機械制造等學科進行有機協(xié)同，打造集群優(yōu)勢，是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院發(fā)展的方向。

為進一步推動建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化升級，加快推進建造方式的轉變，以數(shù)字化、智能化升級為動力，創(chuàng)新突破相關核心技術，形成全產(chǎn)業(yè)鏈融合的智能建造產(chǎn)業(yè)體系[7-8]。我國智能建造的發(fā)展還處于摸索階段，缺乏智能建造人才[9]。目前，智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)模式還存在一些問題。

（1）培養(yǎng)目標定位需進一步完善，智能建造專業(yè)培養(yǎng)目標依據(jù)傳統(tǒng)大土木工程專業(yè)設置，缺乏實踐與創(chuàng)新。

（2）課程體系不夠完善，需進行改革。

（3）學科間交叉融合實踐困難，學科交叉背景下的知識融合不深入，需持續(xù)改進。

（4）傳統(tǒng)實踐教學平臺無法滿足創(chuàng)新復合型人才培養(yǎng)模式。在新工科發(fā)展背景下，硬件實踐平臺發(fā)展建設、實驗教學體系開發(fā)建設及教學模式的探索改革都應面向建筑產(chǎn)業(yè)變革的需求。

（5）教師隊伍的建設仍存在問題，教師隊伍的實踐能力、跨學科能力需提升。

（6）校企合作協(xié)同辦學存在滯后性，高等學校人才培養(yǎng)與建筑行業(yè)企業(yè)人才需求脫節(jié)。

3 智能建造專業(yè)與智慧建造產(chǎn)業(yè)學院協(xié)同發(fā)展背景下的復合型人才培養(yǎng)模式

3.1 智能建造專業(yè)與智慧建造產(chǎn)業(yè)學院相互依托

河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院以現(xiàn)有的服務地方生產(chǎn)、教學、科研合作平臺為基礎，以應用型專業(yè)創(chuàng)新人才培養(yǎng)專業(yè)群為主體，通過企業(yè)參與辦學過程、支持學校建設、檢驗辦學成效，構建校企深度融合、協(xié)同育人的辦學模式。為更好滿足行業(yè)企業(yè)對人才的需求，服務社會經(jīng)濟發(fā)展，推進產(chǎn)學研深度融合，河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院設置的組織構架如圖1所示。智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的主要職責是創(chuàng)新專業(yè)人才培養(yǎng)模式，促進實習實訓基地建設與優(yōu)化，建設專職、兼任師資隊伍等[10]。此外，校企深度合作中課程、項目等資源共同建設與分享也是現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)學院的主要任務[11]。

圖1 智慧建造產(chǎn)業(yè)學院組織構架

智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的發(fā)展必將促進智能建造專業(yè)的建設，而智能建造專業(yè)的建設又能促進智慧建造產(chǎn)業(yè)學院辦學質量的提升，二者相輔相成，協(xié)同發(fā)展。智慧建造產(chǎn)業(yè)學院引領智能建造專業(yè)的發(fā)展，為其提供廣闊的發(fā)展空間，對進一步推進產(chǎn)學研深度融合提供支撐。河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院建設需緊密對接校企合作企業(yè)，深度服務所在行業(yè)及產(chǎn)業(yè)鏈。在校企合作中，企業(yè)需支持智慧建造產(chǎn)業(yè)學院建設、參與人才培養(yǎng)及辦學過程；校企雙方通過共建“3+1”試點班，實施訂單式的人才培養(yǎng)模式，共同建設產(chǎn)教融合、校企協(xié)同育人的專業(yè)教育平臺。智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的成立是進行深度產(chǎn)教融合的創(chuàng)新性措施，學校與企業(yè)共同建設智慧建造產(chǎn)業(yè)學院，并將其打造為集人才培養(yǎng)、技術創(chuàng)新、企業(yè)服務、科學研究、學生創(chuàng)業(yè)于一體的多功能教育基地。智慧建造產(chǎn)業(yè)學院已成為校企深度合作的示范基地，全力服務地區(qū)乃至全國建筑業(yè)高質量發(fā)展。

3.2 智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)模式探索

現(xiàn)今，智能建造技術促進建筑產(chǎn)業(yè)全方位深刻變革，需要高水平的專業(yè)人才，對專業(yè)人才的知識結構、專業(yè)能力等方面提出新要求。如何利用智慧建造產(chǎn)業(yè)學院和智能建造專業(yè)協(xié)同發(fā)展的優(yōu)勢，探索更加高效、合理的人才培養(yǎng)路徑，培養(yǎng)符合新時代建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化需求的復合型創(chuàng)新人才，成為相關高校亟須解決的問題。

