智能建造多學科交叉融合人才培養模式研究

劉 梅，王培軍，衣振華

（山東大學 土建與水利學院，山東 濟南 250061）

我國大力發展智能建造及相關產業，為滿足產業需求而培養高素質的人才，已成為我國可持續發展的一個重要方面。智能建造在建設工程項目的生命周期內，不僅要對其進行全面的規劃與管理，還必須實施貫穿式的應用。當前，我國建筑行業面臨的最緊迫問題是要加強高校的跨學科、多專業的技術創新和突破，從而促進建筑業的全面發展。在建筑產業的轉型和發展需要下，具有豐富的專業技能的高質量人才，是當前最需要的。然而，現在的智能建筑人才十分缺乏，如何將傳統的專業知識和新的建筑要素有機地結合起來，形成新的建筑技術和建筑產業，培養出高素質的復合型智能建筑人才，是一個需要引起傳統建筑業關注和響應的問題。

一、智能建造專業概論

我國的建筑行業發展迅速，根據2019年的數據，建筑業在我國GDP中所占比重已經達到7%以上，作為國民經濟的重要支柱產業，在很大程度上推動了我國經濟的高速發展。一方面，我國的建筑工程規模已超越美國，是目前世界上建造水平最高的國家；另一方面，我國擁有世界上最先進的建筑技術，取得了巨大的成績。但是，中國的勞動強度大，資源消耗大，環境污染大，安全隱患大，與先進制造、信息技術、節能環保的融合程度較低，智能裝備水平也較低。加快建筑業數字化、網絡化、智能化的轉型，改變傳統的粗放、碎片化的施工模式，促進建筑產業的高質量發展，塑造中國的建筑品牌，培養出更多高質量、高素質的復合型人才，才能使建設智能化專業應運而生。

智能建筑是以傳統的建筑為基礎，結合計算機技術、自動化、工程管理等學科，以“建造”為中心、“智能”為實施手段，其專業領域主要有智能規劃、智能化設備與建設、智能化運營和管理。同濟大學是首個提出“智能建造”專業申請的高校。

二、復合型人才的基本特點

學科交叉、知識整合、技術整合是現代社會最顯著的特點。復合型人才與一般的職業技術人員不同，他們不僅要有扎實的專業知識和技術，還要有較高的文化素養，較強的相關能力、發展潛力以及適應性和創造性，這就是所謂的一專多能人才［1］。

（一）扎實的基礎知識與技能

基礎課程或課程的基本理論必須內化于學生的個人素質，以適應信息時代的知識更新與淘汰。所以，要從“牢固”“扎實”的基礎入手，通過對基礎知識的學習，培養學生發現問題、分析問題、解決問題的基本原則與方法，而不是簡單地照搬范例。加強基礎技能的培養，如基礎的實驗與研究技能、計算機技術等，滿足知識經濟時代對學生全面發展的需要，提高他們的綜合素質。

（二）廣泛的知識

信息的迅速增長、知識和技術的快速更新與高度綜合是現代科技發展的突出特征。這種特性導致了社會實踐中的職業界限被淡化，專業人士在某一領域難以取得重大突破，跨學科、跨領域的整合或協作已經成為必然，不僅要有專門的知識，還要懂得更多。同時，由于土木工程的智能化水平不斷提高，各種標志性的建筑也會變得更加復雜［2］。為此，高校應在課程內容上緊跟新技術革命的潮流，注重課程配套和知識結構的優化，以拓展知識的廣度，加強對本學科的培訓和拓展，以滿足跨學科、綜合工作或科學研究的需求。

（三）科技革新精神

科學的創新是指新的知識、新的法則、新的科學知識系統、新的觀念、新的思想、新的方法。創新是一個國家的靈魂，無創新就無發展?？萍紕撔率菑秃闲腿瞬诺谋貍渌刭|。

目前，企業在招聘人才時，除了對學歷的要求外，更多地關注畢業生的工作能力和適應性。對于大學生來說，能否在工作中迅速掌握自己的工作，對于他們的就業成敗和將來的發展都有很大的影響。當然，社會對人才的需要也是多種多樣的，大部分高校應該把重點放在培養高素質、復合型的實踐者上。針對普通高校的土木工程專業，需探索具有實踐性的人才培養模式，以滿足建筑行業發展的需要。

