工程管理專業(yè)智能建造人才培養(yǎng)創(chuàng)新課程體系研究

許慧 孔娜

摘要 信息技術的快速發(fā)展引發(fā)了建筑行業(yè)的深刻變革，培養(yǎng)創(chuàng)新型智能建造工程科技人才，已經成為高校人才培養(yǎng)的重要任務。文章借鑒國內高校工程管理相關專業(yè)創(chuàng)新課程體系的設置經驗，以增設多模塊跨學科選修課為課程體系改革思路，建立工程管理專業(yè)智能建造人才培養(yǎng)創(chuàng)新課程體系。所構建課程體系能為各高校實施工程管理專業(yè)智能建造人才培養(yǎng)改革提供一定借鑒。

關鍵詞 工程管理；智能建造；人才培養(yǎng)；課程體系

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.013

我國傳統(tǒng)建筑業(yè)表現(xiàn)出粗放式、碎片化的建造模式，迫切需要作出變革。目前，新的產業(yè)革命隨著大數(shù)據、人工智能、物聯(lián)網等信息技術的快速發(fā)展成為必然之勢，在這種趨勢下，將信息技術應用于工程建造，發(fā)展智能建造，成為建筑業(yè)發(fā)展的重要方向。面對這一發(fā)展趨勢，如何培養(yǎng)支撐產業(yè)轉型升級的智能建造人才，成為高等院校人才培養(yǎng)的關鍵任務和重要挑戰(zhàn)。根據教育部和住建部發(fā)布的行業(yè)資源調查報告（2019年），未來十年我國從事建造行業(yè)技術與管理工作人員的占比將達到20%，智能建造技術人員缺口將超過100萬人/年?；诖?，各高校也開始設置智能建造人才培養(yǎng)的專業(yè)及方向。截至2020年，全國共44所高校獲批“智能建造”專業(yè)。此外，如何對工程管理專業(yè)進行改造升級，培養(yǎng)面向建筑工業(yè)化、智能化的工程管理人才也是亟待解決的問題。

關于智能建造創(chuàng)新型人才能力需求，丁烈云提出應具有T型知識結構，包括多學科交叉融合及傳統(tǒng)建筑領域與信息技術的融合。國內智能建造人才培養(yǎng)研究方向可分為三類：一是著重智能建造教學方案的設計創(chuàng)新。盧昱杰等從多個維度提出智能建造專業(yè)創(chuàng)新教學模式，包括師資、課程、教學平臺及方法等，構建專業(yè)建設“P―S―R（要求-挑戰(zhàn)-響應）”框架體系；毛超等對重慶大學智能建造專業(yè)建設方案進行剖析，從培養(yǎng)目標、課程體系、教學模式等方面提出創(chuàng)新和思考。二是重點研究專業(yè)實踐教學。滿軻等提出了3大類實踐課程，即認識實習、企業(yè)工程實踐以及工程實戰(zhàn)。三是探索學科交叉教學實驗課程的教學活動。李慧莉等提出多專業(yè)教師共同授課、專業(yè)間相互選修課程等方式，探索多學科交叉的可行模式；馬瑩以應用型本科高校工程管理專業(yè)為背景，將OBE理念融入人才培養(yǎng)方案和課程設置中，構建OBE理念下融合BIM的應用型工程管理專業(yè)課程體系，針對學生特點，制訂保證BIM順利融入專業(yè)課程的實施措施?？傮w來看，國內研究開始時間較晚，不論是智能建造專業(yè)還是工程創(chuàng)新教育，相關研究文獻總量都較少，并主要集中于近幾年，是一個較新的研究課題。

本文結合實際人才需求，采用文獻研究法、案例分析法、歸納與演繹法等方法分析國內外高校相關課程體系、培養(yǎng)方案，汲取案例經驗，以培養(yǎng)學生具備扎實的工程建造類知識、扎實的信息類基礎知識、多學科交叉融合的知識儲備為目的，探索工程管理專業(yè)培養(yǎng)智能建造人才的創(chuàng)新課程體系，推進實現(xiàn)專業(yè)升級。

1已有智能建造專業(yè)本科課程體系分析

智能建造創(chuàng)新人才的兩種主要培養(yǎng)途徑為：對工程管理、土木工程等既有本科專業(yè)的升級改造和新增智能建造本科專業(yè)。無論選擇何種方式，均是以培養(yǎng)智能建造創(chuàng)新型人才為最終目的。

1.1重慶大學

1.1.1課程體系

重慶大學的課程體系主要分成8個知識模塊，分別為基礎模塊（K1）、建筑土木模塊（K2）、工程管理模塊（K3）、信息技術模塊（K4）、其他學科模塊（K5）、系統(tǒng)工程模塊（K6）、智能應用模塊（K7）和創(chuàng)新實踐模塊（K8），如表1所示。

該課程設計原則包括“集成、系統(tǒng)、交叉”，相較于重慶大學傳統(tǒng)工程管理課程新增設了機械工程、軟件工程的專業(yè)知識，并強化了計算機科學與技術的內容。

