“雙一流”背景下智能建造專業實踐創新型人才培養模式研究

薛維培，蔡海兵，榮傳新，姚直書 （安徽理工大學土木建筑學院，安徽 淮南 232001）

1 引言

雙一流建設是教育部基于國家戰略新需求、國際競爭新形勢、立德樹人新要求等綜合背景下提出的新理念，是加快我國高等教育強國建設的重大戰略決策和部署[1]。同時，隨著物聯網、大數據、人工智能技術的蓬勃發展以及建造業不斷轉型升級，全球范圍內對智能建造人才存在著巨大需求[2]。德國率先提出“工業4.0”概念、美國隨后提出“工業互聯網計劃”以及中國提出“中國制造2025 技術”[3]，進一步促使高等院校加強對智能建造專業人才的培養以滿足企業對該類人才的需求量。

2018 年教育部首次將智能建造納入普通高等學校本科專業，2020 年安徽理工大學成功獲批智能建造專業本科招生資格，成為當時國內開設智能建造專業的21 所高校之一。然而，一方面智能建造專業的創辦是為了迎合新時代建筑市場對從業人員信息化、智能化技術掌握的需求；另一方面智能建造專業屬于交叉學科，與傳統土木工程專業既存在聯系也有明顯區別。這就對智能建造專業人才的培養提出了更高要求，必須擁有一套符合本專業特色的人才培養模式。盧昱杰等[4]認為智能建造屬于新辦專業，在辦學理念、課程體系、人才培養等方面尚未達成共識，提出了P-S-R（要求-挑戰-響應）專業建設框架體系。涂勁松等[5]指出要注重智能建造專業實踐課程建設，構建應用型實踐教學體系。姜景山等[6]分析了建筑行業發展現狀，提出應用型高校應該重點培養智能建造創新型人才的觀點。事實表明針對智能建造人才培養既要結合自身專業特色，也要迎合“雙一流”背景下的人才培養機制。單獨地強調實踐或創新是不夠的，應該將培養工程實踐能力強、創新能力佳的專業人才貫徹于整個教學過程，以便學生能夠更好地勝任工作，為推動智能建造發展做出貢獻。

丁烈云[7]強調智能建造人才培養既要打好理論基礎也要強化工程實踐能力，這對于支撐中國從中國“制”造邁向中國“智”造具有重要意義。因此，在智能建造專業人才培養過程中，強調實踐能力與創新能力是必備元素，培養出滿足產業轉型升級的實踐創新型智能建造人才是關鍵，進而使得畢業生走上工作崗位后能夠更好地適應新時代數字技術對建筑行業引起的變革，更好地發揮出個人價值。安徽理工大學以提升學生實踐創新能力為目標，圍繞師資建設、興趣培養、課程體系三方面提出適用于智能建造專業實踐創新型復合人才的培養模式，以便于更好地滿足“雙一流”背景下用人單位對智能建造人才的需求。

2 實踐創新型人才培養措施

2.1 師資隊伍建設

由于智能建筑專業屬于新辦專業，當前教學團隊成員組成基本上是以土木工程專業教師為主，所傳授知識偏向于傳統土木，缺乏對智能化、信息化、機械化知識的補充。即便配備機械、電氣、計算機等專業教師授課，由于其對土木工程了解甚少，也很難厘清其專業知識在土木工程中的應用，各學科知識融會貫通難度大。這種師資窘境不僅出現在安徽理工大學，調研發現在同濟大學、青島理工大學等高校也普遍存在這樣問題。因此有必要對既有師資隊伍進行升級改造，建設一批綜合能力強的高水平智能建造師資團隊，以便在培養學生實踐創新能力過程中發揮出更好的效果。

智能建造教師需要不斷更新專業知識，積極調研土木工程在機械、電氣、計算機等領域的交叉應用。同時加強對交叉領域中新理論、新技術、新方法的學習，做到教學資源、教學經驗共享。為此，安徽理工大學智能建造教研室每周五組織授課教師開展教學技能交流座談會，一方面介紹各自近期教學活動中學生所表現出來的新問題，并與其他授課老師商討應對措施，尋找幫助學生解決問題的方法；另一方面就所授課程涉及到的智能化、信息化前沿信息與其他教師分享，并及時對講授課程進行更新補充。

