智能建造多学科交叉融合人才培养模式研究

刘 梅，王培军，衣振华

（山东大学 土建与水利学院，山东 济南 250061）

我国大力发展智能建造及相关产业，为满足产业需求而培养高素质的人才，已成为我国可持续发展的一个重要方面。智能建造在建设工程项目的生命周期内，不仅要对其进行全面的规划与管理，还必须实施贯穿式的应用。当前，我国建筑行业面临的最紧迫问题是要加强高校的跨学科、多专业的技术创新和突破，从而促进建筑业的全面发展。在建筑产业的转型和发展需要下，具有丰富的专业技能的高质量人才，是当前最需要的。然而，现在的智能建筑人才十分缺乏，如何将传统的专业知识和新的建筑要素有机地结合起来，形成新的建筑技术和建筑产业，培养出高素质的复合型智能建筑人才，是一个需要引起传统建筑业关注和响应的问题。

一、智能建造专业概论

我国的建筑行业发展迅速，根据2019年的数据，建筑业在我国GDP中所占比重已经达到7%以上，作为国民经济的重要支柱产业，在很大程度上推动了我国经济的高速发展。一方面，我国的建筑工程规模已超越美国，是目前世界上建造水平最高的国家；另一方面，我国拥有世界上最先进的建筑技术，取得了巨大的成绩。但是，中国的劳动强度大，资源消耗大，环境污染大，安全隐患大，与先进制造、信息技术、节能环保的融合程度较低，智能装备水平也较低。加快建筑业数字化、网络化、智能化的转型，改变传统的粗放、碎片化的施工模式，促进建筑产业的高质量发展，塑造中国的建筑品牌，培养出更多高质量、高素质的复合型人才，才能使建设智能化专业应运而生。

智能建筑是以传统的建筑为基础，结合计算机技术、自动化、工程管理等学科，以“建造”为中心、“智能”为实施手段，其专业领域主要有智能规划、智能化设备与建设、智能化运营和管理。同济大学是首个提出“智能建造”专业申请的高校。

二、复合型人才的基本特点

学科交叉、知识整合、技术整合是现代社会最显著的特点。复合型人才与一般的职业技术人员不同，他们不仅要有扎实的专业知识和技术，还要有较高的文化素养，较强的相关能力、发展潜力以及适应性和创造性，这就是所谓的一专多能人才［1］。

（一）扎实的基础知识与技能

基础课程或课程的基本理论必须内化于学生的个人素质，以适应信息时代的知识更新与淘汰。所以，要从“牢固”“扎实”的基础入手，通过对基础知识的学习，培养学生发现问题、分析问题、解决问题的基本原则与方法，而不是简单地照搬范例。加强基础技能的培养，如基础的实验与研究技能、计算机技术等，满足知识经济时代对学生全面发展的需要，提高他们的综合素质。

（二）广泛的知识

信息的迅速增长、知识和技术的快速更新与高度综合是现代科技发展的突出特征。这种特性导致了社会实践中的职业界限被淡化，专业人士在某一领域难以取得重大突破，跨学科、跨领域的整合或协作已经成为必然，不仅要有专门的知识，还要懂得更多。同时，由于土木工程的智能化水平不断提高，各种标志性的建筑也会变得更加复杂［2］。为此，高校应在课程内容上紧跟新技术革命的潮流，注重课程配套和知识结构的优化，以拓展知识的广度，加强对本学科的培训和拓展，以满足跨学科、综合工作或科学研究的需求。

（三）科技革新精神

科学的创新是指新的知识、新的法则、新的科学知识系统、新的观念、新的思想、新的方法。创新是一个国家的灵魂，无创新就无发展。科技创新是复合型人才的必备素质。

目前，企业在招聘人才时，除了对学历的要求外，更多地关注毕业生的工作能力和适应性。对于大学生来说，能否在工作中迅速掌握自己的工作，对于他们的就业成败和将来的发展都有很大的影响。当然，社会对人才的需要也是多种多样的，大部分高校应该把重点放在培养高素质、复合型的实践者上。针对普通高校的土木工程专业，需探索具有实践性的人才培养模式，以满足建筑行业发展的需要。

