“双一流”背景下智能建造专业实践创新型人才培养模式研究

薛维培，蔡海兵，荣传新，姚直书 （安徽理工大学土木建筑学院，安徽 淮南 232001）

1 引言

双一流建设是教育部基于国家战略新需求、国际竞争新形势、立德树人新要求等综合背景下提出的新理念，是加快我国高等教育强国建设的重大战略决策和部署[1]。同时，随着物联网、大数据、人工智能技术的蓬勃发展以及建造业不断转型升级，全球范围内对智能建造人才存在着巨大需求[2]。德国率先提出“工业4.0”概念、美国随后提出“工业互联网计划”以及中国提出“中国制造2025 技术”[3]，进一步促使高等院校加强对智能建造专业人才的培养以满足企业对该类人才的需求量。

2018 年教育部首次将智能建造纳入普通高等学校本科专业，2020 年安徽理工大学成功获批智能建造专业本科招生资格，成为当时国内开设智能建造专业的21 所高校之一。然而，一方面智能建造专业的创办是为了迎合新时代建筑市场对从业人员信息化、智能化技术掌握的需求；另一方面智能建造专业属于交叉学科，与传统土木工程专业既存在联系也有明显区别。这就对智能建造专业人才的培养提出了更高要求，必须拥有一套符合本专业特色的人才培养模式。卢昱杰等[4]认为智能建造属于新办专业，在办学理念、课程体系、人才培养等方面尚未达成共识，提出了P-S-R（要求-挑战-响应）专业建设框架体系。涂劲松等[5]指出要注重智能建造专业实践课程建设，构建应用型实践教学体系。姜景山等[6]分析了建筑行业发展现状，提出应用型高校应该重点培养智能建造创新型人才的观点。事实表明针对智能建造人才培养既要结合自身专业特色，也要迎合“双一流”背景下的人才培养机制。单独地强调实践或创新是不够的，应该将培养工程实践能力强、创新能力佳的专业人才贯彻于整个教学过程，以便学生能够更好地胜任工作，为推动智能建造发展做出贡献。

丁烈云[7]强调智能建造人才培养既要打好理论基础也要强化工程实践能力，这对于支撑中国从中国“制”造迈向中国“智”造具有重要意义。因此，在智能建造专业人才培养过程中，强调实践能力与创新能力是必备元素，培养出满足产业转型升级的实践创新型智能建造人才是关键，进而使得毕业生走上工作岗位后能够更好地适应新时代数字技术对建筑行业引起的变革，更好地发挥出个人价值。安徽理工大学以提升学生实践创新能力为目标，围绕师资建设、兴趣培养、课程体系三方面提出适用于智能建造专业实践创新型复合人才的培养模式，以便于更好地满足“双一流”背景下用人单位对智能建造人才的需求。

2 实践创新型人才培养措施

2.1 师资队伍建设

由于智能建筑专业属于新办专业，当前教学团队成员组成基本上是以土木工程专业教师为主，所传授知识偏向于传统土木，缺乏对智能化、信息化、机械化知识的补充。即便配备机械、电气、计算机等专业教师授课，由于其对土木工程了解甚少，也很难厘清其专业知识在土木工程中的应用，各学科知识融会贯通难度大。这种师资窘境不仅出现在安徽理工大学，调研发现在同济大学、青岛理工大学等高校也普遍存在这样问题。因此有必要对既有师资队伍进行升级改造，建设一批综合能力强的高水平智能建造师资团队，以便在培养学生实践创新能力过程中发挥出更好的效果。

智能建造教师需要不断更新专业知识，积极调研土木工程在机械、电气、计算机等领域的交叉应用。同时加强对交叉领域中新理论、新技术、新方法的学习，做到教学资源、教学经验共享。为此，安徽理工大学智能建造教研室每周五组织授课教师开展教学技能交流座谈会，一方面介绍各自近期教学活动中学生所表现出来的新问题，并与其他授课老师商讨应对措施，寻找帮助学生解决问题的方法；另一方面就所授课程涉及到的智能化、信息化前沿信息与其他教师分享，并及时对讲授课程进行更新补充。

