数字化背景下智能建造技术专业创新型人才培养模式研究*

2022-01-14刘芳语邓建辉陈杰刘群王苹

建筑与装饰 2022年1期

刘芳语邓建辉陈杰刘群王苹

1. 四川现代职业学院四川成都 610000；2. 四川电力职业技术学院四川成都 610000；3. 四川华西海外投资建设有限公司四川成都 610000

引言

智能建造技术是数字技术与工程建造系统深度融合形成的工程建造创新发展模式，涉及BIM、物联网、3D打印、人工智能、云计算等技术。国内智能建造技术起步并不早，核心技术多数还在引进和学习阶段，大力发展国内市场阶段，基础技术理论的加持不可或缺。高职院校智能建造技术专业人才培养模式研究是建筑产业变革需求，也是高等职业教育专业发展和建筑类专业人才综合能力需求。数字化、信息化背景下，智能建造不止从建造方式上进行技术革新，还在产品形态、经营理念、市场管理等方面创新和重塑传统建筑行业。

1 数字化转型与产业结构调整

从项目试点到全面应用，截至2021年10月，全国有共计28个省市相继出台建筑信息化（BIM）相关政策，四川、湖南、上海等地数量已达5项以上。国内外智能建造发展近况对比图1可见，智能建造技术在国内目前的发展中仍存在突出的矛盾，产业规模到专业设备研发都需要明确的规划，要赶超发达国家的技术地位、引领行业整体走向仍任重道远。我国智能建造市场潜力大，专业人才需求旺盛。至2020年，装配式建筑占新建建筑的比例达到20%；到2025年，将达到50%以上，“十四五”期间，我国智能建筑在新建建筑中的市场占比有望突破60%，加上已有建筑的智能化改造，国内智能建筑市场规模将达到万亿元级别。四川省建筑施工系统中近8万家注册建筑施工企业，其中装配式PC构件生产单位已超70家。2021年3月，新版职业教育专业目录正式出台，土木建筑大类中土建施工类新增“智能建造技术”专业。高职培养内容应设计工程建设基本程序与原理、BIM技术与数字化建造、建筑工业化、建筑大数据、绿色建筑、智慧城市、EPC总承包管理等。智能建造师是“传统工程建造+信息化、智能化、数字化”的升级版专业技术人员[1]。

图1 智能建造发展近况对比

2 智能建造技术专业（群）人才培养定位

四川现代职业学院建筑工程专业群围绕四川及周边建筑施工、造价咨询、装饰装修产业集群，面向智能建造施工与管理、工程项目全过程咨询与运维、装饰设计与质检等职业岗位群，以智能建造技术专业为核心，打造包括建筑装饰工程技术、建筑室内设计、建设工程管理、工程造价四个专业在内的建筑工程专业群，助力成渝工程建设。定位于培养具有职业发展视野及创新创业意识，知识、能力和素质协调发展，服务土建施工、装饰设计、运维管理一线的“一专多能”高素质技术技能人才。毕业3～5年左右，达到中级职业技能水平。职业能力覆盖绿色建筑、智能建筑等施工建造、装饰工程领域，能够适应现代大土木发展需求，满足综合性的施工技术与管理、工程咨询、建材试验检测、建筑装饰设计与深化、工程资料编制等工作岗位要求。智能建造技术专业对应专业技术服务行业，主要职业类别（技术领域）为智能建造工程技术人员。就业职业岗位（群）包括装配式建筑施工员、智能化施工员、装配式建筑深化设计员、构件工业化制造技术员、BIM建模员、建筑（装饰）材料检测员、建筑项目管理专员等，目标职业岗位（群）包括工程师、项目经理、合约经理等[2]。

3 专业人才知识结构要求

目前，智能建造技术对高职院校来讲是个新生专业，对其的认识和研究还在不断深化和丰富，目前高职智能建造创新型人才培养实践尚无参考蓝本。构建以智能建造技术为核心专业的建筑工程专业群，培养学生学习装配式智能建造技术及工程管理基本理论。立足本专业群现状，对专业人才的知识结构、知识体系和专业能力等各方面提出新的要求[3]。

3.1 T形知识结构

智能建造一个显著的特征就是多学科交叉融合，同时要求能够解决具体工程问题。从知识结构看，智能建造背景下要求专业人才具有宽泛的知识面。建筑3D打印、建筑机器人、生物混凝土技术等就体现出材料学科、机械学科、计算机学科、生命学科等与土木学科的交叉融合。

3.2 工程建造能力

智能建造专业人才培养不能偏离工程建造这个“本”，尤其不能舍本逐“末”，简单堆砌一些信息技术类的课程，挤占了专业课时，反而削弱了学生工程基础。智能建造专业人才培养必须将满足未来工程建造需要、具备解决工程建造过程中复杂问题的能力作为指导思想，确立人才培养要服务于“工程”的主线。与此同时，智能建造专业人才培养还要突出利用新技术、新方法创造性地解决工程问题的能力。

3.3 工程社会意识

智能建造是信息技术与工程建造融合的创新结果，其人才培养也应当采取创新的模式和方法。高职院校和企业应当密切联系，共同培养出掌握科学技术发展趋势和前沿技术，又能适应建筑产业变革需要的高水平、创新型智能建造工程科技专业人才。新技术变革条件下的智能建造工程师应当具有工程伦理意识、强烈的社会责任感和人文情怀[4]。

