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智能建造工程专业“课证融通”理念下人才培养模式的研究与应用探讨

2024-11-02王小元李伟业李海强黄勇

大学教育 2024年19期

[摘 要]文章以职业本科智能建造工程专业为例,基于“课证融通”理念,对智能建造工程专业“岗课赛证”一体化人才培养模式进行研究探讨。“岗课赛证”一体化人才培养模式要求融“证”入“课”,以“课”为主,其教学设计的主要思路是针对相关的技能等级证书考试,依据教学内容精心设计教学环节,实施教材与实验实训配套开发和评价方法改革,促进学生一专多能,为以后就业以及深造打下坚实的基础。文章阐述了该模式在实际教学中的应用及效果,通过对学生的培养效果进行评估和分析,验证了该模式在提升学生综合能力和适应行业需求方面的有效性。研究结果表明,“岗课赛证”一体化人才培养模式可以很好地提升学生的学业水平,增强学生的竞争力,更好地培养出适应行业发展的专业人才。

[关键词]职业本科教育;“课证融通”;人才培养模式;智能建造工程专业

[中图分类号]G642.0 [文献标识码]A [文章编号]2095-3437(2024)19-0141-08

一、职业本科人才培养模式的现实审视

职业本科教育强调培养学生的实践能力和创新精神。职业本科学生应当具备独立操作、实践和解决问题的能力,而人才培养模式对人才培养起着重要的作用。

(一)智慧化与职业本科智能建造工程专业的深度融通

2020年,住房和城乡建设部等部门发布了《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,要求到2025年我国建筑工业化、数字化、智能化水平显著提高,推动形成一批智能建造龙头企业,引领并带动广大中小企业向智能建造转型升级,打造“中国建造”升级版;到2035年,我国智能建造与建筑工业化协同发展取得显著进展,“中国建造”核心竞争力世界领先,建筑工业化全面实现,迈入智能建造世界强国行列。

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2021年,《广西综合交通运输发展“十四五”规划》指出,广西综合交通“十四五”时期建设投资规模将超过1.5万亿元,比“十三五”时期投资额6000亿元增长约150%。2022年,《广西智慧交通“十四五”发展规划》强调,通过一系列有力举措,深入推进智慧交通体系建设,要求到2025年,智慧交通整体发展水平处于全国前列、西部领先位置。由此,广西建筑行业开启了智能建造的新局面。这就要求智能建造工程人才既具备土木工程师的技术能力,又具备智能新土木人才的复合知识结构。目前,智能建造技术人才缺口较大,智能建造师的职业前景广阔。

智能建造工程专业培养面向未来国家建设需要,适应未来社会发展需求,德智体美劳全面发展,基础理论扎实、专业知识宽广、实践创新能力强、综合素质高,具有国际视野的应用、创新型复合人才,要求学生掌握土木工程基本理论与方法、装配式施工、构件研发、建筑信息模型(BIM)、5D项目管理、数字建造、数字运维、建造机器人控制及设计等新技术。毕业生能够从事智能建造的土木工程设计、构件工业化制造、现场智能施工、精益建造与管理、土木工程全寿命更新运维、智能建造技术应用等相关工作[1]。

(二)智慧化时代职业本科智能建造工程专业人才培养战略定位

智慧化时代职业本科智能建造工程专业人才培养战略定位于技术驱动。智能建造工程专业人才培养应以技术为核心,紧密关注行业的前沿技术发展和应用,培养学生具备深厚的技术基础,掌握相关的智能建造工具和软件,引导他们将专业知识灵活应用于实际工程项目中。一要跨学科融合。智能建造工程专业人才需要具备跨学科的综合素养。学生应具备工程设计、信息技术、数据分析和创新思维等方面的综合能力,能够在智能建造工程项目中协同工作、解决问题和创新改进。二要以实践为导向。智能建造工程专业人才的培养应该注重实践环节。通过与行业企业合作,让学生亲身参与实际工程项目,熟悉行业实践和工作流程,提升实际操作能力和解决问题的能力。三要培养创新意识。智慧化时代对智能建造工程专业人才提出了更高的要求,需要培养具备创新意识和创业精神的人才。应通过创新教育和创业培训,激发学生的创新能力和创业潜力,培养他们面对挑战和变革时的适应能力,鼓励他们提出并实现创新解决方案。四要培养国际视野。智能建造工程行业在全球范围内发展迅速,因此智能建造工程专业人才应具备国际视野。要促进学生了解国际智能建造工程领域的最新技术和发展动态,培养跨文化交流和合作能力,提高学生在国际市场上的竞争力。五要培养持续学习能力。智能建造工程专业人才需要具备持续学习和自我提升的能力。培养学生主动学习的习惯,鼓励他们参与行业研讨会、培训课程和专业认证等学习活动,使其能够不断跟进行业最新发展并保持竞争优势。