1.1.2專業(yè)實踐平臺

重慶大學從學術研究、學生就業(yè)、素質培養(yǎng)、實訓實習等方面，與林同棪國際、廣聯(lián)達、中建集團等共同建設專業(yè)實踐平臺，建立各類教學實踐平臺，包括設計創(chuàng)新實訓基地、建筑數(shù)字產業(yè)互聯(lián)網創(chuàng)新實踐基地、虛擬智慧建造—運維創(chuàng)新實踐基地等。

1.2東南大學

1.2.1課程體系

東南大學智能建造專業(yè)涉及的主干學科有：土木工程、計算機科學與技術、控制科學與工程。課程主要分為3類，分別為通識教育基礎課、專業(yè)相關課程以及集中實踐環(huán)節(jié)。

專業(yè)相關課程中，首先是土木工程類別課程：理論力學、土木工程材料、土力學與基礎工程、工程結構與設計原理、土木工程施工、房屋建筑學與城市空間規(guī)劃、建筑結構設計、橋梁工程等，工程類基礎課在專業(yè)課程中占比較大，打牢學生的工程基礎；其次是計算機科學與技術類課程：信號與系統(tǒng)、計算機視覺與圖像處理、傳感與物聯(lián)網技術、人工智能等，在通識課中也包含計算機基礎課程、程序語言與科學計算、程序設計與算法語言；第三為跨學科課程，包含多個學院多門課程：電工電子技術、機械原理、工程機械與機器人、機電液控制等。另外在專業(yè)選修課中的智能設計模塊為必選模塊，智能建造與智能運維模塊選夠學分即可，智能設計模塊開設課程為工程架構抗震與防災、結構體系創(chuàng)新與實踐、裝配式建筑課。

集中實踐環(huán)節(jié)課程以研討課的形式展開，從引導學習模式、了解科研基本過程轉變?yōu)橛H歷課題研究歷程的螺旋上升系列研討課程，讓學生在課程教學中親歷探究過程。實踐課程除基礎的土木工程實驗還增加了人工智能綜合課程設計、計算機綜合課程設計、智能測量實習、圖像與傳感網絡實驗等。

1.2.2創(chuàng)新實踐與平臺建設

創(chuàng)新實踐方面，東南大學舉辦了“首屆全國大學生智能建造與工程管理創(chuàng)新競賽”和江蘇省BIM裝配式創(chuàng)新大賽等，開展“多專業(yè)協(xié)同”的聯(lián)合畢業(yè)設計，并舉辦土木大講堂“建筑工業(yè)化與智慧建造”系列講座；基地平臺方面，牽頭建設國家發(fā)展和改革委員會批準的“智慧建造與運維國家地方聯(lián)合工程研究中心”，并依托“教育部產學合作協(xié)同育人項目”，與領軍企業(yè)共建智能建造創(chuàng)新實驗室、大學生裝配式建筑創(chuàng)新實訓基地等產學協(xié)同育人創(chuàng)新基地。

1.3智能建造知識體系總結

作為典型的新興交叉學科，智能建造包括多個學科門類，實踐課程類型包括學科基礎類、專業(yè)核心類、學科方向類和綜合實踐類。主要涉及以下幾類專業(yè)：工程管理、計算機科學與技術、機械工程、信息工程等。以工程管理專業(yè)課程為核心，增設建筑信息類課程及機械工程類課程，將工程機械智能化及機器人應用于建造工程，建立認知體系。

2工程管理專業(yè)智能建造人才創(chuàng)新培養(yǎng)課程體系構建

2.1課程體系構建思路

2.1.1重構排課邏輯，深化信息類課程

重視智能技術的融入，扎實的信息類基礎知識，新興的物理信息技術與建筑行業(yè)的結合，都需要本專業(yè)與計算機科學等技術交匯，優(yōu)化課程體系，進行專業(yè)升級。

首先基礎方面，大類通識課為計算機公共課程，包含C語言、計算機網絡、數(shù)據庫等課程。針對這類課程，可適當增加學時，深化教學目標，打牢知識基礎，也可以考慮增加相關自然科學類課程，比如離散數(shù)學，為后續(xù)拓寬知識面作鋪墊。另外，整體課程結構方面也應該隨著新知識體系的加入而變化。加入新的學科課程后，更應該注重基本學科知識的牢固掌握，才能保證與其他學科之間的有機融合。BIM系列軟件教學可培養(yǎng)學生的工程管理信息化應用能力，應加強BIM系列軟件的實踐學習課程并提高課程強度。重構專業(yè)課程排課邏輯，與信息類課程相結合，并提升課程考核難度。

2.1.2加強院系合作，增設多模塊跨學科選修課

智能建造人才需要多學科交叉融合的知識儲備。新興技術與建造行業(yè)的結合可以解決更多復雜的工程問題。根據高校院系情況，開展跨院系合作，開設大方向選修課，學生可選擇自己感興趣的領域進行學習，不同學院合作開設不同模塊的選修課，比如可與自動化學院合作開設物聯(lián)網類模塊課程，與先進制造學院/機械工程學院合作開設工程機械與機器人模塊課程等，每個模塊下可設計兩到三門課程并設置學分要求，學生可以循序漸進深入了解某一技術，也可了解更多的先進技術。

