土木工程專業(yè)智能化工程體系構(gòu)建與實(shí)施

摘 要：為進(jìn)一步推進(jìn)建筑工業(yè)智能化升級(jí)，土木工程專業(yè)智能化工程體系構(gòu)建與實(shí)施研究具有重要的理論價(jià)值及現(xiàn)實(shí)意義。研究聚焦育人方法，以企業(yè)信息化平臺(tái)為依托，構(gòu)建土木工程專業(yè)課程體系、人才培養(yǎng)模式以及實(shí)施方法。研究發(fā)現(xiàn)校企雙方從人才培養(yǎng)目標(biāo)、課程體系構(gòu)建、校企平臺(tái)等多維度構(gòu)建的土木工程專業(yè)構(gòu)建智能化工程體系，適用于土木工程實(shí)驗(yàn)班的專業(yè)智能化培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，從開設(shè)“訂單班”“虛實(shí)結(jié)合”、夯實(shí)實(shí)驗(yàn)條件、搭建現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式等方面深入開展校企合作，提出推動(dòng)土木工程專業(yè)智能化發(fā)展的實(shí)施路徑。

關(guān)鍵詞：土木工程專業(yè) 智能化工程體系 構(gòu)建 實(shí)施

中圖分類號(hào)：F240" 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1004-4914（2025）03-198-02

一、土木工程人才專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)

建筑業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的支柱產(chǎn)業(yè)，近十年來，伴隨經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，建筑業(yè)生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，行業(yè)結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化，正由建造大國(guó)向建造強(qiáng)國(guó)持續(xù)邁進(jìn)?！蛾P(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》（建市〔2020〕60號(hào)）中提出了七項(xiàng)包括加快建筑工業(yè)化升級(jí)等重點(diǎn)任務(wù)。為進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)建筑業(yè)數(shù)字化與智能化升級(jí)，建筑企業(yè)將需要大批智能建造專業(yè)技術(shù)人員的加入。教育部教高函〔2018〕4號(hào)公告，2017年我國(guó)高校首次申報(bào)開設(shè)智能建造專業(yè)，截至2021年，全國(guó)開設(shè)智能建造專業(yè)的院校雖有44所，到2023年全國(guó)共有152所高校成功申報(bào)“智能建造”專業(yè)。建筑行業(yè)對(duì)于智能建造人才需求呈現(xiàn)持續(xù)增長(zhǎng)趨勢(shì)，這一現(xiàn)狀促使我們?cè)趯I(yè)和課程建設(shè)過程中進(jìn)行思考：土木工程專業(yè)師資是否能夠適應(yīng)智能建造人才培養(yǎng)需要、土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)僅僅滿足傳統(tǒng)建筑行業(yè)需求是否可行、土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)未來發(fā)展方向是什么。本文結(jié)合校方申報(bào)智能建造專業(yè)對(duì)以上問題展開深入的探討與研究，形成共識(shí)：無論智能建造專業(yè)申報(bào)成功與否，土木工程專業(yè)智能化工程體系的構(gòu)建與實(shí)施都是必然的。

以滿足傳統(tǒng)基建的社會(huì)需求和適應(yīng)新基建的建設(shè)模式為根本出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合學(xué)校應(yīng)用型人才培養(yǎng)的定位，確定以滿足適應(yīng)智能化建造為目標(biāo)的學(xué)科專業(yè)體系，以福建晨曦信息科技集團(tuán)股份有限公司（下稱：晨曦科技集團(tuán)）為企業(yè)平臺(tái)，深入開展校企合作，建立一支復(fù)合型師資隊(duì)伍，從多維度構(gòu)建土木工程專業(yè)智能化工程體系。鍛造適用于土木工程實(shí)驗(yàn)班的土木工程專業(yè)智能化工程體系。

二、構(gòu)建課程體系

在土木工程專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，將信息技術(shù)融進(jìn)土木工程測(cè)量、土木工程施工技術(shù)、土木工程施工管理、土木工程概論等課程中而形成智慧測(cè)量、智能施工技術(shù)、智能施工組織與智能建造導(dǎo)論等課程。把握土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和建筑行業(yè)發(fā)展趨勢(shì)，依托地方建筑企業(yè)升級(jí)改造和學(xué)校專業(yè)特色，推動(dòng)土木工程專業(yè)智能化課程體系的構(gòu)建，集課程內(nèi)容與知識(shí)結(jié)構(gòu)的擴(kuò)展和更新于一體，打造包含智能化新要素的綜合課程知識(shí)體系，并持續(xù)改進(jìn)與完善所授知識(shí)的結(jié)構(gòu)。圖1為土木工程專業(yè)智能化課程體系。

