智能建造技術）專業人才需求調研分析及人才培養路徑探索

牛恒茂 牛建剛 李仙蘭 吳俊臣 侯智國 劉永清

摘 ?要：智能建造屬于典型的新工科專業，也是建筑業轉型升級的重要抓手。智能建造技術是未來發展趨勢，專業人才需求緊迫。文章對行業、企業、學校和土建類相關畢業生進行智能建造人才市場需求的調研和分析，在此基礎上從人才培養的頂層設計、課程體系設置以及教學與實踐條件等方面給出智能建造（技術）專業人才培養的建設路徑，為高校在智能建造（技術）專業培養優化提供借鑒。

關鍵詞：智能建造;調研分析;學科交叉;人才培養

中圖分類號：C961 ? ? ? 文獻標志碼：A ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2022）15-0168-05

Abstract： Intelligent construction is a typical new engineering major， and also an important starting point for the transformation and upgrading of the construction industry. Intelligent construction technology is the future development trend， and the demand for professional talents is urgent. In this paper， survey analysis of the industry， enterprises， schools and graduates of civil engineering or related major was done about intelligent construction talent market demand， Construction path on the talent cultivation of intelligent building （technology） major was obtained on the basis of survey analysis， which included top-level design of the talent cultivation， curriculum system setting， teaching and practice etc. It provides reference for colleges and universities to optimize the cultivation of intelligent construction （technology） major.

Keywords： intelligent construction; survey analysis; cross-disciplines; talent cultivation

建筑業作為國民經濟支柱產業之一，支撐著中國經濟社會的健康發展。近四十年來，盡管中國已建成舉世矚目的超高層建筑、超大跨度橋梁、超深超長隧道等，但建筑業大而不強，仍處于粗放發展模式階段[1]，同時仍未擺脫勞動密集型的產業窠臼。為從根本上改變建筑業勞動密集型的產業現狀和生產范式，推動建筑和基礎設施全生命周期、全產業鏈的高質量發展，國家大力發展智能建造和建筑工業化，尤其是住房和城鄉建設部等13部門2020年聯合印發的《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》更是一劑強心劑，明確了我國建筑業在“十四五”時期的建設方向。

近年來，國家加快推進新型基礎設施建設（新基建）的眾多舉措在社會上引起高度關注。新基建的重點是以5G、工業互聯網、數據中心、物聯網等為代表的新一代信息基礎設施，以及利用數字技術對傳統基建領域基礎設施的數字化、智能化改造，實現傳統基建的轉型升級，需要以智能建造為切入點[2]。《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要（草案）》中提出加快數字化發展，充分發揮海量數據和豐富應用場景優勢，促進數字技術與實體經濟深度融合，數字經濟與建筑業結合將是助力建筑業轉型升級的重要舉措。

智能建造，是新一代信息技術與工程建造融合形成的工程建造創新模式[3]，利用智能技術及其相關技術，建立并應用建造過程智能化系統，提高建造過程智能化水平，減少對人的依賴，實現安全建造。建造包括設計、施工、運維等各階段，智能化系統既包含技術方面的智能化系統，也包含管理方面的智能化系統[4]。要實現智能建造，需具備以下四個基本條件：一個信息化平臺驅動;實現互聯網傳輸;進行數字化設計;機器人能夠代替人完成全部或部分施工，機器人完成的作業越多，智能建造的水平就越高[5]。智能建造一個顯著特征就是多學科交叉融合，其專業人才需要注重掌握信息、控制、人工智能、材料等學科，實現多學科與土木工程知識的融合貫通。

隨著中央政府對數字經濟、新基建的推進，智能建造技術將促進建筑產業發生深刻變革，支撐這一變革的關鍵因素是高水平的專業人才。如何培養適應建筑業未來發展需要、滿足產業轉型升級的創新型智能建造工程科技人才，支撐我國邁向建造強國，已成為人才培養的重要挑戰。而《職業教育專業目錄（2021年）》中智能建造技術，智能建造工程（應用本科）專業的設立是落實應對未來此類人才需求的重要舉措。