3.2.1 基于人才需求的智能建造專業(yè)培養(yǎng)目標定位

智能建造專業(yè)旨在培養(yǎng)具備多學科交叉融合的創(chuàng)新型、復合型高技術技能人才。河南城建學院智慧建造產(chǎn)業(yè)學院在校企合作、產(chǎn)教融合、智能化建造等方面取得了一定成效，了解建筑行業(yè)企業(yè)對智能建造專業(yè)人才的需求，基于訂單式人才培養(yǎng)模式，可以更好地確定、優(yōu)化智能建造專業(yè)的培養(yǎng)目標。智能建造專業(yè)基于土木工程類學科，并涉及機械制造、人工智能等眾多學科，在人才培養(yǎng)過程中，搭建通識教育平臺應融入交叉學科的認知，開闊學生視野，采用引導創(chuàng)新思維的教育模式。人才培養(yǎng)過程中應加強土建類基本課程理論教育與實踐教育，融合BIM信息技術、物聯(lián)網(wǎng)等新興技術手段，使學生了解土建類學科前沿知識，對智能建造有更深刻的認知。例如，工地智能監(jiān)測系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術實現(xiàn)萬物互聯(lián)，基于BIM信息技術搭建智慧工地信息化管理平臺，實現(xiàn)風險管控及應急事件處理。此外，在知識體系的構建中，要考慮知識結構的完備性，并突出特色化教育，要使人才在某一方面具備扎實的專業(yè)知識，具有能夠解決企業(yè)智能建造具體問題的能力，在服務企業(yè)智能創(chuàng)新發(fā)展的過程中，持續(xù)拓展學習能力，要求人才培養(yǎng)體現(xiàn)終身學習、持續(xù)進步，適應社會與行業(yè)的發(fā)展。人才培養(yǎng)體系的建設要以學生為中心，對其進行全面、多維度、立體化的培養(yǎng)。在此基礎上，不斷改革教學方法、創(chuàng)新教學模式，把學生培養(yǎng)成為具有多學科交叉知識的創(chuàng)新型、復合型技術人才。

3.2.2 課程體系的改革創(chuàng)新

依托智慧建造產(chǎn)業(yè)學院在學校和企業(yè)間的紐帶作用，使人才培養(yǎng)目標更加清晰、明確，具體到課程體系的設置，除傳統(tǒng)土木工程建筑相關課程，還應包括交叉學科與新興技術的相關課程，人才培養(yǎng)過程需遵循土木工程建造過程的邏輯，并統(tǒng)籌考慮學生的認知邏輯。由于智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)中涉及的交叉學科課程種類多，且需要融合物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術，存在學時限制及認知邏輯有限等問題，因此，課程體系建設過程需在遵循學生認知邏輯的基礎上合理統(tǒng)籌安排。

首先，土木工程施工、管理過程的基本邏輯應為首要考慮因素，在此基礎上，保證學生學習認知邏輯。如何在傳統(tǒng)土木工程類專業(yè)課程體系中穿插、融入新興技術理論課程及交叉學科課程，是課程體系建設的重中之重。依托智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的紐帶作用，學校聯(lián)合建筑行業(yè)企業(yè)，基于工程項目施工管理邏輯，進行課程體系的改革與創(chuàng)新，課程修讀的先后順序、交叉學科課程的融入時機、新興技術的應用等都是重要的改革創(chuàng)新思路，能夠使學生建立新工科認知邏輯。此外，課程體系設置中還應突出體現(xiàn)綜合應用性課程，在智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的支持下，建立智能建造專業(yè)校企合作課程和工程實踐基地。

3.2.3 多學科交叉，新技術融合

智能建造專業(yè)是在傳統(tǒng)土建類專業(yè)和工程管理類專業(yè)的基礎上，機械制造、計算機科學等學科交叉，融合人工智能等新興技術，順應時代潮流發(fā)展起來的新工科專業(yè)。智能建造專業(yè)課程體系是在強化土木工程建筑類學科的基礎上，融入智能化、機械化、大數(shù)據(jù)等學科的交叉課程。智能建造技術是融合土木工程、計算機科學與技術、物聯(lián)網(wǎng)、機械電子工程等多學科的綜合型、智能化建造技術，但土木工程建筑類學科的基本理論與實踐基礎仍是人才培養(yǎng)環(huán)節(jié)的重要基石，因此，智能建造專業(yè)知識體系的構建不能本末倒置，應在原有核心專業(yè)課程的基礎上打破專業(yè)壁壘，融入基于應用的智能建造新技術課程，比如人工智能、大數(shù)據(jù)、3D打印、物聯(lián)網(wǎng)等，結合土木工程建造行業(yè)的發(fā)展方向，逐步加強學科間交叉，融合新興技術，優(yōu)化課程體系建設，以培養(yǎng)復合型技術人才為目標，高質量服務建筑行業(yè)企業(yè)。GIS+BIM信息技術、人工智能等新興技術在教學內容創(chuàng)新中的應用，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術手段在工程全周期的融合，使得智能建造與時俱進，跟上科學技術發(fā)展的步伐，形成專業(yè)集群優(yōu)勢，建立特色課程群，培養(yǎng)順應時代發(fā)展的復合型創(chuàng)新人才。

3.2.4 師資隊伍建設與教學平臺完善

智能建造專業(yè)理論教學師資隊伍建設的加強與實踐教學平臺的升級有助于提高人才培養(yǎng)質量。與工程領域相關企業(yè)接軌，融入物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新技術，構建形式豐富、高度還原實際工程的虛擬仿真實驗系統(tǒng)，已成為人才培養(yǎng)方案的重要需求[12]。