(三)取得职业技能等级证书的要求促进了职业本科智能建造工程专业教育变革

取得职业技能等级证书的要求促使教学理念发生改变,使职业教育的人才培养目标更明确,即注重培养具有职业技能和综合素质的复合型人才。

高职院校要制定支持制度,建立和完善职业教育培养方案和课程体系,将“1+X”职业技能等级考试的内容与专业教学内容相互渗透,深化产教融合,通过校企合作等方式,加强实践教学和技能训练,提高学生的实际操作能力和职业技能水平。

高职院校要加强教师队伍建设,通过培训和实践等方式提高教师的教育教学能力和专业素养,使其能够更好地适应“1+X”职业技能等级考试与高等职业教育融合的教学需求。

高职院校要结合“1+X”职业技能等级考试的要求,建立多元化的评价体系,注重过程评价和结果评价的结合,帮助学生全面提升职业技能和综合素质。

综上所述,职业技能等级证书成为促进教育链、产业链与就业链高效融合的桥梁,是明确职业教育定位、适应人才培养与就业需求、推进教育变革的重要抓手。在职业教育高质量发展的重要时期,推进“课证融通”,探索智能建造工程人才培养与职业技能等级考试的对接,契合产业需求与人才培养需求,能切实提高智能建造职业教育的质量、适应性和吸引力[2]。

二、“课证融通”理念下职业本科智能建造工程专业人才培养需要解决的问题

(一)课程教学内容与行业需求的融合

智能建造工程涉及的跨领域技术包括人工智能、云计算、大数据、物联网、5G等技术。人工智能可以用于智能设计和智能管理等领域,云计算和大数据可以用于智能管理和数据分析等领域,物联网和5G技术可以用于智能施工和智能管理等领域。职业本科智能建造工程专业要培养能够从事大型复杂建筑构件深化设计、建筑智能化施工、智能化施工项目管理工作的高层次技术技能人才。

1. 智能设计阶段需要云计算、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、建筑信息模型建构等技术。利用这些技术可以创建虚拟的建筑环境,进行设计方案的模拟和优化,辅助开展建筑结构性能模拟分析与优化设计、日照和节能的模拟分析与优化设计等。

2.智能施工阶段需要传感器、物联网、5G、云计算和大数据等技术。利用这些技术可以实现精准作业,保证施工质量,具体包括工地环境监测和施工设备状态跟踪,施工进度跟踪,质量监测和安全管理,自动化机械、工业机器人和无人机的远程控制等。

3.智能管理阶段需要互联网、5G、云计算和大数据等技术,进行智能化施工管理。通过传感器采集项目实时数据,进行过程控制和供应链管理,提高管理效率。应用大数据分析技术,对项目全生命周期的数据进行汇总分析,实现质量、进度、成本控制。此外,也可以利用AI技术进行智能决策分析。

对这些技术的学习、应用能够提高智能建造工程专业人才的实践能力,为他们提供更加广阔的发展空间。毕业生能胜任工程项目的智能设计、智能施工、智能化运维和管理等工作,成为具有团队协作精神、终身学习能力、较强实践创新能力的智能建造工程师。智能建造工程领域发展迅速,教学内容需要与行业需求保持同步,并及时进行调整和更新。高校应该深入研究行业的发展趋势和技术需求,将最新的知识和技能纳入课程内容,确保学生毕业后能够适应工作要求。

云计算、虚拟现实(VR)、增强现实(AR)、建筑信息模型建构、5G、云计算和大数据等技术与课程教学的融合是推动教育创新和提高学习效果的重要因素之一,可以为学生提供更丰富、灵活和个性化的学习体验,进而提高学习效果和教育质量。课程教学须融入与这些新技术相关的职业技能等级考试内容,做到课程教学内容和职业技能等级考试内容二合一,让学生真正成为学科交融的新工科复合型高技能人才[3]。

具体实施时可以将土木工程CAD课程与计算机辅助设计(CAD)技能等级考试相融合,将BIM原理及其应用课程与建筑信息模型建构(BIM)技能等级考试相融合,将土木工程法规课程、建筑工程质量与安全管理课程和安全员技能等级考试相融合,将Python程序课程与Python计算机技能等级考试相融合,将电气控制与PLC技术课程和电工上岗证技能等级考试相融合,将大学语文课程与中职教师资格证技能等级考试相融合。