2.2課程體系構建

本課程體系主要由四個課程模塊構成，分別為學科基礎課程、專業(yè)主干課程、跨專業(yè)選修課程和實踐課程，未包含大類通識課程。其中，學科基礎課程為知識基石，實踐課程與專業(yè)主干課程相輔相成以達到專業(yè)知識與實踐相結合的效果，跨專業(yè)選修課選擇高新智能技術在建筑領域的應用選題，根據選題開設系列課程，培養(yǎng)學生解決問題的技術應用能力。所構建的課程體系能為各高校工程管理專業(yè)培養(yǎng)智能建造人才提供一定的借鑒。

2.2.1學科基礎課程

學科基礎課程主要包括數(shù)理類基礎、計算機學科基礎，以及管理學科基礎。其中計算機基礎課程可適當增加課時及難度。如表2所示。

2.2.2專業(yè)主干課程

專業(yè)主干課程可分為三個課程組，按照知識循序漸進的學習過程，分別開設于第三、四、五學期，同時課程安排上與BIM軟件應用相結合。第一課程組開設學期可同時開設BIM結構建模類軟件學習；第二課程組開設造價、算量軟件學習；第三課程組開設BIM綜合管理類軟件學習。將課程教學內容與BIM軟件學習有效融合，增強學生BIM軟件應用能力的同時也反復鞏固理論知識并應用。如表3所示。

2.2.3跨專業(yè)選修課程

通過院系合作，開展跨專業(yè)選修課，可開設在第五、六學期。課程主體可為人工智能、大數(shù)據、物聯(lián)網、移動互聯(lián)網、VR、機器人、3D打印等信息技術在建筑領域的應用。在具體選題下開展系列課程供學生選擇，學生只能選擇一個院系課程，并至少選擇該院系四門課程修滿學分。具體課程開設應體現(xiàn)循序漸進的課程結構，從基礎原理到應用。該模塊課程不僅拓寬知識廣度還要適度深挖，以增強學生在該方向上的應用能力。如表4所示。

實踐課程應注意BIM軟件學習課程的結構安排，從平面圖紙到三維立體再到單個工程的應用（算量、計價、綜合管理）并與課堂教學相輔相成，此外，還可開設院系合作的選修課配套實驗。如表5所示。

3結論與展望

借鑒國內已有高校工程管理相關專業(yè)創(chuàng)新課程體系的設置經驗，本研究提出工程管理專業(yè)培養(yǎng)智能建造型人才的課程體系，總體思路可總結為：重構排課邏輯，深化信息類課程；加強院系合作，增設多模塊跨學科選修課。所構建的課程體系包括四個課程模塊，分別為學科基礎課程、專業(yè)主干課程、跨專業(yè)選修課程和實踐課程。所構建的課程體系能為各高校工程管理專業(yè)培養(yǎng)智能建造人才提供一定的借鑒。目前，智能建造方向學生的培養(yǎng)模式尚未成熟，以上問題后續(xù)可進一步探索。

*通訊作者：許慧

基金項目：2021年重慶郵電大學教育教學改革項目“面向智能建造多學科交叉融合的工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)模式研究與實踐”（XJG21109）；2022年重慶郵電大學課程思政示范建設項目“工程招投標與合同管理”（XKCSZ2234）；重慶市高等教育教學改革研究重點項目“數(shù)字經濟背景下產學融合的信息管理類復合人才培養(yǎng)模式研究”（222087）；重慶市高等教育教學改革研究重點項目“新文科背景下大數(shù)據管理與應用專業(yè)產學協(xié)同育人模式研究與實踐”（222082）。

參考文獻

[1]丁烈云.智能建造創(chuàng)新型工程科技人才培養(yǎng)的思考[J].高等工程教育研究，2019（5）1-4，29.

[2]盧昱杰，高慧，霍天昭.智能建造專業(yè)建設體系與教學方案設計[J].高等建筑教育，2022，31（1）：8-14.

[3]毛超，嚴薇，劉貴文，等.智能建造專業(yè)教育創(chuàng)新與實踐[J].高等建筑教育，2022，31（1）：1-7.

[4]滿軻，程海麗，崔光耀，等.智能建造專業(yè)實踐教學改革研究[J].智能制造，2022（1）：121-123，127.

[5]張恒，鄭兵云，唐根麗，等.面向智能建造的工程管理專業(yè)BIM實踐教學[J].高等工程教育研究，2021（3）：54-60.

[6]劉世平，駱漢賓，孫峻，等.關于智能建造本科專業(yè)實踐教學方案設計的思考[J].高等工程教育研究，2020（1）： 20-24.

[7]李慧莉，王津紅，丁曉博.“智造”背景下建筑學專業(yè)的學科交叉及實驗性教學活動嘗試[C].2020年全國建筑院系建筑數(shù)字技術教學與研究學術研討會論文集，2020：344-348.

[8]馬瑩.基于OBE理念和BIM技術的應用型工程管理專業(yè)課程體系研究[J].科教導刊，2022（32）：68-70.