4 专业人才培养模式探究

本专业群培养理想信念坚定，德、智、体、美、劳全面发展，具有一定的科学文化水平，良好的人文素养、职业道德和创新意识，精益求精的工匠精神，具备较强的就业能力和可持续发展能力的高素质技术技能人才。智能建造技术专业面向国家战略需求和建筑业的升级转型，融通发展建筑施工与电子信息、机械自动化、工程管理等技术，培养能够应用现代化技术手段进行智能测绘、智能设计、智能施工和智能运维管理的高素质技术技能型人才。坚持德技并修，将社会主义核心价值观贯穿人才培养全过程，基于需求侧探索专业群供给侧人才培养机制改革、重构基于供需关系的“ACEM”现代学徒制人才培养模式。以学生发展为中心，以职业能力为主线，以“学历+技能”为依托，以“就业+可持续发展”为导向、以培养高素质“劳动者+技能人才”为目标，多模块组合形成“一专多能”技术技能人才培养模式。

“智能建造技术”技能运用智能化手段进行建筑工程质量检测的技术；运用智能机械与机器人进行建筑工程施工与管理技能；掌握装配式建筑施工技术。“建筑力学与结构应用”技能能够进行建筑结构构件力学性能分析技能；能够判断常见的建筑结构形式技能；能够合理选择工程结构体系、结构形式的技能。

5 5X4课程体系开发与实践教学体系设计

智能建造技术专业核心课程包含建筑信息化（BIM）管理、智能建造施工技术、建筑结构、智能检测技术、智能机械与机器人、自动控制技术与编程6门。以项目为载体、以工作过程为主线、以能力培养为核心，构建对接职业标准的课程体系。①职业基本能力平台课程设置公共必修和公共选修模块，公共必修模块有军训、思修（I、II）、毛概（I、II）、体育、心理健康教育、军事理论、职业生涯规划（Ⅰ～Ⅴ）、大学英语（I、II）、信息技术（I、II）、形势与政策、职场实用法规。公共选修模块有美育、创新创业、新一代信息技术课程。②行业通用能力平台课程设有高等数学、工程法规、建筑材料、识图与房屋构造（I～III）、通用软件能力训练（建筑CAD、BIM建模等）5门课。③职业专业能力模块课程设有智能建造、建筑信息模型应用和建筑力学与结构应用3个模块，智能建造模块包含智能检测技术、智能机械与机器人、自动控制技术与编程、智能建造施工技术，建筑信息模型应用模块包含建筑信息化（BIM）管理、建筑工程组织设计，建筑力学与结构应用模块包含工程力学、建筑结构。④职业领域工作能力模块课程设有项目管理和建筑工程技术2个模块，项目管理模块包含装饰工程项目管理大数据与云计算建筑装饰工程质量检验与检测，建筑工程技术模块包含建筑施工技术建筑力学应用与结构智能测绘电工电子技术。⑤职场能力课程设有职场发展I、职场发展II，职场发展I模块二选一，包括运营能力/新一代信息技术模块和工学项目模块（红枫居维保项目、上海溪瑞施工图深化设计、二十四城营销项目、元丰房建监理项目）；职场发展II模块四选一，包括营销能力/创业创新模块、X证书项目模块（建筑信息模型、建筑工程识图、BIM建模、工程测量）、产学项目（中海海纳班工程服务项目、四川科特-安装项目、坤唐工程施工管理项目）模块和学业发展模块（大学英语、高等数学、信息技术）。

校外实践教学项目方面，认知实习设置于职业专业能力层，跟岗实习（生产实习）设置于职业领域工作能力层，顶岗实习、就业实习、毕业设计设置于职场能力层，共计课程40门。其中，A类课（纯理论）占总学时的比例27.3%＞20%，C类课（纯实践）占总学时的比例46.2%＞30%，周平均在24～28学时之间。校内外实践学时之和占比专业总学时＞55%[6]。

6 智能建造背景下建筑工程专业群“十四五”人才培养专项规划

“十三五”期间，本专业群学生培养质量、教师队伍建设方面都取得了质的飞跃，现有专业群办学规模正逐年稳步提高。“十四五”开启之年，申报智能建造技术专业，完成基础目标任务。后续专项规划与建设仍需持续发力，如：确立核心专业人才培养的长效机制，完善师资、实训等资源保障条件，分层打造人才培养层次平台，挖掘新型校企合作单位等。

6.1 正确处理好人才培养途径问题

目前，国内已有部分本科高校开设了智能建造专业，对于培养智能建造创新型人才将起到引领和示范作用。于职业教育层面，以智能建造技术为中心升级改造原有建筑工程类、设计类专业，符合高职建筑类专业的“新工科”建设标准。现有相关专业应当深入研究信息技术与工程建造深入融合的趋势，把握智能建造专业人才能力的要求，根据学校优势和专业特色优化知识结构、课程体系和教学内容。

6.2 强化新知识，打牢新基础

智能建造技术专业的人才培养需要思考和定义其工程学科基础，明确回答培养出的人才能够解决什么样的科学问题。土建类专业应该强化力学基础，掌握力学模型建模分析能力，以信息技术与工程建造深度融合的智能建造技术专业不仅需要扎实的力学、工程数学基础，还需要BIM建筑模型的多元分析能力。因此，对智能建造这样的新专业必须要有新的认识，其工程科学基础应该包括力学和工程数学（统计学）。

6.3 建立强化工程实践的人才培养机制

建筑工程实况多数复杂多变，正确的解决方案往往并非唯一解。工程教育培养人才不仅能够解决工程问题，还需要具备把工程中的问题上升到学术问题，形成知识、构建理论，然后再指导解决工程问题的能力。因此，在制定智能建造技术专业人才培养方案时就要有意识地设置多种形式的综合性工程实践。学生所学的专业知识不是线性结构，而是网络、半网络结构，需要通过不间断的综合训练，使学生形成工程思维，同时也锻炼了团队协作能力[7]。