(二)师资队伍的培养

职业本科智能建造工程专业教育需要高水平的师资队伍来保证教学质量。高职教育具有“学历+技能”的双重属性。教育链、产业链与就业链要高效融合[4]。智能建造工程是一个将战略性新兴产业的数字创意、人工智能、新型材料、3D打印、机器人、智能感知、大数据、物联网、虚拟现实等先进技术与建筑产业相融合的多学科交叉领域,涉及计算机科学、机械工程、电子工程、人工智能、控制工程、通信技术、土木工程、管理科学、物理学、材料科学、系统工程、数据分析、云计算和物联网等多个学科,对师资队伍的专业化能力提出了更高的要求。因此,教师不仅要注重教学能力的提升,还要注重在行业实践和项目经验方面的积累,以更好地指导学生的学习和发展。教师一方面要通过教研活动、集体备课等多种形式加深对教材内容的理解,挖掘出教材背后更深层次的意义,另一方面要了解行业的最新态势,掌握行业对学生培养的最新要求。职业本科智能建造工程专业教育应注重“双师”型教师的培养和引进。在“课证融通”趋势下,通过校企合作、内部培训等方式,提高现有教师的“双师”型素质,积极引进具有“双师”型素质的企业工程师、专家等,以满足职业本科智能建造工程专业教育的需求。同时,应建立相应的激励机制,鼓励教师积极参与实践教学、科研开发等方面的工作,提高教师的综合素质和教学能力。

(三)人才培养模式的优化

人才培养模式是高校教育的重要组成部分,它决定了高校培养出的人才的类型、特点和发展方向,是高校实现教育目标的重要手段。人才培养模式对于学生的个人和社会的发展都有着重要的影响。好的人才培养模式能够帮助学生获得全面的素质和能力,提高他们的社会竞争力,为他们未来的职业发展打下坚实的基础[5]。人才培养模式也是衡量一所高校办学水平和人才质量的重要标准。高校教育不仅仅是知识的传授,更重要的是能力的培养和素质的提高。智能建造工程专业核心课程内容以材料力学、结构力学、钢结构基本原理、智能建造施工技术、电气控制与PLC技术为主,目前其教学仍然以理论知识讲授为主,辅以集中实训,与智能建造工程无损检测、装配式施工员等职业技能等级考试的要求不完全契合。各校人才培养方案与相关职业技能等级考试要求有一定的重合,但重合度不高,学生在参加职业技能等级考试时仍存有知识盲区,很难实现上课即能考证、毕业即能上岗的目标。

三、“岗课赛证”一体化人才培养模式的实施与成效

基于以上分析,下面以广西城市职业大学为例,基于“课证融通”理念,提出构建“岗课赛证”一体化人才培养模式的新思路。

(一)以职业技能等级考试为核心,重构课程内容

职业技能等级证书代表着产业、企业对新发展、新技术、新模式的最新需求,体现了新一代先进数字化技术的应用能力水平,也体现了数字化职业岗位能力要求。职业本科智能建造工程专业人才培养需要融合职业技能等级考试,实现与证书评价机构协同育人,课程内容的学时分布也要配合职业技能等级考试时间来合理安排[6]。智能建造工程专业相关职业技能等级证书有AutoCAD建筑设计、建筑信息模型技术员、安全员、Python计算机、电工上岗等十余个。这些职业技能等级考试的内容对接智能建造工程专业可持续发展规划的战略布局,代表着行业、职业发展的最新趋势,能满足用人单位对智能建造工程专业职业岗位的能力要求,这也与2022年新专业目录中“智能建造工程专业”的人才培养目标一致。

具体的课程安排如下:大学一年级主要安排公共基础课大学语文,对应中职教师资格证书。大学二年级主要安排专业基础课土木工程CAD、电气控制与PLC,土木工程CAD对应AutoCAD建筑设计技能等级证书,电气控制与PLC对应电工上岗技能等级证书。大学三年级主要安排专业核心课Python程序设计、土木工程法规、建筑工程质量与安全管理、BIM原理及应用,Python程序设计对应Python计算机技能等级证书,土木工程法规、建筑工程质量与安全管理对应安全员技能等级证书,BIM原理及应用对应建筑信息模型技术员技能等级证书。大学四年级以选修课和专业实践为主。取得AutoCAD建筑设计、建筑信息模型技术员、安全员、Python计算机等相应职业技能等级证书的要求也出现在本专业人才培养目标之中(见表1)