此外，安徽理工大学持续激励专业授课教师提高个人工程实践经验，由学校联系国内一流智能建造企业，授课教师主动对接并积极协助企业解决实际过程中遇到的问题，将理论与工程实践相融合，形成产教良性互动，丰富教师自身实践经验的同时也给学生实践学习提供更多机会。并且安徽理工大学推行双师型教师，即高校教师+工程执业资格师双位一体的复合型教师，鼓励教师积极参加土木工程、机械工程、计算机技术、电气自动化等相关领域的执业资格证书考试，提升教师工程实践能力和理论知识水平，再与日常教学相结合。最终在学生实践能力培养过程中能够做到有的放矢，使得培养出来的学生不仅理论知识过硬，而且解决实际工程问题时的动手能力和反应能力强。

与此同时，安徽理工大学给出相应的专业建设政策支持，根据企业发展出现的新技术、新方法对智能建造教师进行培训，收集师生在授课过程中遇到的问题并进行归纳，及时采取必要措施，确保为智能建造专业师生提供良好的教学环境。并且在职称晋升文件中将教师为企业提供的技术服务以及指导学生获得的相关成绩作为评判指标之一，以此促使教师积极主动地带领学生去解决企业遇到的问题，确保培养出来的学生不与实际工程脱轨。

2.2 专业兴趣培养

安徽理工大学在入学教育阶段、课堂授课及假期实践等方面积极营造良好的专业兴趣培养氛围，促使学生对智能建造拥有浓厚的专业兴趣，并为后续专业课程教学打下基础。

新生入学后组织参观校史馆、智能建造实验室等场所，所参观场地均设有智能建造元素，如将智能建造中涉及到的智能家居、智能办公在校史馆内展出，供学生亲身体验智慧生活带来的便利与创新。还可以将工厂一线生产的装配式构件及其拼装的装配式房屋按几何相似比例缩小后在实验室内进行展示，甚至让学生参与到装配式构件设计、施工以及成品拼装环节，以便于学生更加直观地了解智能建造，感受智能建造的魅力。入学第一学期，利用课余时间以生动有趣的方式展示智能建造相关内容，比如观看智能建造应用的前沿视频，组织学生参观机器人工厂、装配式快速生产车间以及3D打印工作室等，使学生对今后从事的工作有更加清晰的认识，培养学生对本专业认可度与自豪感，引导学生主动学习。

在校授课期间要改变传统满堂灌式、填鸭式的授课方式，以引导式、启发式教学为主[8]，教师应做学生的组织者、引导者、合作者。例如在钢筋混凝土课程教学时，可以将梁、板、柱的构件模型带入课堂，并在授课老师的指导下让学生亲自动手进行构件设计，甚至还可以配合虚拟仿真教学技术让学生体验住在自己设计房屋里的感觉。这样的创新教学方式一方面可以提高学生的课堂积极性，增强学生求知欲与学习兴趣，另一方面可以锻炼学生动手能力与解决问题的能力。在整个教学过程中，通过让学生自主发现问题并主动思考问题的解决方法来达到培养学生实践创新能力的目的。

假期实践是学生能够在较长时间内进行智能建造集训的最佳时机，可以充分利用此时间段提升学生对智能建造的兴趣以及培养与该专业相关的实践创新能力。学生可以申请参与教师的相关项目，在教师指导以及团队合作下完成智能建筑设计、施工、运维等环节相关工作，由此锻炼学生将基础理论知识应用到工程实践的能力，做到所学知识能够灵活应用。同时教师可以利用超星学习通软件发布与智能建造相关的开放型讨论话题以及科教视频供学生自主学习[8]，软件平台记录学生的学习情况并反馈给教师，教师则根据每位同学的学习情况，对教学内容做适当的调整，并针对学有余力的学生补充推送相关智能建筑方向的论文和学术报告等，进一步丰富其知识面，培养学生的专业学习兴趣。

2.3 课程体系构建

智能建造是多学科交叉融合专业，既要合理分配基础课程教学和专业课程教学课时占比，又要充分考虑理论教学与实践性教学的关系，合理安排教学内容，避免重复出现相似的知识点。安徽理工大学在夯实专业理论知识的基础上，以企业对智能建造人才实践创新能力要求为导向，构建智能建造专业实践创新型人才培养体系。