三、智能建造人才培养现状分析

（一）传统的工科教学模式的固化

传统工科教育模式僵化，教学方式多变，适应性不强，与产业需要相适应的新理论、新技术、新方法不能及时与教学体系相结合。这是由于传统土木工程的专业培养方案、教学内容、教学计划等方面的变动很小，比较固定。新理论、新技术、新方法不能很快地更新，与现实脱节，而公司的运营又是随市场的变动而变化的，并且具有短、平、快的特征，对新技术的反应速度和时效都很快。传统的土木工程专业已不能适应产业的发展和经济发展的要求，目前我国的高校在人才培养方面还远远落后于企业的实际需求。同时，由于我国大学的科研工作与工业的现实需要存在一定的脱节，不能深入和充分地互动，目前的理论、技术和知识很难及时用于教育、教学及人才培养。

（二）新兴学科交叉融合不足

智能建造是伴随着科技革命、工业转型而产生的一门新兴本科专业，与现代信息技术紧密结合，学生既要掌握传统的土木工程知识，也要把计算机、自动化、工程管理等学科有机结合。智能建造所需的学科交叉，不是简单地叠加，也不是单纯地拼凑，它要打破传统的学科边界，突破传统的体系，建立跨学科的学习环境，同时，利用各种专业技术，将传统的土木工程数字化、网络化、智能化，从实物到数字化。但现在，土木工程和这些新学科的结合还不够紧密，这主要是因为缺少精通基础知识的教师，这就导致了不懂基础、不懂工程的人，根本不可能将自己所学的东西融合在一起，从而影响学生对智能建造的认识。

（三）大学生的创新意识不足

智能建筑是一门新兴的工程学科，它与企业的创新创业有着紧密的联系。当前，尽管各高校十分重视创新创业，大力宣传并出台了相应的配套政策，但是由于传统观念的限制，大学生对创新创业的热情不高，大多数大学生把创新作为一种满足毕业学分的需要，他们的创新意识和主动性都比较弱，这对我国创新型人才的发展产生了消极的影响。而当前从事创新创业教育的教师大多是兼职的，他们在理论知识、企业创建、风险评估等方面与职业教师有着很大的差距，这直接关系到学生的创新创业能力的形成和提高。尤其是在数字化、信息化、智能化的土木工程领域，涉及面较浅，这也是智能建造专业教学顺利开展、高效培养的难点和痛点。

（四）数字网络技术的深远影响

现在的学生和以前的学生有着很大的不同，现在的学生身处数字时代，用数字技术来认识和体验，以适应网络环境下的搜索和获取。他们是虚拟环境中较为典型的学习者，在虚拟环境中养成了良好的生活习惯，他们的情感和生活方式以及生活环境、能力和期望都和以前的学生有着很大的不同。现如今，由于有些教师的年龄偏大，对信息网络技术、智能技术等方面还不了解，对新知识的吸收能力较弱，而“填鸭式”的传统教学方式，由于其形式单一、内容单调，在一定程度上很难激发当代大学生的学习热情。学生旷课、上课打游戏等是当前高校普遍存在的问题。因此，为了适应新时代对工程技术人才的需要，高校应根据学生的生长情况和特点，进行传统的教学模式的变革，把信息技术、网络技术等现代教育技术与手段应用于教育教学中。

四、智能建造融合土木工程复合型人才培养的策略

（一）对传统的教学方式进行改革

在新时代的背景下，高校应积极对传统的教学模式进行改革，一味地故步自封，不对教学体系进行重构，将使学生的积极性、创造力难以完全激发。为充分发挥学生的学习能力，应采用以“学”为主的教学方法，以“学生”为核心的主动式课堂教学。从被动式的教学到学生主动式的学习，由以教师为主体的教学方式转向以学生为主体的学习方式，从表面上的被动接受和记忆，到利用高级的认知技能去处理和构建深层次的理解，能有效地激发学生的潜能，提高学习效率。

信息技术的快速发展极大地影响着传统的课堂教学。利用网络技术进行网络教育，不仅有实时、共享、方便等优点，而且还能与传统的课堂面对面交流，这种混合的学习模式能根据学生的需要给出相应的解决方案，不会受到时间和空间的约束，更符合“00后”的特点，对提高教学效果有很大的帮助。与此同时，随着科技的进步，虚拟教学技术也在飞速发展，将多媒体教学手段有机地结合在一起，形成了课程资源链接、在线作业与测试、在线实验与科研等多方面的优势。

