智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)中“綠色建造”內(nèi)容的融入探究

【摘 要】智能建造是土木工程與數(shù)字化、信息化、智能化高度融合的新型建造方式，是加快實(shí)現(xiàn)綠色建造的最佳途徑，智能建造專業(yè)是適應(yīng)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的新工科專業(yè)。分析了綠色建造及智能建造的關(guān)系，對在智能建造人才培養(yǎng)中綠色建造的融入途徑進(jìn)行了探究，為該專業(yè)綠色復(fù)合型人才培養(yǎng)提供新思路。

【關(guān)鍵詞】智能建造；綠色建造；人才培養(yǎng)

【中圖分類號】G642.0【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A

0 引言

智能建造是新一代信息技術(shù)與工程建造融合形成的工程建造創(chuàng)新模式［1］，是土木工程、機(jī)械制造、物聯(lián)網(wǎng)、計算機(jī)等多技術(shù)交叉融合形成的技術(shù)體系，它要求在土木設(shè)計、施工、運(yùn)維等階段，融入相關(guān)的智能技術(shù)，提高自動化水平。2020年，我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等13個部門聯(lián)合印發(fā)了《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》，在該文件中明確了我國建筑業(yè)在“十四五”時期的發(fā)展方向是大力發(fā)展智能建造和建筑工業(yè)化。2021年，在工業(yè)和信息化部等八部門印發(fā)的《“十四五”智能制造發(fā)展規(guī)劃》中明確，智能制造是制造強(qiáng)國建設(shè)的主攻方向，其發(fā)展程度直接關(guān)乎我國制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的水平。建筑業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)的產(chǎn)業(yè)支柱之一，也是最大的材料與能源消耗產(chǎn)業(yè)之一，在進(jìn)行建造的同時，必然會以犧牲環(huán)境為代價。生態(tài)環(huán)境問題日益成為21世紀(jì)人類長期面臨的最大敵人，也越來越受到人們的關(guān)注［2］。習(xí)近平在治國理政的探索與實(shí)踐中率先提出了“綠水青山就是金山銀山”的綠色發(fā)展理念，指出：“要正確處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展同生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系，牢固樹立保護(hù)生態(tài)環(huán)境就是保護(hù)生產(chǎn)力、改善生態(tài)環(huán)境就是發(fā)展生產(chǎn)力的理念，更加自覺地推動綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展，決不以犧牲環(huán)境為代價去換取一時的經(jīng)濟(jì)增長［3］。綠色建造正是在全社會倡導(dǎo)“可持續(xù)發(fā)展”“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和“低碳經(jīng)濟(jì)”等大背景下提出的一種新型建造概念［4］。我國傳統(tǒng)粗放建造模式導(dǎo)致資源消耗大、浪費(fèi)現(xiàn)象多、污染控制難。為了適應(yīng)綠色發(fā)展的要求，無論是世界還是我國的工程建設(shè)，都應(yīng)該向“綠色建造”轉(zhuǎn)型［5］。目前我國的工程建設(shè)也逐漸將綠色建筑的理念納入到生產(chǎn)中，雄安新區(qū)市民中心的建設(shè)項目就是一個較典型的綠色建造項目，其主要特點(diǎn)是采用工程總包的集約化管理模式，實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)和裝配化施工，采用了信息技術(shù)和人工智能進(jìn)行技術(shù)施工和運(yùn)營，如運(yùn)營中的無人售賣點(diǎn)、無人駕駛汽車、無人清掃設(shè)備等。

隨著智能建造的高質(zhì)量發(fā)展，智能建造的人才需求也在不斷擴(kuò)大。同濟(jì)大學(xué)于2017年在全國首次開設(shè)智能建造專業(yè)，根據(jù)《教育部關(guān)于公布2018年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》《教育部關(guān)于公布2019年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》《教育部關(guān)于公布2020年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》《教育部關(guān)于公布2021年度普通高等學(xué)校本科專業(yè)備案和審批結(jié)果的通知》的統(tǒng)計，我國本科層次開設(shè)智能建造專業(yè)的院校有75所，作為一個新興的新工科專業(yè)，如何培養(yǎng)高質(zhì)量的專業(yè)人才是眾多學(xué)者關(guān)注的熱點(diǎn)問題，學(xué)者們從該專業(yè)的教學(xué)手法、教學(xué)模式、人才培養(yǎng)路徑探索、創(chuàng)新型人才培養(yǎng)實(shí)踐教學(xué)體系、課程教學(xué)內(nèi)容改革與探索等方面進(jìn)行了大量研究［6-10］。但是對智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)中如何融入綠色元素的研究較少。鑒于此，本文對智能建造專業(yè)如何融入“綠色”元素進(jìn)行探究，以期對該專業(yè)的人才培養(yǎng)提供思路。