(二)“岗课赛证”一体化人才培养模式的实施

1.具体实施方案

贯彻“做学合一”的教学理念,基于职业岗位能力、专业课程体系、学科竞赛、职业技能等级证书的要求,整体设计“岗位能力—课程体系与内容—专业技能竞赛能力—职业技能等级考试能力要求”人才培养过程,并通过在教学内容与方法、教学媒体、教学设施上的“校企共建”[7],培养能胜任一般土木工程项目中协同化设计、智能化施工、智慧化管理等方面工作的高层次技术技能人才。

第一学年主要让学生明确自身定位,从专业和职业实践两个角度了解智能建造工程专业主要培养面向智能建造领域岗位群,具备扎实的理论基础,掌握精湛的操作技能,能够在智能建造及相关领域从事智能施工等工作的高层次技术技能人才。相应安排智能建造概论、画法几何与工程制图、大学物理等基础课程,对应AutoCAD建筑设计技能等级证书、中职教师资格证书、电工上岗技能等级证书。

第二学年主要引导学生学习专业知识以及帮助学生考取相应的职业技能等级证书。“岗课赛证”一体化人才培养模式的实施让学生深刻了解了目前行业对职业岗位的要求,即很多行业都要求持证上岗,建筑领域也是如此,因此需要考取相应的职业技能等级证书。主要安排结构力学、BIM原理及应用、自动控制技术、智能检测与监测等专业基础课和核心课,对应建筑信息模型技术员技能等级证书、安全员技能等级证书。

第三学年让学生加深对“课证融通”的理解,主要安排智能建造施工技术、钢结构基本原理、房屋建筑学等专业核心课程及选修课程,主要对应Python计算机技能等级证书、电工上岗技能等级证书。

第四学年主要是对前面三年的学习情况进行综合考评。

在人才培养模式实施过程中,教师积极组织学生参加广西区内外相关的技能竞赛,比如大学生结构设计大赛、BIM应用大赛、大学生创新创业大赛等,将知识学以致用,真正做到“岗课赛证”一体化培养(见图1)。

2.培养模式实施须注意的几个问题

(1)针对具体的职业技能等级证书,安排相应的课程

“课证融通”的关键在于完善专业课程的结构、内容和教学过程,推动和促进“课”与“证”的相互融合,构建集专业知识教育与职业技能培养于一体的人才培养体系。由此可知,高职“课证融通”专业课程体系开发的核心要点就在于一体化专业知识教育与职业技能培训。

广西城市职业大学首先参考国家职业技能标准,对标同类型高校智能建造工程专业学生可以优先考取的职业技能等级证书,选取符合自身要求的职业技能等级考试,由智能建造工程教研室研究论证如何考取所选择的职业技能等级证书,然后经学院领导、学校领导层层审核把关,最终确定AutoCAD建筑设计、建筑信息模型技术员(初级)、安全员、Python计算机(初级)、电工上岗、中职教师资格六个职业技能等级证书为学生四年本科学习阶段可优先选择考取的证书,最后针对每一个职业技能等级证书匹配相应的课程内容并合理分配学时(见表2)。

(2)日常课程教学与专修课程教学相结合

日常课程教学和专修课程教学相结合是一种有效的高校人才培养模式。这种模式通过平衡普通教育和专业教育来培养学生的综合素质与专业技能。日常课程教学鼓励学生自主学习,培养他们的独立思考和解决问题的能力。而对专修课程,学生则需要在导师的指导下进行学习,以便深入理解和掌握特定领域的专业知识。为了提高学生的职业技能等级考试通过率,除了在日常课程的教学模块中融入职业技能等级考试相关内容,还专门安排补修相关课程[8]。以安全员为例,智能建造工程专业组建了具有丰富行业经验的教师团队,开设了建设工程监理等安全员相关辅修课程,以重点突破考试内容;同时搜集历届考试真题、编写习题集,并提供给学生,让学生可以全面掌握安全员考试内容,重点掌握危险源辨识、事故等级判断、事故报告流程、事故调查程序、高空作业安全防范措施、《中华人民共和国国家安全法》、《建设工程安全生产管理条例》等核心考点内容。