Python編程等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)課的選修，是工程技術(shù)軟件應(yīng)用課程的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)，為土木工程專業(yè)智能化的學(xué)習(xí)以及未來更好地適應(yīng)建筑業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展儲(chǔ)備專業(yè)知識(shí)和能力。專業(yè)基礎(chǔ)課及專業(yè)課設(shè)置凸顯信息技術(shù)與土木工程學(xué)科間知識(shí)的交叉融合，以“工程結(jié)構(gòu)抗震設(shè)計(jì)、土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與施工+BIM”為載體的教學(xué)內(nèi)容建設(shè)專業(yè)核心課程。將Revit等BIM建模類軟件引入土木專業(yè)課之中，根據(jù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，以土力學(xué)與基礎(chǔ)工程、土木工程施工技術(shù)等專業(yè)課為基礎(chǔ)，充分發(fā)揮BIM的可視化及可出圖性等優(yōu)點(diǎn)，結(jié)合裝配式建筑的構(gòu)件規(guī)?；a(chǎn)等，對(duì)原有課程體系進(jìn)行重構(gòu)。3D打印技術(shù)、工程技術(shù)軟件應(yīng)用、大數(shù)據(jù)與云計(jì)算、建筑工業(yè)技術(shù)等專業(yè)拓展課的開設(shè)為后續(xù)的實(shí)踐課的智能化提供基礎(chǔ)。專業(yè)拓展課使得實(shí)踐課的課程目標(biāo)能更好地滿足畢業(yè)要求和目標(biāo)的達(dá)成。

三、共建校企平臺(tái)

高校要打通如何及時(shí)掌握建筑行業(yè)智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)中企業(yè)的人才需求，以及確立建筑行業(yè)發(fā)展前沿的人才培養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的路徑，使得專業(yè)建設(shè)目標(biāo)和人才培養(yǎng)方案有的放矢。同時(shí)，學(xué)校的專業(yè)建設(shè)需要企業(yè)的助力，從人才培養(yǎng)方案、課程設(shè)置、生產(chǎn)實(shí)習(xí)與實(shí)踐等諸多環(huán)節(jié)都需要企業(yè)的參與指導(dǎo)，這樣能從根本上解決了專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)要求定位不夠清晰的問題。

目前，已與晨曦科技集團(tuán)嘗試開展更深層次的合作育人教學(xué)模式，進(jìn)一步深化合作以提高土木工程專業(yè)信息化融合、教師工程實(shí)踐、學(xué)生對(duì)工程技術(shù)的分析能力、開發(fā)實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)應(yīng)用模式、提供理論教學(xué)支撐、優(yōu)化教材建設(shè)內(nèi)容等方面，取得顯著效果。

（一）建好用好實(shí)訓(xùn)基地

晨曦科技集團(tuán)是一家產(chǎn)教融合型培育企業(yè)，該企業(yè)多年來致力于產(chǎn)學(xué)研合作，以社會(huì)需求為導(dǎo)向，著力解決學(xué)生缺少實(shí)踐項(xiàng)目和管理經(jīng)驗(yàn)等困難。通過整合技術(shù)、項(xiàng)目和服務(wù)資源，通過晨曦科技集團(tuán)全咨管理平臺(tái)與工程咨詢公司共同協(xié)助學(xué)校方，充分實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的有效配置，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，促進(jìn)工程教育可持續(xù)發(fā)展，提供一站式工程人才孵化平臺(tái)。充分發(fā)揮孵化平臺(tái)的功能，在理論課的課程設(shè)計(jì)、專業(yè)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)、畢業(yè)設(shè)計(jì)等環(huán)節(jié)進(jìn)行深化而廣度的學(xué)習(xí)，將BIM建模應(yīng)用到相關(guān)理論與實(shí)踐教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)復(fù)雜工程技術(shù)和項(xiàng)目管理問題綜合分析求解的能力。

（二）“1+X”證書培養(yǎng)模式應(yīng)用

依托于晨曦科技集團(tuán)以滿足使學(xué)生培養(yǎng)適應(yīng)建筑信息模型（BIM）職業(yè)技能等考試目標(biāo)為著力點(diǎn)，將“1+X”建筑信息模型職業(yè)技能等級(jí)考試培訓(xùn)內(nèi)容及要求有機(jī)融入專業(yè)人才培養(yǎng)方案中，進(jìn)一步優(yōu)化課程設(shè)置、豐富教學(xué)內(nèi)容，加強(qiáng)專業(yè)課建設(shè)，鼓勵(lì)教師積極參加相關(guān)培訓(xùn)，切實(shí)提升專業(yè)教師實(shí)踐指導(dǎo)能力，使專業(yè)教師掌握BIM技術(shù)相關(guān)軟件的操作技能及BIM理念體系，形成BIM思維，為促進(jìn)BIM技術(shù)實(shí)際應(yīng)用與專業(yè)教學(xué)體系的深度融合奠定基礎(chǔ)。