一、智能建造（技術）專業人才需求調研情況

（一）調研對象

本次調研對象主要有行業、企業、學校和土建類相關專業畢業生。

根據《教育部關于公布2018年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》《教育部關于公布2019年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》《教育部關于公布2020年度普通高等學校本科專業備案和審批結果的通知》統計，截至當前我國本科層次開設智能建造專業的院校有55所。2017年同濟大學是全國范圍內第1所開設院校，2018年、2019年和2020年又分別開設了6所、14所和24所。高職層次還沒有開設智能建造‘技術’專業，但是部分院校結合學校優勢，在智能建造技術方向進行了專業人才培養，如廣東碧桂園職業學院在建筑工程技術專業下開設了“建筑施工與機器人技術應用”方向。由于智能建造技術屬于多學科交叉專業，同時其專業涉及的范圍廣泛，故土建類中小型企業的項目一般都涉及的較少，因此調研的企業主要選擇相對大型的企業及科技創新型企業，同時調研了現階段已經開設智能建造專業的本科院校以及未開設智能建造專業的院校，另外也對土建類專業畢業生做了相關的調研，從多角度了解智能建造（技術）專業人才市場需求狀況，并為專業人才培養具體實施提供較為全面、客觀的依據。

（二）調研方式與實施情況

調研方式采用了直接調研、間接調研、網上調研、材料搜集、訪談、問卷等形式，并通過參加全國范圍內關于智能建造方面的學術會議，2020年9月在南京舉辦的“第一屆全國基礎設施智慧建造與運維學術論壇”和12月在上海舉辦的 “首屆全國智能建造學術大會+首屆全國智能建造專業建設暨人才培養研討會”的方式進行調研和實施。會議期間學習部分企業在智能建造領域的創新技術以及他們對院校教育的評價和訴求，了解智能建造專業學生所需的知識、能力、素質等要求。同時會議期間同相關院校教師交流學習并調研了廣聯達的數字建造及智能建造應用場景。

間接調研中采用了調查問卷，包括行業、企業、學校和土建類相關專業畢業生，網上調研通過查閱統計數據，文獻資料等方式進行。企業調查主要內容包括企業對智能建造技術專業認知和應用，企業對智能建造技術專業知識、能力、素質要求，企業對畢業生要求，企業對專業課程設置情況等。院校調查內容主要包括：智能建造（技術）專業開設及建設情況，課程體系及教材建設情況，師資隊伍情況等。土建類相關專業畢業生調查內容主要包括智能建造（技術）專業應用與認知情況，畢業生對教學中需要改進的情況，畢業生對教學中需要加強的情況，畢業生對自身能力或素質提升的調研情況等。

二、智能建造（技術）專業人才需求調研和分析

（一）行業調研和分析

根據國家統計局統計，盡管受新冠肺炎疫情影響，但2020年全年全社會建筑業增加值為72 996億元，比上年增長3.5%。全國具有資質等級的總承包和專業承包建筑業企業利潤8 303億元，比上年增長0.3%，其中國有控股企業2 871億元，增長4.7%。隨著新基建（數字基礎設施與傳統基礎設施數字化升級兩大類）推進，假定“十四五”期間數字基礎設施各項投資按照“十三五”期間全國固定資產投資增速（6.5%）開展，“十四五”期間，我國新型基礎設施投資預計從2021年的11 258.8億元上升至2025年的14 484.1億元，合計投資將達到64 103.7億元，智能建造是作為新基建發展的重要推手，市場潛力大，專業人才需求旺盛。

中國建筑業協會發布《2019年建筑業發展統計分析》顯示：建筑業增加值增速與GDP增速偏差收窄，2010年以來，建筑業增加值占GDP比重一直在6.6%以上，建筑業國民經濟支柱產業地位仍舊穩固，如圖2所示。截至2019年底，全社會就業人員總數77 471萬人，其中，建筑業從業人數5 427.37萬人，建筑業從業人數占全社會就業人員總數的7.01%。中國建筑業協會發布《2020年上半年建筑業發展統計分析》顯示：截至2010年6月底，盡管受新冠肺炎疫情影響，建筑業從業人數比上年同期減少188.93萬人，下降4.38個百分點為4 120.90萬人，但是上半年建筑業實現增加值28 535億元，同比下降僅為1.9%，建筑業增加值占GDP比重6.25%。