(3)完善职业技能等级考试制度,建立职业技能等级考试试点

职业技能等级考试试点是职业院校推进职业教育改革、提高人才培养质量的重要举措之一。通过开展职业技能等级考试,可以转变传统的教学模式,推动“双师”型教师队伍的建设,提高教师教学质量,巩固学生学习成果[9]。广西城市职业大学智能建造工程专业具有BIM建筑信息模型职业技能考试试点、广西住房和城乡建设厅建筑领域资格考试试点。智能建造工程专业成立了由相关领导和部门负责人组成的试点工作领导小组,负责统筹规划和指导试点工作,平时配备专业教师负责组织学生参加相关考试的线上线下课程培训。专业教师严格考勤制度,确保每一名报名的学生都能修满相应学分,以具备考试资格。智能建造工程专业还建立了智慧平台,采用博奥系统进行线上课时的学分统计,以方便学生随时随地进行相关课程学习。全方位营造良好的学习氛围,可以让学生获得沉浸式学习体验。根据相关考试要求,智能建造工程专业每年组织两次建筑领域资格考试,组织一次BIM建筑信息模型职业技能等级考试。学校配备了充裕的考试机位,提供了齐全的硬件软件设施,确保每一名考生都能如期参加考试。

(4)贯通课程与证书认定相结合,构建校企协同育人合作模式

近年来,广西城市职业大学在智能建造工程专业人才培养方面进行了大量的探索性实践。学校和企业进行了多种形式的合作,依据企业生产和经营活动来制定教学方案,以学生能胜任职业岗位为目标。企业和学校在人才培养、师资互培、课程共建、实训基地共建等方面展开深度合作。学校根据专业人才培养目标,建立学校、企业联合培养人才的新机制,进一步发挥企业在建筑工程领域人才培养中的作用,提升学生的专业实践能力和综合素养,培养一批能在各类企事业单位解决工程技术领域及相关领域复杂工程问题,与社会需求“无缝”对接的人才,积极与合作企业实施“订单培养”“现代学徒制培养”。学校根据《国家职业教育改革实施方案》(“职教20条”)规定实行“1+X”证书制度,鼓励学生在获得学历证书的同时积极取得多类职业技能等级证书,能够通过课程的学习和企业的实践考取相关职业技能等级证书,并将“1+X”证书制度的要求融入人才培养方案中。智能建造工程专业依托建筑工程行业企业,积极推进校企合作、产教融合,实行校企“双元”育人。智能建造工程专业现建有稳定的校外实训基地10个,与广西建工集团第四建筑工程有限责任公司、广西中晟工程项目管理有限公司、广西天骄建设工程有限公司等知名企业开展了校企合作,签订了校企合作协议,在人才培养、师资互培、课程共建、实训室基地共建方面展开深度的合作。

(三)实施成效

第一,在“岗课赛证”一体化人才培养模式下,广西城市职业大学安全员职业技能等级考试通过率在50%以上,建筑信息模型技术员职业技能等级考试通过率在80%以上,大部分学生顺利拿到相关职业技能等级证书(见表3)。学生对学校的培养方案十分满意。

第二,在第六届中华职业创新创业大赛中,智能建造工程专业10支队伍共计40人参加了比赛,经过层层选拔,最终获得了一个区级三等奖、三个校级二等奖的优异成绩。在2023年第十六届全国大学生结构设计大赛中,智能建造工程专业学生经过两个月的精心准备和刻苦训练,运用结构力学知识进行了midas软件建模,手工制作了桥梁模型,并且邀请中国铁路设计集团有限公司、四川宏基原创建筑设计有限公司的两名企业指导教师对此进行了共同指导,最终陈俊华等3名学生组成的碧海潮生队在广西全区31支参赛队伍中获得区级本科组第19名的好成绩,并获颁优胜奖(见表4)。这也证明了“岗课赛证”一体化人才培养模式的有效性。学生反馈在比赛中学到了很多课本上没有的知识,培养了动手能力、团队协作能力,收获颇丰。

四、结语

本文详细介绍了“课证融通”的意义、重要性和人才培养模式,以及未来职业发展趋势及对人才培养的要求。学校在课程与职业标准的融合上,可以采取多种途径。例如,可以从课程设置、教学设计、考核方式等方面入手,将职业标准中的要求融入教学中。这样可以让学生在不知不觉中按照职业标准和要求学习,从而达到人才培养的目标。总之,“课证融通”是当前职业培训的重要发展方向,它可以有效提高人才培养质量、推动行业发展、满足社会需求。高职院校应认真总结实践经验,不断完善和创新人才培养模式,以培养出更多具备专业技能和市场竞争力的优秀人才。

[ 参 考 文 献 ]

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[3] 刘占省,刘诗楠,赵玉红,等.智能建造技术发展现状与未来趋势[J].建筑技术,2019,50(7):772-779.

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[责任编辑:钟 岚]