绿色建造在土木工程专业人才培养中的实践

李鹏波，顾荣军，曾雪琴，马兴亮

（1.常州工学院，江苏常州 213000；2.常州市建筑科学研究院集团股份有限公司，江苏常州 213000）

1 绿色建造概述

改革开放以来，建筑业作为国民经济的重要支柱产业，推动了经济发展，提高了人们的生活水平。但是，建筑业在快速发展的同时也存在资源消耗大、建造方式粗放、劳动效率不高、相关标准滞后、信息化水平较低、科技创新能力不足等制约其发展的问题，与国家倡导的“创新、协调、绿色、开放、共享”的新发展理念还存在较大差距[1-2]。

我国发布了一系列建筑业向绿色产业转型升级的政策，如2016 年2 月，中共中央、国务院印发《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》；2016 年9 月，国务院办公厅印发《关于大力发展装配式建筑的指导意见》；2017 年2 月，国务院办公厅印发《关于促进建筑业持续健康发展的意见》。

高校积极响应国家号召，将绿色建筑理念融入传统土木工程和建筑学教学中。如尹巧玲等[3]探讨了绿色建筑理念如何融入高职院校建筑设计专业课程体系中。管东芝等[4]分析了新时代土木工程施工建造专业人才需求变化，提出土木工程施工创新教学理念，并探讨了土木工程施工教学体系的构建与实践。王江丽等[5]、杨维菊等[6]、董海荣等[7]、刘杰[8]、汤闯[9]从不同角度研究了将绿色建筑理念融入建筑课程专业教学改革，并取得了较好的效果。但是这些教学研究大多涉及绿色建筑方面[10-12]，涉及绿色施工以及绿色建造的较少。

当前，我国建筑业发展的核心任务和主要目标是在继续推行绿色建筑的同时，采用新型先进绿色建造方式。绿色建造已经成为建筑业的必然趋势。2012 年，科技部设立了“十二五”国家科技支撑计划项目“建筑工程绿色建造关键技术研究与示范”，首次在国家层面启动了绿色建造的研究。绿色建造是按照绿色发展的要求，通过科学管理和技术创新，采用有利于节约资源、保护环境、减少排放、提高效率、保障品质的建造方式，实现人与自然和谐共生的工程建造活动[13-14]，图1 为绿色建造概念的逻辑图。

图1 绿色建造概念逻辑图

住房和城乡建设部于2020 年12 月启动绿色建造试点工作，常州市被选为绿色建造试点城市，为全国其他地区推行绿色建造奠定了基础。常州工学院土木工程专业紧跟时代的发展，抓住行业转型的机遇，以服务地方为宗旨，从人才培养目标到课程体系以及课程教学，尝试融合绿色建造的理念，培养学生绿色、可持续的工程发展理念，为社会培养绿色土木工程人才。

2 绿色建造融入人才培养方案

土木工程专业按照“9775”模式修订培养方案，即90%的教师参与、调研7 家典型企业、调研7 家同类高校、有5 位校外企业专家参与。通过调研常州市多个土木工程相关企事业单位，决定将绿色建造相关内容写入培养方案，经过企业专家和同类高校专家共同研讨，2023 级人才培养方案培养目标修改如下。

土木工程专业坚持立德树人，面向长三角地区，适应不断发展的现代工程建设需求，培养德、智、体、美、劳全面发展，具备良好人文素养、社会责任感和工程职业道德，能综合应用基础理论和专业知识，分析与解决土木工程专业及相关领域的复杂工程问题，具有良好的组织管理、沟通协作和开拓创新能力，能在土木工程建设领域从事勘察、设计、施工和管理等工作的应用型工程技术人才。毕业生经过5 年的工作实践和能力培养，具备以下工程师职业能力。

