“雙一流”背景下智能建造專業(yè)實踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式研究

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

1 引言

雙一流建設(shè)是教育部基于國家戰(zhàn)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(shè)的重大戰(zhàn)略決策和部署[1]。同時，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術(shù)的蓬勃發(fā)展以及建造業(yè)不斷轉(zhuǎn)型升級，全球范圍內(nèi)對智能建造人才存在著巨大需求[2]。德國率先提出“工業(yè)4.0”概念、美國隨后提出“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)計劃”以及中國提出“中國制造2025 技術(shù)”[3]，進一步促使高等院校加強對智能建造專業(yè)人才的培養(yǎng)以滿足企業(yè)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(xué)校本科專業(yè)，2020 年安徽理工大學(xué)成功獲批智能建造專業(yè)本科招生資格，成為當(dāng)時國內(nèi)開設(shè)智能建造專業(yè)的21 所高校之一。然而，一方面智能建造專業(yè)的創(chuàng)辦是為了迎合新時代建筑市場對從業(yè)人員信息化、智能化技術(shù)掌握的需求；另一方面智能建造專業(yè)屬于交叉學(xué)科，與傳統(tǒng)土木工程專業(yè)既存在聯(lián)系也有明顯區(qū)別。這就對智能建造專業(yè)人才的培養(yǎng)提出了更高要求，必須擁有一套符合本專業(yè)特色的人才培養(yǎng)模式。盧昱杰等[4]認為智能建造屬于新辦專業(yè)，在辦學(xué)理念、課程體系、人才培養(yǎng)等方面尚未達成共識，提出了P-S-R（要求-挑戰(zhàn)-響應(yīng)）專業(yè)建設(shè)框架體系。涂勁松等[5]指出要注重智能建造專業(yè)實踐課程建設(shè)，構(gòu)建應(yīng)用型實踐教學(xué)體系。姜景山等[6]分析了建筑行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，提出應(yīng)用型高校應(yīng)該重點培養(yǎng)智能建造創(chuàng)新型人才的觀點。事實表明針對智能建造人才培養(yǎng)既要結(jié)合自身專業(yè)特色，也要迎合“雙一流”背景下的人才培養(yǎng)機制。單獨地強調(diào)實踐或創(chuàng)新是不夠的，應(yīng)該將培養(yǎng)工程實踐能力強、創(chuàng)新能力佳的專業(yè)人才貫徹于整個教學(xué)過程，以便學(xué)生能夠更好地勝任工作，為推動智能建造發(fā)展做出貢獻。

丁烈云[7]強調(diào)智能建造人才培養(yǎng)既要打好理論基礎(chǔ)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(yè)人才培養(yǎng)過程中，強調(diào)實踐能力與創(chuàng)新能力是必備元素，培養(yǎng)出滿足產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的實踐創(chuàng)新型智能建造人才是關(guān)鍵，進而使得畢業(yè)生走上工作崗位后能夠更好地適應(yīng)新時代數(shù)字技術(shù)對建筑行業(yè)引起的變革，更好地發(fā)揮出個人價值。安徽理工大學(xué)以提升學(xué)生實踐創(chuàng)新能力為目標，圍繞師資建設(shè)、興趣培養(yǎng)、課程體系三方面提出適用于智能建造專業(yè)實踐創(chuàng)新型復(fù)合人才的培養(yǎng)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(chuàng)新型人才培養(yǎng)措施

2.1 師資隊伍建設(shè)

由于智能建筑專業(yè)屬于新辦專業(yè)，當(dāng)前教學(xué)團隊成員組成基本上是以土木工程專業(yè)教師為主，所傳授知識偏向于傳統(tǒng)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(yè)教師授課，由于其對土木工程了解甚少，也很難厘清其專業(yè)知識在土木工程中的應(yīng)用，各學(xué)科知識融會貫通難度大。這種師資窘境不僅出現(xiàn)在安徽理工大學(xué)，調(diào)研發(fā)現(xiàn)在同濟大學(xué)、青島理工大學(xué)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(shè)一批綜合能力強的高水平智能建造師資團隊，以便在培養(yǎng)學(xué)生實踐創(chuàng)新能力過程中發(fā)揮出更好的效果。