1 綠色建造與智能建造的關(guān)系分析

建筑產(chǎn)業(yè)的建造方式經(jīng)歷了機(jī)械建造-數(shù)字建造-智能建造發(fā)展階段，并向智慧建造發(fā)展。因而可以認(rèn)為，智能建造是信息化建造的較高階段，是實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下機(jī)器人建造的工程活動，需要集成化管理平臺、數(shù)字化設(shè)計以及機(jī)器人自主參與完成工程操作。當(dāng)前碳達(dá)峰、碳中和的話題成為社會關(guān)注的焦點(diǎn)問題，建筑產(chǎn)業(yè)是碳排量的大戶，建筑全生命期的碳排放總量包含從建材生產(chǎn)、運(yùn)輸?shù)浇ㄖ┕ぁ⑦\(yùn)營、維修、建筑拆除、廢棄物處理的七大階段［5］。而綠色建造是綠色施工的延伸和拓展，要求所有參與者著眼于工程的全生命期中積極承擔(dān)社會責(zé)任，表現(xiàn)在建筑工程立項、設(shè)計和施工運(yùn)營的過程中，堅持以人為本，實(shí)現(xiàn)資源投入減量化、資源利用高效化、廢棄物排放最小化，以達(dá)到資源節(jié)約、過程安全的建造目標(biāo)。在落實(shí)雙碳目標(biāo)、推動經(jīng)濟(jì)生活走上綠色低碳循環(huán)發(fā)展之路中，推進(jìn)綠色發(fā)展和綠色建造是應(yīng)對之策?？梢哉f綠色建造是建筑業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的前提條件和基本目標(biāo)，智能建造是實(shí)現(xiàn)綠色建造的必然，是加快實(shí)現(xiàn)綠色建造的有效途徑和必要手段。

2 融入“綠色”的智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)路徑

2.1 依托學(xué)校自身情況，智能建造與綠色建造協(xié)同

目前，智能建造專業(yè)主要依托土木工程專業(yè)開設(shè)，其人才培養(yǎng)在技術(shù)方面重點(diǎn)強(qiáng)調(diào)“BIM數(shù)字化為載體”“智能化為方向”兩方面，在原有土建類專業(yè)課程的設(shè)置上，突破專業(yè)壁壘，融入突出智能建造新技術(shù)的課程，例如BIM、大數(shù)據(jù)、人工智能、智慧測繪等，結(jié)合當(dāng)前以及未來新技術(shù)發(fā)展的方向，逐步開發(fā)新興專業(yè)課程。目前智能建造創(chuàng)新型人才培養(yǎng)還沒有可借鑒學(xué)習(xí)的完整經(jīng)驗(yàn)，需要社會、企業(yè)、學(xué)校等各界專業(yè)人士共同探索和制訂人才培養(yǎng)方案。在現(xiàn)有的開設(shè)智能建造的學(xué)校中，既有研究型大學(xué)，又有應(yīng)用型大學(xué)，辦學(xué)層次和辦學(xué)定位不同，因此在具體教學(xué)、設(shè)計工作任務(wù)驅(qū)動教學(xué)、畢業(yè)設(shè)計和頂崗實(shí)踐過程中要結(jié)合學(xué)校的基礎(chǔ)優(yōu)勢和專業(yè)特色優(yōu)勢，深入挖掘主要的知識結(jié)構(gòu)體系和能力、素質(zhì)需求。一方面樹立工程建設(shè)應(yīng)向“綠色建造”轉(zhuǎn)型的辦學(xué)理念，一方面樹立科技進(jìn)步的辦學(xué)理念，實(shí)現(xiàn)節(jié)能及低碳排放，甚至零碳排放理念，智能化的技術(shù)賦能，工程建設(shè)的風(fēng)險降低，施工人員管理效率提升，同時將最大限度地節(jié)約資源，減少環(huán)境破壞，形成在專業(yè)培養(yǎng)上的特點(diǎn)和優(yōu)勢。