目标1：遵守职业道德和规范，具有良好的社会责任感，具备绿色建造理念，在工程实践中能综合考虑法律、文化与可持续发展因素。

目标2：能综合运用基础理论和土木工程专业技术，交叉融合多学科知识，解决土木工程领域的复杂工程问题。

目标3：通过土木工程实践和自主学习，形成勘察、设计、施工和管理等相关领域的综合能力。

目标4：具有国际化视野，良好的交流沟通能力和团队协作精神，在团队合作中发挥骨干作用。

目标5：具备终身学习与开拓创新的精神，紧跟土木工程领域新理论和新技术发展趋势，适应社会经济与工程建设发展需求。

其中，在目标1 中增加了“具备绿色建造理念”的相关内容，并在具体的课程设置上进行了一系列的优化，引导学生培养环保低碳的建筑理念。

3 绿色建造融入课程体系

3.1 多学科交叉融合，绿色建造和智能建造融合

绿色建造的发展应以绿色信息技术为支撑。土木工程专业以苏南地区建筑产业体系为基础，探究土木行业智能建造领域的新技术、新模式，在课程体系设置中将云计算、大数据、BIM 等新一代信息技术融入专业教学，打破学科壁垒,建立跨学科的培养体系,通过多学科交叉融合提升学生绿色建造素养及综合应用能力,培养具有绿色建造、智能建造意识和技能的专业人才，实现绿色建造和智能建造的协同发展。为此，土木工程专业以 OBE （成果导向教育）理念重构课程体系，以产出为导向进行教育教学体系的设计，在综合调研的基础上，对一些课程进行调整和修改，如图2 所示。

图2 课程体系中的绿色建造元素

其中，智能检测技术现代工程测量、智能施工组织与管理为智能制造相关课程，绿色工程材料城市生态规划、BIM 技术与应用、绿色建造与智能建造、装配式混凝土结构、现代施工技术为绿色建造相关课程，整个课程体系将绿色建造和智能智造有机融合，如绿色建造与智能建造、BIM 技术原理与应用等课程，紧跟时代需求和地方需求，发展有常州工学院特色的土木工程课程体系，为培养新时代土木工程人才提供有效支持。

3.2 加强产教融合，重构多维度绿色建造课程体系

土木工程专业注重校企联动化，与企业、行业或相关高校联合开展课程体系设计，紧跟时代发展，进行课程体系动态重构；加强实践课程建设，融入多维度绿色建造理念和相关知识，在专业课程、实验平台、学科竞赛、虚拟仿真教学平台等不同维度中进行绿色建造教育，以此推进新兴技术与传统工科教学的深度融合，图3 为多维度课程体系。

图3 多维度课程体系

对标常州市武进绿色建筑产业集聚示范区（简称常州武进绿色建筑区），其是全国唯一的绿色建筑产业集聚示范区，产业覆盖绿色建材、施工建造、建筑产业现代化、建筑科技服务等领域。专业积极与常州武进绿色建筑区对接，共同建设绿色建造课程，如现代施工技术、绿色工程材料等课程为校企合作课程，聘请校外企业导师来校授课。

搭建绿色建造创新平台，建有“土木工程技术研究中心”“智能建造技术与管理研究中心”等平台。在“双碳”背景下绿色建造及其建筑信息化等领域开展科技研发，助力地方企业转型升级，具体包括：在“双碳”背景下实现精确高效的结构参数化设计方法、国产化CAD 平台、云端拓扑优化软件等的研发；城市地下工程与环境交互作用机理研究，探索地下工程实施过程中的智能监测技术及运营过程中的健康检测技术；研制绿色环保，新型高强、高耐久性绿色土木工程材料，从源头实现低碳减排，助力实现“双碳”目标。通过绿色建造创新平台，可使学生提前介入绿色建造的工程实践，提升了学生的创新意识和创新能力。

土木工程专业建有BIM+VR 实验室，通过模拟建筑施工中大型构件运输和装配的过程，可以检验出是否存在构件的碰撞，优化运输和装配流程，经过虚拟施工建造过程，可以检查施工计划和技术的合理性和有效性，减少资源浪费，提高经济效益。专业与企业在建的虚拟仿真资源有4 个：基于校园实境的建筑空间认知与设计分析虚拟仿真实验，工程结构事故鉴定分析虚拟仿真实验，基于探地雷达的公路隧道衬砌无损检测虚拟仿真实验和高层建筑悬挑脚手架施工虚拟仿真实验。学生通过虚拟平台进行绿色建造的学习，可深入绿色建造的全生命周期。

组织学生参加绿色建造学科竞赛，如大学生结构设计大赛、全国高等院校绿色建筑技能大赛等，通过这些学科竞赛，开阔了学生的视野，增强了学生理论联系实际的能力，使学生深入理解绿色建造的内涵。

土木工程专业通过以上多维度课程体系的建设，挖掘产教融合潜力，形成企业发展和人才培养的合作共同体，在实验实训资源共建共享的同时，对学生进行全员、全方位、全过程的绿色建造教育。