智能建造教師需要不斷更新專業(yè)知識，積極調(diào)研土木工程在機械、電氣、計算機等領(lǐng)域的交叉應(yīng)用。同時加強對交叉領(lǐng)域中新理論、新技術(shù)、新方法的學(xué)習(xí)，做到教學(xué)資源、教學(xué)經(jīng)驗共享。為此，安徽理工大學(xué)智能建造教研室每周五組織授課教師開展教學(xué)技能交流座談會，一方面介紹各自近期教學(xué)活動中學(xué)生所表現(xiàn)出來的新問題，并與其他授課老師商討應(yīng)對措施，尋找?guī)椭鷮W(xué)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(xué)持續(xù)激勵專業(yè)授課教師提高個人工程實踐經(jīng)驗，由學(xué)校聯(lián)系國內(nèi)一流智能建造企業(yè)，授課教師主動對接并積極協(xié)助企業(yè)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(chǎn)教良性互動，豐富教師自身實踐經(jīng)驗的同時也給學(xué)生實踐學(xué)習(xí)提供更多機會。并且安徽理工大學(xué)推行雙師型教師，即高校教師+工程執(zhí)業(yè)資格師雙位一體的復(fù)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(shù)、電氣自動化等相關(guān)領(lǐng)域的執(zhí)業(yè)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(xué)相結(jié)合。最終在學(xué)生實踐能力培養(yǎng)過程中能夠做到有的放矢，使得培養(yǎng)出來的學(xué)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(yīng)能力強。

與此同時，安徽理工大學(xué)給出相應(yīng)的專業(yè)建設(shè)政策支持，根據(jù)企業(yè)發(fā)展出現(xiàn)的新技術(shù)、新方法對智能建造教師進行培訓(xùn)，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(yè)師生提供良好的教學(xué)環(huán)境。并且在職稱晉升文件中將教師為企業(yè)提供的技術(shù)服務(wù)以及指導(dǎo)學(xué)生獲得的相關(guān)成績作為評判指標之一，以此促使教師積極主動地帶領(lǐng)學(xué)生去解決企業(yè)遇到的問題，確保培養(yǎng)出來的學(xué)生不與實際工程脫軌。

2.2 專業(yè)興趣培養(yǎng)

安徽理工大學(xué)在入學(xué)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(yè)興趣培養(yǎng)氛圍，促使學(xué)生對智能建造擁有濃厚的專業(yè)興趣，并為后續(xù)專業(yè)課程教學(xué)打下基礎(chǔ)。

新生入學(xué)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(shè)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(nèi)展出，供學(xué)生親身體驗智慧生活帶來的便利與創(chuàng)新。還可以將工廠一線生產(chǎn)的裝配式構(gòu)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(nèi)進行展示，甚至讓學(xué)生參與到裝配式構(gòu)件設(shè)計、施工以及成品拼裝環(huán)節(jié)，以便于學(xué)生更加直觀地了解智能建造，感受智能建造的魅力。入學(xué)第一學(xué)期，利用課余時間以生動有趣的方式展示智能建造相關(guān)內(nèi)容，比如觀看智能建造應(yīng)用的前沿視頻，組織學(xué)生參觀機器人工廠、裝配式快速生產(chǎn)車間以及3D打印工作室等，使學(xué)生對今后從事的工作有更加清晰的認識，培養(yǎng)學(xué)生對本專業(yè)認可度與自豪感，引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習(xí)。

