智能建造专业实践教学改革研究

满 轲，程海丽，崔光耀，宋高峰，白玉星，朱颖杰

（北方工业大学 土木工程学院，北京 100144）

1 引言

智能建造专业在我国高校中业已逐渐设立，该专业与国内外土木建造行业的发展趋势联系密切。对于传统的土木建造技术而言，面临着转型升级的重任。世界各国均提出了土木建造行业的发展规划，如德国的工业 4.0，中国制造 2025，以及美国的建筑互联网等远景与规划。其中，我国的《2016—2020年建设工程行业信息化发展纲要》中提出，在“十三五”期间，将全面提高建设工程行业的信息化水平，着手提高大数据、智能化、物联网、云计算、BIM 信息技术的综合集成应用能力。基于这一发展纲要，建筑工业化的发展思路及其转型升级迫在眉睫。尤其是对于作为人才培养前沿阵地的高校，需制定相适应的培养计划来适应未来建筑领域的新发展，结合最新的信息化等技术手段与传统的土木建造行业知识融会贯通；在学科知识体系中融入智能建造新元素，搭建“三全育人”的育人模式与人才培养体系，均是土木建筑类专业教育已经面临并亟待解决的问题。

随着“中国制造2025”建造技术及建造产业转型升级长期发展愿景和规划的颁布，我国旨在全面提升建设行业的信息化水平。在《2016—2020年建设工程行业信息化发展纲要》中也进一步指出，对于智能技术手段，如“大数据、智能化、物联网、云计算、BIM信息技术”等，均面临着新旧知识及技术体系如何结合、已有知识结构不断更新等带来的碰撞与冲击。目前已有众多高校开始了智能建造专业的人才培养，或者正在积极地申报智能建造这一新专业。

北方工业大学作为北京市属高校，在 2019 年已经获批了智能建造专业，是全国范围内第二批获批该本科专业的高校。其中，智能建造实践类课程的设计、制定、实施是作为智能建造专业培养环节中的重要一个环节。对于工程类专业而言，其科学性与实践性的紧密结合是各个层次高校人才培养的鲜明特征与固有要求。不仅要能够解决工程问题，还需要从工程问题中凝练出科学问题，从而形成知识理论体系，最后再应用于实际工程中，解决工程实际问题。也就是说，从工程中来，到工程中去，形成一个闭环，中间的桥梁就是实践总结，再实践再总结。只有通过工程实践，才能不断提升解决实际问题的能力。可见，工程实践与科学理论二者是相辅相成的。

因此，实践类课程应当贯穿于工程类专业人才培养的全过程。在制定智能建造新专业的人才培养方案时，亟需设置丰富多样的实践类课程，不能局限于某一个环节。传授给学生的知识，需是多维度、多角度、多时间段的结构体系。通过持续的实践环节，结合不同年级学生已学知识，贴合当前所学，应用于实际工程中，使学生形成工程思维。同时，在实践环节还应提出或指定某一个确定的课题、任务或者方向，激发学生潜力，使其需付出一定的努力才能完成某一项任务，进而巩固日常所学。通过激发学生的学习热情，以寻根究底的质疑与提问等方式，全面培养大学生的批判性思维、工程意识与科学精神。

北方工业大学是我国前7所开设智能建造专业的高校之一，课题组经过两年行业发展趋势研究和建筑企业需求调研，制定面向多元需求的专业人才培养方案，创办了该专业，依托行业领域省部级科技创新平台，与知名企业产学研密切合作，立足学校高水平应用型大学建设特色。智能建造专业新生入校后，进一步明确了该专业新工科专业建设的复合型人才培养定位、创建了学科交叉融合的人才培养体系，建立了产教融合人才培养模式，不断探索面向现代土木需求的人才培养路径。

2 实践教学环节课程体系设计

实践课程体系的设计贯穿于整个智能建造实践教学环节。北方工业大学探索设计了三类该专业的实践环节，分别为认识实习、企业工程实践以及工程实战。下面对其分别予以阐述介绍。

2.1 认识实习

认识实习这一环节继续延续了传统的土木工程专业的认识实习，学习目的与传统的认识实习基本一致，但又稍有差异。主要是对土木工程行业以及智能建造行业有一个初步的认识与认知。可通过对已有工程（楼宇、桥梁、厂房和基础等）的建筑形式、类别、材料、工艺等多个角度的介绍，使学生建立对土木工程行业的初步认识。

智能建造的认识实习与土木工程专业的认识实习差异性体现在：需体现出智能建造的元素，需将智能建造元素蕴含其中。不仅仅是对一般的土木工程行业的认识，对智能建造与土木工程的结合，也要做到同步、同时的认识与了解。

具体可通过典型的土木工程建筑物、构筑物，使学生建立一个初步的智能建造认识。重点突出在“认识”。在该认识实习环节，需有意识地引导学生面向工程角度开展实习，形成初步的工程思维模式，同时融入智能建造理念，扩展学生对土木行业及智能建造专业的全方位认知，其中涵盖了各种工程设计开发类软件及其应用、智能化掘进技术及机械装备、装配式生产技术及构筑件、新材料的设计与开发技术、衬砌支护及筑模技术、运维管理一体化等工程设计、建设、运维全生命周期。

2.2 企业工程实践

企业工程实践环节是与智能建造企业结合更为紧密的一门实践类课程，置于认识实习之后。该实践环节相较于认识实习，设置时间稍长，针对的是高年级的同学，将业已学习的专业知识运用于企业的实际工程项目中。结合所学知识，更有针对性的进行实践。在此过程中，实践的企业可指定特定的企业导师，对高校委派来的学生进行一对一，或者一对多的指导，体现出点对点的指导方式。对于学生而言，重点突出在“实践”，对于企业导师而言，重点突出在“指导”。