此外，安徽理工大學持續激勵專業授課教師提高個人工程實踐經驗，由學校聯系國內一流智能建造企業，授課教師主動對接并積極協助企業解決實際過程中遇到的問題，將理論與工程實踐相融合，形成產教良性互動，豐富教師自身實踐經驗的同時也給學生實踐學習提供更多機會。并且安徽理工大學推行雙師型教師，即高校教師+工程執業資格師雙位一體的復合型教師，鼓勵教師積極參加土木工程、機械工程、計算機技術、電氣自動化等相關領域的執業資格證書考試，提升教師工程實踐能力和理論知識水平，再與日常教學相結合。最終在學生實踐能力培養過程中能夠做到有的放矢，使得培養出來的學生不僅理論知識過硬，而且解決實際工程問題時的動手能力和反應能力強。

與此同時，安徽理工大學給出相應的專業建設政策支持，根據企業發展出現的新技術、新方法對智能建造教師進行培訓，收集師生在授課過程中遇到的問題并進行歸納，及時采取必要措施，確保為智能建造專業師生提供良好的教學環境。并且在職稱晉升文件中將教師為企業提供的技術服務以及指導學生獲得的相關成績作為評判指標之一，以此促使教師積極主動地帶領學生去解決企業遇到的問題，確保培養出來的學生不與實際工程脫軌。

2.2 專業興趣培養

安徽理工大學在入學教育階段、課堂授課及假期實踐等方面積極營造良好的專業興趣培養氛圍，促使學生對智能建造擁有濃厚的專業興趣，并為后續專業課程教學打下基礎。

新生入學后組織參觀校史館、智能建造實驗室等場所，所參觀場地均設有智能建造元素，如將智能建造中涉及到的智能家居、智能辦公在校史館內展出，供學生親身體驗智慧生活帶來的便利與創新。還可以將工廠一線生產的裝配式構件及其拼裝的裝配式房屋按幾何相似比例縮小后在實驗室內進行展示，甚至讓學生參與到裝配式構件設計、施工以及成品拼裝環節，以便于學生更加直觀地了解智能建造，感受智能建造的魅力。入學第一學期，利用課余時間以生動有趣的方式展示智能建造相關內容，比如觀看智能建造應用的前沿視頻，組織學生參觀機器人工廠、裝配式快速生產車間以及3D打印工作室等，使學生對今后從事的工作有更加清晰的認識，培養學生對本專業認可度與自豪感，引導學生主動學習。

在校授課期間要改變傳統滿堂灌式、填鴨式的授課方式，以引導式、啟發式教學為主[8]，教師應做學生的組織者、引導者、合作者。例如在鋼筋混凝土課程教學時，可以將梁、板、柱的構件模型帶入課堂，并在授課老師的指導下讓學生親自動手進行構件設計，甚至還可以配合虛擬仿真教學技術讓學生體驗住在自己設計房屋里的感覺。這樣的創新教學方式一方面可以提高學生的課堂積極性，增強學生求知欲與學習興趣，另一方面可以鍛煉學生動手能力與解決問題的能力。在整個教學過程中，通過讓學生自主發現問題并主動思考問題的解決方法來達到培養學生實踐創新能力的目的。

假期實踐是學生能夠在較長時間內進行智能建造集訓的最佳時機，可以充分利用此時間段提升學生對智能建造的興趣以及培養與該專業相關的實踐創新能力。學生可以申請參與教師的相關項目，在教師指導以及團隊合作下完成智能建筑設計、施工、運維等環節相關工作，由此鍛煉學生將基礎理論知識應用到工程實踐的能力，做到所學知識能夠靈活應用。同時教師可以利用超星學習通軟件發布與智能建造相關的開放型討論話題以及科教視頻供學生自主學習[8]，軟件平臺記錄學生的學習情況并反饋給教師，教師則根據每位同學的學習情況，對教學內容做適當的調整，并針對學有余力的學生補充推送相關智能建筑方向的論文和學術報告等，進一步豐富其知識面，培養學生的專業學習興趣。

2.3 課程體系構建

智能建造是多學科交叉融合專業，既要合理分配基礎課程教學和專業課程教學課時占比，又要充分考慮理論教學與實踐性教學的關系，合理安排教學內容，避免重復出現相似的知識點。安徽理工大學在夯實專業理論知識的基礎上，以企業對智能建造人才實踐創新能力要求為導向，構建智能建造專業實踐創新型人才培養體系。