（三）校企雙導(dǎo)師制度實(shí)施

針對(duì)實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)中，如課程設(shè)計(jì)、畢業(yè)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)實(shí)踐等環(huán)節(jié)中，實(shí)行校企雙導(dǎo)師制度，即實(shí)踐導(dǎo)師+專業(yè)導(dǎo)師的模式開展實(shí)踐教學(xué)。一方面通過以晨曦科技集團(tuán)為代表的企業(yè)提供的智能建造發(fā)展信息與行業(yè)動(dòng)態(tài)，使教師和學(xué)生能夠在第一時(shí)間內(nèi)了解并有條件觸達(dá)行業(yè)新技術(shù)、新設(shè)備、企業(yè)的生產(chǎn)需求，通過教學(xué)實(shí)踐來促進(jìn)應(yīng)用型人才的培養(yǎng)。同時(shí)，在此教學(xué)指導(dǎo)過程中，專業(yè)教師也能利用企業(yè)平臺(tái)與實(shí)踐導(dǎo)師進(jìn)行專業(yè)實(shí)踐內(nèi)容的溝通與學(xué)習(xí)，不斷提高教學(xué)質(zhì)量，打造優(yōu)質(zhì)的雙師型教師隊(duì)伍，使土木工程專業(yè)的教師不斷地完善專業(yè)知識(shí)結(jié)構(gòu)。

（四）合作開發(fā)課程和教材

基于校企共建優(yōu)化人才培養(yǎng)方案形成的課程體系，形成以國(guó)家職業(yè)資格標(biāo)準(zhǔn)為基礎(chǔ)的專業(yè)課程內(nèi)容。充分發(fā)揮企業(yè)實(shí)踐優(yōu)勢(shì)促進(jìn)理論與實(shí)踐有機(jī)結(jié)合、實(shí)習(xí)與就業(yè)密切聯(lián)系。校企共同制訂課程的課堂教學(xué)與實(shí)訓(xùn)計(jì)劃。在此過程中，針對(duì)專業(yè)課程特點(diǎn)、結(jié)合學(xué)生在相關(guān)企業(yè)的實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)作業(yè)條件編寫針對(duì)性強(qiáng)的教材，最后組織本行業(yè)專家與學(xué)校專業(yè)教師進(jìn)行教材開發(fā)與編寫。

四、未來展望

（一）開設(shè)“訂單班”

以訂單式培養(yǎng)模式為依托，以晨曦科技集團(tuán)為媒介，充分了解企業(yè)的人才需求，有針對(duì)性地制定目標(biāo)企業(yè)的“訂單課程”。輔助學(xué)生申報(bào)、參與校企合作課題，提升學(xué)生大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目完成質(zhì)量。通過企業(yè)提供的實(shí)習(xí)崗位，可以使學(xué)生更早地實(shí)現(xiàn)由學(xué)生到就業(yè)者的身份轉(zhuǎn)變，更好地投入行業(yè)建設(shè)中。

（二）虛實(shí)結(jié)合

以晨曦科技BIM應(yīng)用工具，結(jié)合企業(yè)應(yīng)用案例拓展土木工程智能化教學(xué)深度，提高實(shí)踐教學(xué)效率和可靠性，借助虛擬仿真技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)、游戲式教學(xué)模式的設(shè)計(jì)思想，根據(jù)學(xué)校的專業(yè)設(shè)置、課程安排與實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)，利用BIM、大數(shù)據(jù)等新技術(shù)創(chuàng)新教法改革升級(jí)，結(jié)合建筑工程相關(guān)業(yè)務(wù)實(shí)際的崗位需求，通過真實(shí)案例項(xiàng)目模擬企業(yè)與工程現(xiàn)場(chǎng)實(shí)景，構(gòu)建真實(shí)的企業(yè)環(huán)境還原工作業(yè)務(wù)流程，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)項(xiàng)目全生命周期各階段的工作內(nèi)容的理解，拓展實(shí)踐教學(xué)廣度，提高師生的工程實(shí)踐能力。