（二）推进“产教结合”的校企合作

目前，高校与企业的联合办学是实现智能化建筑专业改革的一条有效途径，也是高校教育改革的必然选择。实施“产、教、研”的综合改革，实现产业赋能于教育，反哺工业。高校与企业之间的合作，能够培养出科技人才；通过产教结合，可以培养出富有创意的人才；产、教、研相结合，能够培养出高质量、高水平的人才。

在以往的课程教学中，教师以对学生进行理论教学为主，课程设计在教学过程中起到辅助作用，作为对知识的补充，学生在实际工作中所具备的实际技能与企业的需求相比还有很大的距离。企业开展工业项目培训，既节约了大量的教学资源，又为高校提供了实践资源与平台，有效解决了当前高校实习资源短缺的问题，实现了“知识自学+技能培训+项目实践”的大规模、系统化、低成本的培养综合型人才的方式，能够有效地满足企业信息化升级的需求。企业技术人员可与在校生组成研学团队、创业创新团队，传授新思想、新理论、新技术、新一代信息技术的开发、新一代资讯科技的运用和研究，也能促进培养创新、创业、创造型人才的目的。

（三）对创造性的企业实践给予关注

智能建造是一门与大数据、云计算、物联网、人工智能等紧密相连的新兴学科专业，其专业内容在一定基础上与我国制造数字化、网络化、智能化发展的趋势和战略需要相同，同时随着智能建造在建筑工程上的推广，也为大学生进行创造性实践创造了一个千载难逢的机遇。大学创新实践不仅要求大学生具备良好的专业知识、实践能力和创新意识，而且要适应当今社会的发展。

要增强大学生创新创业能力，就需要不断健全创新创业的制度，完善其措施，打破二级单位相对封闭、孤立的束缚，创造一个有利于创新创业的良好环境，从而引导和鼓励广大师生积极参与、热爱创新创业。首先，要加大对创新型人才的培训和引进，如引进企业的导师、专家等，以解决目前我国高校创新创业人才短缺、人才素质不高等问题。其次，要加大高校对毕业生的创业投入资金，创造良好的创新创业环境，建设更多的创业实践基地，同时为高校毕业生的创新创业教育提供强有力的支持。最后，要与社会需要紧密结合，培养创新型人才，以适应建筑业的转型和发展。

（四）实现协同教育机制

通过“智慧制造”与“智慧建造”融合创新人才培养系统，以“机电”“材料”为基础，与“学校工程培训中心”携手，可以有效形成“多学科融合、多部门合作”的创新教育协同机制。要想实施“智能制造”与“智能建造”相结合的创新人才培养系统，就必须要做到：积极组织专业知识课程的讲课竞赛，以巩固学生的基本知识；组织优秀教师观摩活动，讲授教学经验；要求参加学校以外的创新教育；积极提倡教师采用新的教学方式和教学方法。通过专项实验、笔试、校外实习、创新专项训练等多种形式、多维度的测试，检验学生阶段性的学习成果。在培训计划中，增加实习教学比例，增加对机械土木工程技术创新项目的资助。聘请知名企业、投资机构、研究所以及交通、机械等行业的创业专家、投资人到学校开展创新讲座、演讲，与同学们交流学习心得，启发学生的思维，激发创新热情，提升创新能力。

对此，学校还可以通过构建创新教育的学分累积与转化制度，实现对学生创新弹性学制的管理方法。负责智能建造、土木工程结合的创新教育工作，制定学生选拔、工作考核等管理措施。每年为智能建造、土木工程和科技创新教育提供专项资金，用于教学、科研等方面的支持，同时设立智能建造与土木工程综合创新奖学金，以鼓励优秀的学生和团队。

结语

智能建造是建筑工业走向智能化、信息化的关键，而高素质的专业化人才是支撑这种转变的关键。通过对建筑类专业人才的培养方式和课程改革，使其达到内涵式发展。高校要积极推进“产教结合”的校企合作，实现智能建造与土木工程的有效融合，为建筑行业输送高素质的复合型人才，运用新一代技术解决实际工程问题。针对目前的教学模式存在的优势和缺陷，运用循环反馈式培养系统来实现智能化建筑专业的变革，将其建成“一流专业”，带动整个建筑产业的发展。