2.2 多角度提高“綠色”認(rèn)知

從課程思政的角度分析，“綠色”認(rèn)知為課程思政的一部分，因而“綠色”認(rèn)知可以從自身修養(yǎng)、環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展、工程師具備的職業(yè)道德等角度進(jìn)行提高。在進(jìn)行智能建造專業(yè)的課程設(shè)置中，提升教師的綠色認(rèn)知，將“綠色”認(rèn)知的培養(yǎng)融入到課程中。例如可通過思想道德修養(yǎng)與法律基礎(chǔ)、形勢與政策等課程，從自身修養(yǎng)的角度，培育學(xué)生良好的思想素質(zhì)、道德修養(yǎng)和社會責(zé)任感；通過工程安全與環(huán)境保護(hù)、綠色建筑材料、智能建造概論、工程安全與環(huán)境保護(hù)等課程，從環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展的角度使學(xué)生理解建設(shè)工程項目全壽命周期可能對生態(tài)環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展造成的影響，樹立環(huán)境保護(hù)與可持續(xù)發(fā)展理念；可通過土工程管理、工程實(shí)踐、畢業(yè)設(shè)計等課程，從工程師具備的職業(yè)道德角度，理解工程師職業(yè)道德和行為規(guī)范，做到責(zé)任擔(dān)當(dāng)、貢獻(xiàn)國家、服務(wù)社會。

2.3 全過程體現(xiàn)“綠色”建造

綠色建造要體現(xiàn)在土木工程的設(shè)計、施工、管理等全過程中，它是信息集成技術(shù)、綠色主體建筑材料使用、綠色資源的再生利用技術(shù)的綜合?？赏ㄟ^畢業(yè)設(shè)計、工程智能測繪實(shí)習(xí)等實(shí)踐教學(xué)活動，在掌握智能建造設(shè)計和建設(shè)全流程的建設(shè)方法和技術(shù)的同時，了解影響設(shè)計目標(biāo)和建設(shè)技術(shù)方案的各種因素，在設(shè)計中體現(xiàn)綠色意識。例如在設(shè)計的方法上BIM技術(shù)的應(yīng)用，使得圖紙和工程實(shí)體得到完美結(jié)合，虛擬可視化的工程模型，提高設(shè)計效率；可通過土力學(xué)與地基基礎(chǔ)、土木工程智能施工、房屋建筑學(xué)課程將智能建造項目實(shí)施階段出現(xiàn)的復(fù)雜工程問題對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響做出正確評價，制定解決方案，將潛在影響環(huán)境和社會可持續(xù)發(fā)展的不利因素降至最低；通過土木工程造價、智能建造施工課程設(shè)計等課程，引導(dǎo)學(xué)生在多學(xué)科環(huán)境下應(yīng)用工程管理原理與經(jīng)濟(jì)決策方法，對工程項目做出合理的組織、管理和領(lǐng)導(dǎo)決策。為提升教學(xué)效果，可采用多種教學(xué)手段進(jìn)行教學(xué)，例如采用某小區(qū)綠色材料技術(shù)應(yīng)用、綠色資源再生利用技術(shù)、智能照明燈實(shí)際工程項目進(jìn)行案例教學(xué)；通過校企合作，聘請企業(yè)一線人員承擔(dān)部分教學(xué)工作，將企業(yè)生產(chǎn)實(shí)際問題的解決方案中的綠色環(huán)保內(nèi)容與同學(xué)們分享；通過實(shí)踐教學(xué)平臺的完善，建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，提高實(shí)習(xí)效率，加深認(rèn)知，提升教學(xué)效果；通過創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目，學(xué)科競賽等多種形式，融入綠色發(fā)展理念，在提升學(xué)生的建造技能的同時，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)綠色建造的目標(biāo)。

3 結(jié)束語

在當(dāng)前我國全力推進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的大背景下，綠色發(fā)展已成為我國國家建設(shè)發(fā)展、社會發(fā)展的五大理念之一，綠色建造是智能建造的目標(biāo)，在進(jìn)行智能建造的人才培養(yǎng)中，不但要強(qiáng)化智能建造專業(yè)知識傳授以及學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，更要進(jìn)行綠色建造的理念提升及能力培養(yǎng)，推動綠色建造技術(shù)與現(xiàn)代化信息技術(shù)的充分融合，使學(xué)生成為多學(xué)科交叉的綠色建造復(fù)合型人才。

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［基金項目］四川省2021-2023年高等教育人才培養(yǎng)質(zhì)量和教學(xué)改革項目（項目編號：JG2021-1337）；攀枝花學(xué)院2022年校級教育教學(xué)研究與改革項目（項目編號：JJ2289）；四川省高等學(xué)校重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室資金項目（項目編號：SC-QWLY-2021-Y-02）

［作者簡介］劉丹丹（1972—），女，博士， 教授，研究方向?yàn)榭臻g信息及智慧城市。