（三）夯實(shí)實(shí)踐條件

通過與晨曦科技及類似企業(yè)的進(jìn)一步合作與交流，完善土木工程實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)，提升教師實(shí)踐指導(dǎo)能力，順應(yīng)建筑行業(yè)數(shù)字化、智能化發(fā)展潮流，共同制定依據(jù)新型智能化土木工程人才培養(yǎng)目標(biāo)，并根據(jù)企業(yè)生產(chǎn)與高校教學(xué)特點(diǎn)設(shè)計(jì)校企合作培養(yǎng)方案，充分對(duì)接行業(yè)、企業(yè)人才需求。合理設(shè)置理論教學(xué)與實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)課時(shí)比例，開展師資共享與聯(lián)合培養(yǎng)，進(jìn)行課程、教材合作共建，企業(yè)深度參與學(xué)生各個(gè)階段實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)，建設(shè)實(shí)踐基地，并提供相應(yīng)的設(shè)備、場(chǎng)所、技術(shù)等支持促進(jìn)理論教學(xué)與實(shí)踐的有機(jī)結(jié)合。

（四）現(xiàn)代學(xué)徒制人才培養(yǎng)模式搭建

建筑技術(shù)離不開施工工藝基礎(chǔ)和匠心建造傳承，特別是工匠精神的代代相傳，提升傳統(tǒng)古建及地方特色建筑、生態(tài)環(huán)境打造，在工業(yè)化程度有待提高的今天，提煉前工業(yè)化時(shí)代手工作坊生產(chǎn)方式在新時(shí)期的效用，以淳樸的學(xué)徒制補(bǔ)充社會(huì)對(duì)于技能型工藝型人才的培養(yǎng)空白。在學(xué)徒制下，師徒共同在生產(chǎn)中教學(xué)，在教學(xué)中生產(chǎn)，“產(chǎn)”和“教”是一體的。進(jìn)入工業(yè)化時(shí)期之后，社會(huì)對(duì)技能型人才的需求急速上升，能夠大批量“生產(chǎn)”技能型人才的職業(yè)教育取代學(xué)徒制，成為社會(huì)培養(yǎng)技能型人才的主要手段。與晨曦科技共建晨曦工坊，針對(duì)學(xué)生就業(yè)時(shí)常面臨的缺少實(shí)際項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)、管理經(jīng)驗(yàn)等困難，通過利用技術(shù)和服務(wù)資源，充分實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)資源的有效配置，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)活力，促進(jìn)工程教育可持續(xù)發(fā)展，提供一站式工程人才孵化平臺(tái)。

（五）建立人才成長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)

依托晨曦科技的研發(fā)力量定制化設(shè)計(jì)土木類專業(yè)人才成長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)，建立土木工程學(xué)院學(xué)生綜合素質(zhì)評(píng)定、畢業(yè)生跟蹤調(diào)查機(jī)制，匯總數(shù)據(jù)建立人才成長(zhǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)。人才數(shù)據(jù)庫(kù)將專業(yè)畢業(yè)能力指標(biāo)及各門課程權(quán)重置入平臺(tái)，通過各部分考核結(jié)果，進(jìn)行分析，可以針對(duì)每位學(xué)生進(jìn)行畢業(yè)能力達(dá)成度分析。同時(shí)人才數(shù)據(jù)庫(kù)可對(duì)畢業(yè)生就業(yè)進(jìn)行長(zhǎng)期跟進(jìn)，持續(xù)反饋，并依此對(duì)人才培養(yǎng)方案進(jìn)行修訂，保證人才培養(yǎng)滿足行業(yè)需求。

[基金項(xiàng)目：2024年教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目（230900340194926），武夷學(xué)院專業(yè)“四新”建設(shè)項(xiàng)目（智能建造ZY202233SX）、三創(chuàng)專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（土木工程ZY202230SC）、教育教學(xué)研究項(xiàng)目（JY20231004）]

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭雪源，武立偉，楊志年，王寧.土木工程專業(yè)智能建造方向課程體系建設(shè)[J].華北理工大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2022，22（05）：93-98.

[2] 吳紅爽，白義奎，劉艷華，王鐵良.土木工程專業(yè)新工科復(fù)合應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式探索與實(shí)踐[J].教育信息化論壇：人才培養(yǎng)和機(jī)制創(chuàng)新，2022.

（作者單位：曲立杰，孫翔，趙艷，武夷學(xué)院 福建武夷山 354300；蘇俊華，魏接敏，福建晨曦信息科技集團(tuán)股份有限公司 福建福州 350000）

[作者簡(jiǎn)介：曲立杰，工學(xué)博士，武夷學(xué)院副教授，從事土木工程專業(yè)教學(xué)研究。]

（責(zé)編：賈偉）