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

假期實踐是學(xué)生能夠在較長時間內(nèi)進行智能建造集訓(xùn)的最佳時機，可以充分利用此時間段提升學(xué)生對智能建造的興趣以及培養(yǎng)與該專業(yè)相關(guān)的實踐創(chuàng)新能力。學(xué)生可以申請參與教師的相關(guān)項目，在教師指導(dǎo)以及團隊合作下完成智能建筑設(shè)計、施工、運維等環(huán)節(jié)相關(guān)工作，由此鍛煉學(xué)生將基礎(chǔ)理論知識應(yīng)用到工程實踐的能力，做到所學(xué)知識能夠靈活應(yīng)用。同時教師可以利用超星學(xué)習(xí)通軟件發(fā)布與智能建造相關(guān)的開放型討論話題以及科教視頻供學(xué)生自主學(xué)習(xí)[8]，軟件平臺記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并反饋給教師，教師則根據(jù)每位同學(xué)的學(xué)習(xí)情況，對教學(xué)內(nèi)容做適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，并針對學(xué)有余力的學(xué)生補充推送相關(guān)智能建筑方向的論文和學(xué)術(shù)報告等，進一步豐富其知識面，培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)學(xué)習(xí)興趣。

2.3 課程體系構(gòu)建

智能建造是多學(xué)科交叉融合專業(yè)，既要合理分配基礎(chǔ)課程教學(xué)和專業(yè)課程教學(xué)課時占比，又要充分考慮理論教學(xué)與實踐性教學(xué)的關(guān)系，合理安排教學(xué)內(nèi)容，避免重復(fù)出現(xiàn)相似的知識點。安徽理工大學(xué)在夯實專業(yè)理論知識的基礎(chǔ)上，以企業(yè)對智能建造人才實踐創(chuàng)新能力要求為導(dǎo)向，構(gòu)建智能建造專業(yè)實踐創(chuàng)新型人才培養(yǎng)體系。

夯實學(xué)生專業(yè)理論基礎(chǔ)。理論課程是培養(yǎng)工科學(xué)生綜合素質(zhì)的關(guān)鍵，基礎(chǔ)理論教學(xué)內(nèi)容應(yīng)體現(xiàn)前沿性與時代性，及時將智能建造領(lǐng)域最新研究成果以及國內(nèi)外科技技術(shù)引入課堂，結(jié)合具體工程案例進行教學(xué)。在專業(yè)課程教學(xué)大綱編寫時應(yīng)考慮企業(yè)發(fā)展需求，將企業(yè)對智能建造人才的能力要求與人才培養(yǎng)相結(jié)合，邀請企業(yè)工程師、行業(yè)專家等參與課程體系的修訂工作。同時，為了豐富學(xué)生知識面以及使學(xué)生了解更多關(guān)于機械、電氣、計算機方面的知識，學(xué)校開設(shè)相關(guān)選修課程，學(xué)生可根據(jù)智能建筑專業(yè)特點結(jié)合自身興趣愛好選擇適宜的課程，促使學(xué)生從被動學(xué)習(xí)到主動學(xué)習(xí)再到主動探索。

充分發(fā)揮實驗課程作用。安徽理工大學(xué)智能建造專業(yè)試驗課程分為三部分，即基礎(chǔ)實驗、專業(yè)實驗、自主實驗?；A(chǔ)實驗主要為大學(xué)物理試驗等公共課程試驗；專業(yè)課程實驗即為混凝土性能試驗、裝配式構(gòu)件拼裝試驗等；自主實驗則要求學(xué)生自行設(shè)計試驗方案，培養(yǎng)學(xué)生自主探索意識與實踐創(chuàng)新能力。此外，安徽理工大學(xué)建立了BIM 技術(shù)應(yīng)用實驗室，結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)與大數(shù)據(jù)應(yīng)用平臺，可用于智能建造相關(guān)的建筑數(shù)字建模、智能設(shè)計、施工信息化等方面專業(yè)知識教學(xué)與應(yīng)用。