智能建造專業(yè)具有學科交叉的典型特征，屬于新工科專業(yè)范疇，對師資隊伍建設提出了更高的要求。傳統(tǒng)土木工程建筑類學科教師需要學習新興技術，才能滿足教學需求。智慧建造產(chǎn)業(yè)學院聘請多位行業(yè)專家擔任教師，其具備實踐經(jīng)歷和工程背景，因此，可以進一步完善師資隊伍的建設。此外，智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的實踐教學平臺實操性更強，質量更有保障。智能建造專業(yè)師資隊伍建設必須以土建類專業(yè)教師為基石，逐步融合計算機、機械制造等交叉學科課程教師。進行教材建設，從原始教案積累、校企合作建設教材等途徑，逐步編制適合智能建造專業(yè)交叉學科融合的特色教材。與智能建造專業(yè)交叉融合的課程種類繁多，在有限的課時內，可以通過智能建造專業(yè)各方向設定適當選修課，進行補充，提供合理的、個性化的理論知識教學平臺。通過智慧建造產(chǎn)業(yè)學院與企業(yè)深度合作，以實際工程項目產(chǎn)出為導向，通過設計依托實際工程的任務驅動教學法，將工程理論與工程實踐相結合，真正培養(yǎng)學生自主學習能力和解決實際問題的能力。在傳統(tǒng)土木工程建筑學科實踐教學平臺的基礎上，搭建校企合作實踐教學平臺，重視實踐教學，培養(yǎng)學生實踐能力和解決實際工程問題的能力，滿足行業(yè)對復合型人才的需求。

3.2.5 打造有特色的智能建造專業(yè)

通過搭建產(chǎn)教融合平臺，借助現(xiàn)代信息技術，使各種教學資源、各項教學要素以數(shù)字形態(tài)進行整體優(yōu)化、組合，產(chǎn)生聚集效應[13]。河南城建學院是城建類本科院校，在智慧建造產(chǎn)業(yè)學院的帶領下，智能建造專業(yè)融合了城建類多個學科專業(yè)，打造有城建特色的智能建造專業(yè)。依托河南城建學院自身情況和城建類特色，著力在城市建設全覆蓋方面著手，打造了有城建特色的智能建造專業(yè)集群。智能建造技術應用范圍廣泛，如智慧工地、BIM信息技術平臺、智能監(jiān)測中的萬物互聯(lián)等，因此，在人才培養(yǎng)、師資隊伍建設、校企合作的過程中，要結合學校的特色優(yōu)勢，著力在優(yōu)勢方向重點發(fā)展，形成在專業(yè)培養(yǎng)上的城建特點和專業(yè)集群優(yōu)勢。

4 智能建造技術人才就業(yè)前景

隨著智能控制、互聯(lián)網(wǎng)技術的快速發(fā)展，智能建造技術正引領建造業(yè)進行新一輪的變革。馬智亮指出智能建造應用熱點有智能設計、智能生產(chǎn)、智能施工，還有智能運維、智能裝備、建筑產(chǎn)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)等多個方面[14]。

依據(jù)工程建設邏輯，從工程設計中BIM技術的應用到施工過程中人工智能技術、3D打印技術、物聯(lián)網(wǎng)技術的應用，再到運營維護階段大數(shù)據(jù)技術和云計算技術的應用，均表明智能建造正在引領建筑行業(yè)發(fā)展。根據(jù)教育部和住建部組織的行業(yè)資源調查報告，智能建造技術人才需求與培養(yǎng)數(shù)量之間存在缺口，隨著人工智能技術、3D打印技術、物聯(lián)網(wǎng)技術在建筑行業(yè)的充分應用與發(fā)展，未來十年，智能建造專業(yè)人才具有良好的就業(yè)前景。

5 結語

本文對智慧建造產(chǎn)業(yè)學院與智能建造專業(yè)協(xié)同發(fā)展背景下復合型人才培養(yǎng)路徑展開研究，形成如下結論：

（1）智慧建造產(chǎn)業(yè)學院發(fā)展與智能建造專業(yè)建設相互促進，相輔相成。

（2）智能建造人才培養(yǎng)應遵循行業(yè)發(fā)展需求，以智慧建造產(chǎn)業(yè)學院為紐帶，建筑行業(yè)中企業(yè)的需求直接指導智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)路徑的制定。

（3）基于智能建造專業(yè)特點，高校應注重培養(yǎng)多學科交叉的創(chuàng)新型復合高技術技能型人才，課程建設應以土建類學科為基礎，融入人工智能、大數(shù)據(jù)等學科的知識，智能建造專業(yè)課程體系需遵從建造過程邏輯與學生認知邏輯。

（4）依托智慧建造產(chǎn)業(yè)學院開展校企深度合作，優(yōu)化升級智能建造實踐教學平臺，結合虛擬仿真技術，對實驗教學資源進行整合、共享，使得實驗教學模式更加信息化、智能化。