教育部和住建部組織的行業資源調查報告，智能建造技術人才短缺突出表現在智能設計、智能裝備與施工、智能運維與管理等專業領域，今后十年，建造行業從業人員中技術與管理人員在該行業所有從業人員總數占比要達到20%。住房和城鄉建設部等13部門印發的《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》明確了智能建造是建筑業轉型升級、實現高質量發展的重要推手，助力我國從“建造大國”轉變為“建造強國”，邁入智能建造世界強國行列。因此未來國內土建類單位必須配備一批多學科交叉融合的智能建造專業的復合型技術人才才能滿足行業發展需求。另外國家教育部批準設立的智能建造專業是具備典型新工科特征的專業，反映了智能時代建筑業的發展新趨勢對智能建造（技術）專業人才的迫切需求。

隨著建筑業轉型升級，土建類人才需求呈現出復雜多元的特征，不僅需要專業知識，還需要具有“全產業鏈”的知識，未來智能建造技術人才需求與培養數量之間存在巨大缺口。上海建工集團提出的數字化、工業化、綠色化三位一體融合發展之路，具體如測量+BIM交叉形成的數字測繪系統、材料+機械+自動控制交叉形成的改性塑料3D打印、結構工程+機械+計算機+自動控制交叉形成的數字化整體安裝等是其未來企業著重發展方向，因此亟待需要建筑設計、施工、運維與數字化結合的創新型復合的跨界人才加入。中建八局公司要著力打造形成貫穿工程建造全生命周期的以數據為驅動的一體化建造平臺，形成智能化精密測控機械和高端裝備的規模化使用，形成基于大數據的工程決策技術應用的三大方向的發展戰略，為此后續也急需土木工程+軟件工程和土木工程+機械電子工程的復合人才加入，這些大型企業引領行業發展，也預示著未來建筑業轉型升級的發展方向。因此對智能建造人才提出了更高的要求，需要在知識、能力和素質三個方面實現轉變，即知識結構要從單一型向交叉型轉變，能力結構從繼承型向創新型轉變，素質結構要從單功能向復合型轉變，因此未來需要一批多學科交叉融合的智能建造（技術）專業的復合型技術技能人才才能滿足行業發展需求。

（二）企業調研和分析

調研企業有國有企業（64.71%）、民營企業（28.24%）和事業單位，智能建造（技術）專業學科交叉的內容如圖1所示。調研結果顯示，大部分企業認為土木工程專業是智能建造（技術）專業的基礎，人才培養一定要在夯實土建類學科的基本理論和實踐的基礎上推進智能建造專業課程的學習。不同企業間業務范圍有差異，他們認為智能建造（技術）專業學科交叉的內容和未來的重點應用方向也有所不同，如認為學科交叉的內容有工程管理、人工智能、大數據、物聯網、機械控制和云計算等方面，認為未來的重點應用方向有智能施工、智能規劃與設計、智能運維與服務、智慧工地和智能生產等，同時企業基本一致認為裝配式建筑是智能建造技術優勢體現的合適載體，二者深度融合是未來發展方向。

企業對智能建造（技術）專業人才需求中對專業能力中最為重視的調查排名為平法識圖的能力、BIM技術應用能力、傳統二維CAD繪圖和三維BIM的建模能力、工程項目信息化管理的能力、傳統施工與智能施工能力、物聯網應用技術的能力。企業崗位對人才需求中非專業能力調查排名為注重職業道德素養、團隊合作和溝通、自主學習能力、認真的職業態度，同時要在專業教學中滲透責任意識，質量意識和安全意識。

從企業對未來智能建造領域的要求調研分析發現，對未來智能建造（技術）專業的人才要求更高，如需掌握信息化技術應用能力和傳統工程知識技能的多能型人才，BIM全過程應用技術，裝配式建筑人才、施工管理與建筑機器人的操作與管理相融合的人才，而且是懂現場、懂管理、懂信息的復合型人才。總體來說，高素質、高層次復合型的技術人才才能符合未來市場人才要求。另外對智能建造（技術）專業提出突出智能方面外還要強化土木工程專業基本理論，而且智能建造專業應該比其他專業門檻應該更高，要求應該更嚴。