合理增加實習(xí)時間，規(guī)范實習(xí)管理制度。智能建造專業(yè)實習(xí)由認識實習(xí)、專業(yè)課程實習(xí)、畢業(yè)實習(xí)共同組成，與土木工程實習(xí)不同之處在于以下三個方面。第一，認識實習(xí)分為兩個環(huán)節(jié)完成，認識實習(xí)（一）在新生入學(xué)時組織安排，主要目的是使學(xué)生對智能建造專業(yè)有更加清晰地認識，對工程結(jié)構(gòu)及智能施工工藝有大致了解，學(xué)生親身體驗現(xiàn)代化智能建造帶來的改變，激發(fā)學(xué)生對該專業(yè)的學(xué)習(xí)興趣，在正式開展課程教學(xué)時有利于學(xué)生對建筑結(jié)構(gòu)施工流程中智能技術(shù)應(yīng)用的理解；認識實習(xí)（二）可在第四學(xué)期末展開，結(jié)合實習(xí)現(xiàn)場對本學(xué)期的理論知識進行鞏固加深，同時通過認識實習(xí)增強學(xué)生對現(xiàn)場的認識，有利于大三專業(yè)課程講授。第二，加強專業(yè)課程實習(xí)，增加實習(xí)時間，在第五至第七學(xué)期末針對已完成的和即將進行的專業(yè)課程開展實習(xí)，一方面是對上學(xué)期所學(xué)知識的鞏固以及下學(xué)期知識的鋪墊，另一方面現(xiàn)場實習(xí)更有利于激發(fā)學(xué)生好奇心，培養(yǎng)其實踐能力，引導(dǎo)學(xué)生以創(chuàng)新方式解決現(xiàn)場遇到的問題。第三，畢業(yè)實習(xí)采用雙導(dǎo)師制，校內(nèi)外各聘用一位導(dǎo)師，校外導(dǎo)師既可根據(jù)企業(yè)需求針對性地指出學(xué)生問題，又可以指導(dǎo)學(xué)生實習(xí)過程中遇到的技術(shù)難題，同時起到監(jiān)督學(xué)生按時到崗實習(xí)的作用。

課程設(shè)計部分分為專業(yè)課程設(shè)計與畢業(yè)設(shè)計。安徽理工大學(xué)智能建造專業(yè)開設(shè)了智能施工課程設(shè)計、裝配式結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、BIM 技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計等系列專業(yè)課程設(shè)計，用來培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)知識解決實際工程問題的能力。畢業(yè)設(shè)計是綜合運用各學(xué)科基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能，結(jié)合工程實例，由學(xué)生獨立完成課題的教學(xué)環(huán)節(jié)。智能建造專業(yè)畢業(yè)設(shè)計選題應(yīng)具有綜合性，宜采用企業(yè)真實工程案例，各專業(yè)教師與企業(yè)專家共同擬定畢業(yè)設(shè)計題目。選題內(nèi)容以土木工程為中心，融合人工智能、大數(shù)據(jù)、機械工程等，學(xué)生也應(yīng)以團隊形式各自負責(zé)課題中的一部分內(nèi)容來完成設(shè)計要求。

3 結(jié)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(yè)，具有開設(shè)時間短、對畢業(yè)生的工程實踐與創(chuàng)新能力要求高等特點。目前該專業(yè)人才培養(yǎng)模式尚處于摸索階段，影響到高校對于該類人才的培養(yǎng)質(zhì)量以及用人單位的滿意度。因此，本文結(jié)合安徽理工大學(xué)智能建筑專業(yè)開辦情況，給出以下措施：建設(shè)一批綜合性強的高水平師資隊伍，從源頭保障教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效果；以興趣愛好驅(qū)動學(xué)生積極參與專業(yè)實踐創(chuàng)新活動和專業(yè)知識學(xué)習(xí)，發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，使學(xué)生成為教學(xué)活動中的主體；重建課程體系，多專業(yè)課程統(tǒng)籌安排突出重點，合理分配理論與實踐課程比例，提高學(xué)生實踐創(chuàng)新機會。上述措施明確了安徽理工大學(xué)智能建造專業(yè)建設(shè)方向以及學(xué)生培養(yǎng)目標，適應(yīng)了“雙一流”背景下企業(yè)對智能建造專業(yè)實踐創(chuàng)新型人才的需求，為高校培養(yǎng)智能建造人才提供了參考。