三、智能建造人才培養現狀分析

（一）傳統的工科教學模式的固化

傳統工科教育模式僵化，教學方式多變，適應性不強，與產業需要相適應的新理論、新技術、新方法不能及時與教學體系相結合。這是由于傳統土木工程的專業培養方案、教學內容、教學計劃等方面的變動很小，比較固定。新理論、新技術、新方法不能很快地更新，與現實脫節，而公司的運營又是隨市場的變動而變化的，并且具有短、平、快的特征，對新技術的反應速度和時效都很快。傳統的土木工程專業已不能適應產業的發展和經濟發展的要求，目前我國的高校在人才培養方面還遠遠落后于企業的實際需求。同時，由于我國大學的科研工作與工業的現實需要存在一定的脫節，不能深入和充分地互動，目前的理論、技術和知識很難及時用于教育、教學及人才培養。

（二）新興學科交叉融合不足

智能建造是伴隨著科技革命、工業轉型而產生的一門新興本科專業，與現代信息技術緊密結合，學生既要掌握傳統的土木工程知識，也要把計算機、自動化、工程管理等學科有機結合。智能建造所需的學科交叉，不是簡單地疊加，也不是單純地拼湊，它要打破傳統的學科邊界，突破傳統的體系，建立跨學科的學習環境，同時，利用各種專業技術，將傳統的土木工程數字化、網絡化、智能化，從實物到數字化。但現在，土木工程和這些新學科的結合還不夠緊密，這主要是因為缺少精通基礎知識的教師，這就導致了不懂基礎、不懂工程的人，根本不可能將自己所學的東西融合在一起，從而影響學生對智能建造的認識。

（三）大學生的創新意識不足

智能建筑是一門新興的工程學科，它與企業的創新創業有著緊密的聯系。當前，盡管各高校十分重視創新創業，大力宣傳并出臺了相應的配套政策，但是由于傳統觀念的限制，大學生對創新創業的熱情不高，大多數大學生把創新作為一種滿足畢業學分的需要，他們的創新意識和主動性都比較弱，這對我國創新型人才的發展產生了消極的影響。而當前從事創新創業教育的教師大多是兼職的，他們在理論知識、企業創建、風險評估等方面與職業教師有著很大的差距，這直接關系到學生的創新創業能力的形成和提高。尤其是在數字化、信息化、智能化的土木工程領域，涉及面較淺，這也是智能建造專業教學順利開展、高效培養的難點和痛點。

（四）數字網絡技術的深遠影響

現在的學生和以前的學生有著很大的不同，現在的學生身處數字時代，用數字技術來認識和體驗，以適應網絡環境下的搜索和獲取。他們是虛擬環境中較為典型的學習者，在虛擬環境中養成了良好的生活習慣，他們的情感和生活方式以及生活環境、能力和期望都和以前的學生有著很大的不同?，F如今，由于有些教師的年齡偏大，對信息網絡技術、智能技術等方面還不了解，對新知識的吸收能力較弱，而“填鴨式”的傳統教學方式，由于其形式單一、內容單調，在一定程度上很難激發當代大學生的學習熱情。學生曠課、上課打游戲等是當前高校普遍存在的問題。因此，為了適應新時代對工程技術人才的需要，高校應根據學生的生長情況和特點，進行傳統的教學模式的變革，把信息技術、網絡技術等現代教育技術與手段應用于教育教學中。

四、智能建造融合土木工程復合型人才培養的策略

（一）對傳統的教學方式進行改革

在新時代的背景下，高校應積極對傳統的教學模式進行改革，一味地故步自封，不對教學體系進行重構，將使學生的積極性、創造力難以完全激發。為充分發揮學生的學習能力，應采用以“學”為主的教學方法，以“學生”為核心的主動式課堂教學。從被動式的教學到學生主動式的學習，由以教師為主體的教學方式轉向以學生為主體的學習方式，從表面上的被動接受和記憶，到利用高級的認知技能去處理和構建深層次的理解，能有效地激發學生的潛能，提高學習效率。

信息技術的快速發展極大地影響著傳統的課堂教學。利用網絡技術進行網絡教育，不僅有實時、共享、方便等優點，而且還能與傳統的課堂面對面交流，這種混合的學習模式能根據學生的需要給出相應的解決方案，不會受到時間和空間的約束，更符合“00后”的特點，對提高教學效果有很大的幫助。與此同時，隨著科技的進步，虛擬教學技術也在飛速發展，將多媒體教學手段有機地結合在一起，形成了課程資源鏈接、在線作業與測試、在線實驗與科研等多方面的優勢。