圖1 智能建造（技術）專業學科交叉的內容

（三）學校調研和分析

在土建類專業方面有一定基礎與積累的院校都已經開設或準備開設，這說明智能建造（技術）專業未來人才市場需求的旺盛程度。由于智能建造（技術）專業涉及的應用方向較多，調查結果顯示，大多數院校智能建造（技術）專業人才培養在多維BIM與智能施工方向深入較多，在人機協同與智能裝備（3D打印）、物聯感知與智能運維方面次之，在類腦計算與智能設計，異構決策與智能防災方面深入最少，如圖2所示，很明顯，多維BIM與智能施工方向一些企業已經開始應用而且發展很快，而人機協同與智能裝備方向已有企業如碧桂園，三一重工等企業在研發并推廣應用，物聯感知與智能運維方向在醫院，地鐵等大型基礎設施方面應用也逐漸增多，這與現階段智能建造（技術）專業人才市場需求一致，但在類腦計算與智能設計，異構決策與智能防災應用方面還很少，因為其相對對人才知識體系與能力要求較高，是后續有實力院校人才培養重點針對的方向。

圖2 智能建造（技術）專業應用方向

為了提升智能建造（技術）專業人才培養實效，滿足專業人才需求，專門具體調研了各個學校的課程體系及教材建設情況。其中專業基礎課程、核心課程、拓展課程等各院校的認定有一定離散性，如圖3所示。但總體來看大家認知相對一致。首先，專業基礎課為AutoCAD、建筑材料、房屋建筑學、建筑力學與結構、建筑識圖與構造、地基與基礎等，這是我們傳統的土建類課程，大家認為智能建造（技術）專業的基礎是土木工程基本理論與知識，要讓學生樹立土木工程基本知識和技能的基礎上進行智能建造方面的學習，這符合學生專業學習的基本邏輯。其次，專業核心課中把傳統土木工程相關技術融入到可以體現智能建造特色的課程，也是未來的產業數字化升級的重要體現，如智能施工技術、BIM技術及應用、裝配式建筑設計與建造、BIM智能建造仿真、智慧工地技術與應用、人工智能與應用技術等，這些是智能建造領域重要的應用方向，也是傳統課程如施工技術等相互統一的課程，因此如何有機融合課程是發展過程中探索的問題，同時課程設置時也要尊重學生的的認知邏輯。專業拓展課，如3D打印技術、工程機械與機器人、機械工程控制基礎、物聯網應用技術等和不需要開設課程占比較高的課程，如Python程序設計、機械工程控制基礎、工程機械與機器人、自動檢測與控制、物聯網應用技術、3D打印技術等，存在較大的認知差異，這也是智能建造方向應用范圍廣的體現，因此，每個學校要結合自己的特點與優勢，在智能建造（技術）專業發展的若干方向內發展自己的重點或特色方向，同時結合課程設計與實踐，選擇合適的專業拓展課。另外，由于課程內容都是涉及交叉學科的，短期內不可能有合適的教材，大家也基本認為該類內容的教材從教案積累到逐步過渡編制合適的教材為主更合適。

圖3 課程定位

目前調研發現，不僅智能建造（技術）專業人才市場需求旺盛，而且學校在專業教師方面普遍嚴重短缺，完全從學校其他學院或系部老師聘請教師由于其土建類專業系統知識的缺乏，授課效果與專業標準有偏差，因此和已開設智能建造專業的同行學校教師交流和會議期間研討認為應該由本專業（土木工程或建筑工程相關專業）教師牽頭，在學院或系部內，吸收外系教師成立課程團隊進行研討分工后共同講授，這可能是現階段保證人才培養質量的合理途徑。

（四）土建類相關專業畢業生調研和分析

參與本次問卷調查的土建類相關專業畢業生實際工作中完全應用智能建造（技術）專業知識的還很少，但是應用相關信息化技術如BIM、大數據、傳感器等已經開始，而且對后續自己從事領域內智能化應用期待占比達到80.27%，說明畢業生對智能建造在行業內未來應用充滿期待。同時調研了畢業生對教學中需要加強或改進的情況，如教學中需要改進的是實習實訓環節少、學生參與課堂活動機會較少。因此智能建造（技術）專業學生培養過程中，應該建設智能建造實訓室，針對智能建造專業特點，強化在手動實操、實體模型、軟件操作和虛擬仿真方面的建設，提高不同類實訓室對學生學習的幫助程度并逐步完善實習的針對性。同時教師應該由 “教師為中心”的授課方式轉變為“學生為中心”的方式，增加學生學習主動性。另外在教學中更加注重學習策略教育、興趣教育和情智教育。同時必須注重課程思政在教學中的效果，使其潛移默化地培養學生的吃苦耐勞和刻苦鉆研等精神。