不同高校，可根据自己的培养计划，设置不同时间段、不同企业类别、不同考核目标的企业工程实践类课程。企业工程实践环节是以土木工程、力学等传统专业为基础，融合计算机技术、机械与控制、信息技术等，通过开展不同场景的企业实践，锻炼学生“工程建造数字化、智能化、信息化”知识能力的高度融合。

2.3 工程实战

工程实战是置于整个实践环节的最后阶段，将前面开展的认识实习与企业工程实践获得的知识与经验进行积累，寻求合适的企业，开展更为独立地自主实践。此环节学生的实践目的性更强，获得的实践经验与积累更为丰富。通过该环节可对学生后续的毕业设计提供直接的借鉴，并且可对毕业后工作生涯奠定一个基础，形成初步的轮廓与规划。此环节，重点突出在“实战”，需注意与后续的毕业设计环节进行密切的衔接。

通过工程实战，旨在学生能够深入了解并掌握传统的及智能化的土木建造类工程项目的全生命周期工序。涵盖了前期设计、中间阶段的施工管理、后期运维及咨询服务等方面，使学生具有一定的工作能力。在未来的传统建筑行业以及新型工程建设行业和模式中抢占知识创新制高点与行业实战先机。

3 三大实践环节的释义

3.1 不同实践环节的逻辑联系

三大实践环节遵循“循序渐进、由浅入深、层层递进、持续挑战”的原则，形式丰富多样，校内老师可提供合适的实践企业，学生也可自主寻找合适的实践企业。不同实践环节的考核方式、考核要求亦不同。

3.2 不同实践环节的要求

认识实习环节的要求，是学生能够对土木工程行业及智能建造专业形成初步的认知；企业工程实践环节的要求，是学生能够对某一具体企业任务/项目，通过一段时间的学习与实践，掌握解决该类问题的方法，与已有知识相结合，提升自己本专业分析问题、解决问题的能力；工程实战环节的要求，是学生能够对某一工程问题，提出相应的解决办法，并形成一定的理论知识，总结出一定的规律与思路，培养学生总结问题、提炼问题、解决问题的能力。

4 几点思考

无论哪个实践环节，均离不开我们高校教育的初衷：教书育人，立德树人。特别是实践类课程，与社会结合更为紧密，不仅是学校的理论学习、试验学习，更多的是强调学生到企业开展工程实践。因此，我们更需时刻谨记高校教书育人、立德树人的天然使命，将其贯穿于智能建造专业的整个实践环节中。

4.1 “工程”意识的培养

通过3个阶段的实习与实践，学生对所实践企业与行业有了一个更为深入的认识与认知。潜移默化中可对企业文化、企业理念，以及智能建造技术等方面有更为深入的接触与了解；通过企业任务/项目的解决，可对智能建造专业有更为专业的把控和理解；通过积累经验的总结，以及所学理论知识体系的分析，可对土木工程行业与智能建造专业有更为全面的剖析与解读。通过上述3个环节，与企业实现了紧密结合，培养了学生的“工程”意识。所谓“工程”意识，不仅仅是课堂上的宣贯，更多的是需要去企业实地认识问题，学习思路，尝试不同方法，解决实际问题，进而总结规律，形成特定认识。

4.2 “智能建造”理念的融入

不同阶段的实践环节，均需将智能建造元素融入其中，不仅是传统土木工程专业的理论知识与实际问题的融入，更多是需在实践过程中将“智能建造”元素体现出来。传统土木工程知识是智能建造专业的根基，但需在智能建造的实践环节中，辨识二者的区别。智能建造是从土木工程中滋养、衍生出来的新生事物。如同一棵茁壮成长大树的根与花，土木工程专业知识是根，智能建造是依托于土木工程而开出的一朵花。因此，需时刻谨记土木工程的专业知识，如三大力学（理论力学、材料力学、结构力学）的扎实学习等。同时也需谨持将智能建造元素与理念相结合。以此理念为基础，通过实践环节的培养，方能更好地建设智能建造这一新专业。

4.3 科学精神的潜移默化

任何教育归根结底都是一种精神的培养，这种精神或是人文或是科学。而所谓科学精神的培养，对于智能建造实践类课程尤为重要。教师如同一个介质点，将自己的所学所思所得传递给学生。“科学精神”究其实质，就是“实事求是”与“批判质疑”精神，着力培养学生自主思考的能力，激发其创造性。如果一个人自身能动性被激发出来，或者自主迸发出来，那么这个力量是无穷的、想象不到的。“实事求是”指的是学生在实践过程中，遇到问题，解决问题的途径可以是不同的，并没有标准答案；根据解决问题的效果（例如问题获得解决，节省成本、时间等），作为评判标准，并且这个标准是可以动态调整变化的。“批判质疑”指的是学生在实践过程中，可对所学的知识体系提出质疑，开放学生的讨论，允许不同的声音，广开言路，锻炼学生的发散思维与质疑精神。

5 结束语

通过对智能建造专业实践类课程体系的设计与论述，提出了3大类别的实践课程，即认识实习、企业工程实践以及工程实战；并进一步提出了基于智能建造实践类课程的若干思考，需着重对学生进行工程意识的培养、对智能建造理念的融入予以了阐述，最终提出了需在潜移默化中全方位全面地锻炼培养学生，使其具有科学精神；并点出“实事求是”与“批判质疑”是科学精神的重要实质。