夯實學生專業理論基礎。理論課程是培養工科學生綜合素質的關鍵，基礎理論教學內容應體現前沿性與時代性，及時將智能建造領域最新研究成果以及國內外科技技術引入課堂，結合具體工程案例進行教學。在專業課程教學大綱編寫時應考慮企業發展需求，將企業對智能建造人才的能力要求與人才培養相結合，邀請企業工程師、行業專家等參與課程體系的修訂工作。同時，為了豐富學生知識面以及使學生了解更多關于機械、電氣、計算機方面的知識，學校開設相關選修課程，學生可根據智能建筑專業特點結合自身興趣愛好選擇適宜的課程，促使學生從被動學習到主動學習再到主動探索。

充分發揮實驗課程作用。安徽理工大學智能建造專業試驗課程分為三部分，即基礎實驗、專業實驗、自主實驗?；A實驗主要為大學物理試驗等公共課程試驗；專業課程實驗即為混凝土性能試驗、裝配式構件拼裝試驗等；自主實驗則要求學生自行設計試驗方案，培養學生自主探索意識與實踐創新能力。此外，安徽理工大學建立了BIM 技術應用實驗室，結合物聯網與大數據應用平臺，可用于智能建造相關的建筑數字建模、智能設計、施工信息化等方面專業知識教學與應用。

合理增加實習時間，規范實習管理制度。智能建造專業實習由認識實習、專業課程實習、畢業實習共同組成，與土木工程實習不同之處在于以下三個方面。第一，認識實習分為兩個環節完成，認識實習（一）在新生入學時組織安排，主要目的是使學生對智能建造專業有更加清晰地認識，對工程結構及智能施工工藝有大致了解，學生親身體驗現代化智能建造帶來的改變，激發學生對該專業的學習興趣，在正式開展課程教學時有利于學生對建筑結構施工流程中智能技術應用的理解；認識實習（二）可在第四學期末展開，結合實習現場對本學期的理論知識進行鞏固加深，同時通過認識實習增強學生對現場的認識，有利于大三專業課程講授。第二，加強專業課程實習，增加實習時間，在第五至第七學期末針對已完成的和即將進行的專業課程開展實習，一方面是對上學期所學知識的鞏固以及下學期知識的鋪墊，另一方面現場實習更有利于激發學生好奇心，培養其實踐能力，引導學生以創新方式解決現場遇到的問題。第三，畢業實習采用雙導師制，校內外各聘用一位導師，校外導師既可根據企業需求針對性地指出學生問題，又可以指導學生實習過程中遇到的技術難題，同時起到監督學生按時到崗實習的作用。

課程設計部分分為專業課程設計與畢業設計。安徽理工大學智能建造專業開設了智能施工課程設計、裝配式結構課程設計、BIM 技術應用課程設計等系列專業課程設計，用來培養學生運用所學知識解決實際工程問題的能力。畢業設計是綜合運用各學科基礎知識、專業技能，結合工程實例，由學生獨立完成課題的教學環節。智能建造專業畢業設計選題應具有綜合性，宜采用企業真實工程案例，各專業教師與企業專家共同擬定畢業設計題目。選題內容以土木工程為中心，融合人工智能、大數據、機械工程等，學生也應以團隊形式各自負責課題中的一部分內容來完成設計要求。

3 結語

智能建造作為土木與機械、電氣、計算機交叉融合的新辦專業，具有開設時間短、對畢業生的工程實踐與創新能力要求高等特點。目前該專業人才培養模式尚處于摸索階段，影響到高校對于該類人才的培養質量以及用人單位的滿意度。因此，本文結合安徽理工大學智能建筑專業開辦情況，給出以下措施：建設一批綜合性強的高水平師資隊伍，從源頭保障教學質量與教學效果；以興趣愛好驅動學生積極參與專業實踐創新活動和專業知識學習，發揮學生的主觀能動性，使學生成為教學活動中的主體；重建課程體系，多專業課程統籌安排突出重點，合理分配理論與實踐課程比例，提高學生實踐創新機會。上述措施明確了安徽理工大學智能建造專業建設方向以及學生培養目標，適應了“雙一流”背景下企業對智能建造專業實踐創新型人才的需求，為高校培養智能建造人才提供了參考。