夯实学生专业理论基础。理论课程是培养工科学生综合素质的关键，基础理论教学内容应体现前沿性与时代性，及时将智能建造领域最新研究成果以及国内外科技技术引入课堂，结合具体工程案例进行教学。在专业课程教学大纲编写时应考虑企业发展需求，将企业对智能建造人才的能力要求与人才培养相结合，邀请企业工程师、行业专家等参与课程体系的修订工作。同时，为了丰富学生知识面以及使学生了解更多关于机械、电气、计算机方面的知识，学校开设相关选修课程，学生可根据智能建筑专业特点结合自身兴趣爱好选择适宜的课程，促使学生从被动学习到主动学习再到主动探索。

充分发挥实验课程作用。安徽理工大学智能建造专业试验课程分为三部分，即基础实验、专业实验、自主实验。基础实验主要为大学物理试验等公共课程试验；专业课程实验即为混凝土性能试验、装配式构件拼装试验等；自主实验则要求学生自行设计试验方案，培养学生自主探索意识与实践创新能力。此外，安徽理工大学建立了BIM 技术应用实验室，结合物联网与大数据应用平台，可用于智能建造相关的建筑数字建模、智能设计、施工信息化等方面专业知识教学与应用。

合理增加实习时间，规范实习管理制度。智能建造专业实习由认识实习、专业课程实习、毕业实习共同组成，与土木工程实习不同之处在于以下三个方面。第一，认识实习分为两个环节完成，认识实习（一）在新生入学时组织安排，主要目的是使学生对智能建造专业有更加清晰地认识，对工程结构及智能施工工艺有大致了解，学生亲身体验现代化智能建造带来的改变，激发学生对该专业的学习兴趣，在正式开展课程教学时有利于学生对建筑结构施工流程中智能技术应用的理解；认识实习（二）可在第四学期末展开，结合实习现场对本学期的理论知识进行巩固加深，同时通过认识实习增强学生对现场的认识，有利于大三专业课程讲授。第二，加强专业课程实习，增加实习时间，在第五至第七学期末针对已完成的和即将进行的专业课程开展实习，一方面是对上学期所学知识的巩固以及下学期知识的铺垫，另一方面现场实习更有利于激发学生好奇心，培养其实践能力，引导学生以创新方式解决现场遇到的问题。第三，毕业实习采用双导师制，校内外各聘用一位导师，校外导师既可根据企业需求针对性地指出学生问题，又可以指导学生实习过程中遇到的技术难题，同时起到监督学生按时到岗实习的作用。

课程设计部分分为专业课程设计与毕业设计。安徽理工大学智能建造专业开设了智能施工课程设计、装配式结构课程设计、BIM 技术应用课程设计等系列专业课程设计，用来培养学生运用所学知识解决实际工程问题的能力。毕业设计是综合运用各学科基础知识、专业技能，结合工程实例，由学生独立完成课题的教学环节。智能建造专业毕业设计选题应具有综合性，宜采用企业真实工程案例，各专业教师与企业专家共同拟定毕业设计题目。选题内容以土木工程为中心，融合人工智能、大数据、机械工程等，学生也应以团队形式各自负责课题中的一部分内容来完成设计要求。

3 结语

智能建造作为土木与机械、电气、计算机交叉融合的新办专业，具有开设时间短、对毕业生的工程实践与创新能力要求高等特点。目前该专业人才培养模式尚处于摸索阶段，影响到高校对于该类人才的培养质量以及用人单位的满意度。因此，本文结合安徽理工大学智能建筑专业开办情况，给出以下措施：建设一批综合性强的高水平师资队伍，从源头保障教学质量与教学效果；以兴趣爱好驱动学生积极参与专业实践创新活动和专业知识学习，发挥学生的主观能动性，使学生成为教学活动中的主体；重建课程体系，多专业课程统筹安排突出重点，合理分配理论与实践课程比例，提高学生实践创新机会。上述措施明确了安徽理工大学智能建造专业建设方向以及学生培养目标，适应了“双一流”背景下企业对智能建造专业实践创新型人才的需求，为高校培养智能建造人才提供了参考。