3.3 绿色建造全生命周期课程体系

绿色建造全过程包括绿色策划、绿色设计、绿色施工、绿色建材及绿色交付等内容。专业针对绿色建造全过程设置了相应的课程，打造出对应绿色建造全生命周期的课程教学体系。

绿色策划是开展绿色建造的顶层设计，是实现绿色建造的首要环节，也是绿色建造后续的执行纲领。土木工程专业为此开设了城市生态规划、绿色建造与智能建造等课程，为学生提供一个提纲挈领的绿色建造整体框架，从入学初期就有绿色建造的概念。

绿色设计是实现绿色建造的决定性环节，通过合适的设计方案和设计优化，来最大限度地减少建筑对不可再生资源的消耗和对生态环境的污染，实现建造过程和建造结果符合绿色的标准。土木工程专业在传统的房屋建筑学课程中增加了绿色建筑的部分内容，并且开设绿色建筑设计专业课，引导学生在建筑设计中统筹建筑设计、生产加工、材料选用、施工建造、运营维护各阶段，落实绿色建造目标；开设了装配式混凝土结构专业课程，与装配式建筑深度融合，使学生掌握绿色建造中结构系统、外围护系统、内装系统、设备与管线系统的一体化设计；优化BIM 技术原理与应用专业课程，使学生能够掌握BIM 和信息化技术，了解如何通过设计、生产、运输、施工、装配、运维等全过程的信息数据传递和共享，提高建造精细化水平，节约能源资源。

绿色施工是绿色设计的物化生成过程，是绿色建造的重要组成部分。土木工程专业将传统的土木工程施工技术改为现代施工技术，增加绿色施工技术，删减淘汰技术，使学生懂得绿色施工应以持续健康发展为目的，以科学管理和技术进步为实现途径，以减少资源消耗和环境保护为特征，能够在工程实践中推广应用低消耗、低污染、低排放的土木工程施工技术，全面推进永临结合、建筑垃圾减量化和资源化应用。

绿色建材是实现绿色建造的物质基础，建筑材料的选择从某种意义上来说直接决定了是否是绿色建筑。课程体系将传统的土木工程材料课程优化为绿色工程材料课程，使学生能够在设计施工中采用可循环材料、高轻度和耐久性建筑材料以及能大幅度降低建筑物使用过程中耗能、耗水的建筑材料和设备，如结构与保温装饰一体化外墙板、高性能门窗、节水器具等。

经过改革和实践，专业最终建立了多学科交叉融合、注重实践、多维度、对应绿色建造生命周期的课程体系，对学生进行多方位的绿色建造理念和知识教育。

4 绿色建造融入课程思政体系

土木工程专业在“三全育人”的思想指导下，全面开展课程思政建设[15]。以社会主义核心价值观为引领，围绕“思想引领、知识传授、能力提升”三位一体的课程建设目标，形成专业课教学与思想政治理论课教学紧密结合、同向同行的育人格局，培养土木工程应用型高级人才。

同时，在绿色建造的背景下，将社会主义核心价值观、家国情怀、文化素养、法律法规、道德修养、哲学思辨以及科学创新等思政主题融入课程教学，并持续改进，图4 为绿色建造融入课程体系中的思政主题。

图4 绿色建造融入课程体系中的思政主题

在绿色建造的思政主题下，将“碳达峰、碳中和”的国家战略通过节能减排、环境保护、可持续发展等思政元素融入，潜移默化中让学生形成“创新、协调、绿色、开放、共享”的绿色建造理念，在工程实践中践行绿色建造，最终实现人与自然的和谐相处。

5 结束语

（1）土木工程专业按照“9775”模式开展培养方案修订，通过调研常州市多个土木工程相关企事业单位，将绿色建造相关内容写入培养方案，2023级人才培养方案培养目标增加了“具备绿色建造理念”的相关内容。

（2）土木工程专业经过实践和调查研究，将绿色建造和智能建造融合，同时在注重实践的基础上开设多维度绿色建造课程，并且对应绿色建造生命周期建立课程体系，形成有常州工学院特色的土木工程课程体系，为培养新时代土木工程人才提供有效支持。

（3）在绿色建造背景下，扩展绿色建造思政主题，通过环境保护、可持续发展等思政元素的融入，开展课程思政教育。

专业培养方案的修订是在调研多家企业和校外企业专家后进行的，通过学生、企业和专家的反聩发现，学生普遍反映新的培养方案紧跟时代发展，融合了绿色建造和智能建造理念，能够学习到最新的学科知识；企业对此普遍持赞赏态度，认为培养方案能够使学生在行业变革过程中始终保持着较强的竞争力，能够促使学生终身学习、不断提高。