（二）推進“產教結合”的校企合作

目前，高校與企業的聯合辦學是實現智能化建筑專業改革的一條有效途徑，也是高校教育改革的必然選擇。實施“產、教、研”的綜合改革，實現產業賦能于教育，反哺工業。高校與企業之間的合作，能夠培養出科技人才；通過產教結合，可以培養出富有創意的人才；產、教、研相結合，能夠培養出高質量、高水平的人才。

在以往的課程教學中，教師以對學生進行理論教學為主，課程設計在教學過程中起到輔助作用，作為對知識的補充，學生在實際工作中所具備的實際技能與企業的需求相比還有很大的距離。企業開展工業項目培訓，既節約了大量的教學資源，又為高校提供了實踐資源與平臺，有效解決了當前高校實習資源短缺的問題，實現了“知識自學+技能培訓+項目實踐”的大規模、系統化、低成本的培養綜合型人才的方式，能夠有效地滿足企業信息化升級的需求。企業技術人員可與在校生組成研學團隊、創業創新團隊，傳授新思想、新理論、新技術、新一代信息技術的開發、新一代資訊科技的運用和研究，也能促進培養創新、創業、創造型人才的目的。

（三）對創造性的企業實踐給予關注

智能建造是一門與大數據、云計算、物聯網、人工智能等緊密相連的新興學科專業，其專業內容在一定基礎上與我國制造數字化、網絡化、智能化發展的趨勢和戰略需要相同，同時隨著智能建造在建筑工程上的推廣，也為大學生進行創造性實踐創造了一個千載難逢的機遇。大學創新實踐不僅要求大學生具備良好的專業知識、實踐能力和創新意識，而且要適應當今社會的發展。

要增強大學生創新創業能力，就需要不斷健全創新創業的制度，完善其措施，打破二級單位相對封閉、孤立的束縛，創造一個有利于創新創業的良好環境，從而引導和鼓勵廣大師生積極參與、熱愛創新創業。首先，要加大對創新型人才的培訓和引進，如引進企業的導師、專家等，以解決目前我國高校創新創業人才短缺、人才素質不高等問題。其次，要加大高校對畢業生的創業投入資金，創造良好的創新創業環境，建設更多的創業實踐基地，同時為高校畢業生的創新創業教育提供強有力的支持。最后，要與社會需要緊密結合，培養創新型人才，以適應建筑業的轉型和發展。

（四）實現協同教育機制

通過“智慧制造”與“智慧建造”融合創新人才培養系統，以“機電”“材料”為基礎，與“學校工程培訓中心”攜手，可以有效形成“多學科融合、多部門合作”的創新教育協同機制。要想實施“智能制造”與“智能建造”相結合的創新人才培養系統，就必須要做到：積極組織專業知識課程的講課競賽，以鞏固學生的基本知識；組織優秀教師觀摩活動，講授教學經驗；要求參加學校以外的創新教育；積極提倡教師采用新的教學方式和教學方法。通過專項實驗、筆試、校外實習、創新專項訓練等多種形式、多維度的測試，檢驗學生階段性的學習成果。在培訓計劃中，增加實習教學比例，增加對機械土木工程技術創新項目的資助。聘請知名企業、投資機構、研究所以及交通、機械等行業的創業專家、投資人到學校開展創新講座、演講，與同學們交流學習心得，啟發學生的思維，激發創新熱情，提升創新能力。

對此，學校還可以通過構建創新教育的學分累積與轉化制度，實現對學生創新彈性學制的管理方法。負責智能建造、土木工程結合的創新教育工作，制定學生選拔、工作考核等管理措施。每年為智能建造、土木工程和科技創新教育提供專項資金，用于教學、科研等方面的支持，同時設立智能建造與土木工程綜合創新獎學金，以鼓勵優秀的學生和團隊。

結語

智能建造是建筑工業走向智能化、信息化的關鍵，而高素質的專業化人才是支撐這種轉變的關鍵。通過對建筑類專業人才的培養方式和課程改革，使其達到內涵式發展。高校要積極推進“產教結合”的校企合作，實現智能建造與土木工程的有效融合，為建筑行業輸送高素質的復合型人才，運用新一代技術解決實際工程問題。針對目前的教學模式存在的優勢和缺陷，運用循環反饋式培養系統來實現智能化建筑專業的變革，將其建成“一流專業”，帶動整個建筑產業的發展。