三、基于人才需求調研的智能建造（技術）專業人才培養路徑

（一）培養具備多學科交叉的創新型復合高技術技

能型人才

根據調研結果，智能建造技術專業屬于典型的多學科交叉專業，首先要針對性強化通識教育，建立對交叉學科領域的認知及創新思維。其次基于通識教育理念，加強土建類基本理論與實踐的學習，同時將傳統的學科知識體系與大數據、智能化、物聯網、云計算、BIM信息技術等新元素融合創新。因此，智能建造技術專業是融合土建類和信息類學科知識體系基礎上建立的。知識結構具備十字型特點，即土建類基本理論與實踐的知識和交叉學科知識，培養的人才具有寬泛的知識面，同時也需要具備交叉學科某一方面足夠深入的專業知識，能夠解決智能建造行業某一具體方面的能力，并具備相關方面持續拓展的能力。因此搭建以學生為本、全面發展的多維立體化培養體系，不斷推進教學方法創新，螺旋式提升學生能力，使學生成為多學科交叉的創新型復合高技術技能型跨界人才。

（二）智能建造專業依托的是傳統土木工程或工程

管理類專業，課程設置應該在強化土建類學科的基礎上融入智能化應用

智能建造技術是土木工程、機械電子工程、物聯網、計算機科學與技術等多技術交叉融合形成的技術體系，但是核心課程的設置要基于培養學生土建類基本理論與實踐，在原有土建類專業課程的設置上，突破專業壁壘，融入突出智能建造新技術的課程，比如物聯網、大數據、人工智能、3D打印等，結合當前以及未來新技術發展的方向，逐步開發新興專業課程。智能建造技術重點強調“BIM 數字化為載體”“智能化為方向”兩方面，因此需要不斷推進教學內容創新，使課程內容緊隨當今最新科技技術的發展，與時俱進，最終形成專業發展的特色課程群，培養適應未來智能建造發展的工程應用與創新人才。

（三）智能建造技術專業課程體系設置需要在尊重

建造過程邏輯、學生的認知邏輯基礎上統籌考慮

智能建造技術專業不僅包含傳統土建類相關課程，也包含新興技術的相關課程，因此其涉及課程種類多，由于學時有限，課程體系建設需綜合統籌。首先要尊重工程建造的基本邏輯，同時也必須保證學生學習課程的基本認知邏輯，這樣才能符合學生學習的基本規律。因此，哪些課程學完后學生基本理解了工程建造的基本邏輯，先修課程是什么，交叉課程什么時候融入等，課程體系建設要考慮這些關系，不能使學生思想混亂。

（四）智能建造技術專業要依托學校自身情況著力

在某一方面重點發展，不能面面俱到

智能建造從智能化應用深度可以延伸擴展到智能連接層、智能分析層、智能網絡層、智能認知層和智能執行層，從工程全壽命周期跨度上可以延伸擴展到智能規劃、智能設計、智能制造、智能運輸、智能安裝、智能家居、智能運維、智能消納。從專業應用方面有智慧工地、施工過程智能監測，結構健康智能監測等方面，智能建造技術專業應用范圍廣，因此在具體教學、設計工作任務驅動教學、畢業設計和頂崗實踐過程中要結合學校的基礎優勢，著力在其中某一方面或結合的幾方面重點發展，在此基礎上，深入挖掘主要的知識結構體系和能力、素質需求，形成在專業培養上的特點和優勢。

（五）逐步改善智能建造技術專業教學與實踐條件，提升人才培養質量

智能建造（技術）專業屬于新工科專業，具有學科交叉的典型特征，因此土建類學科教師也需要重新學習才能適應教學需求，因此要逐步培養智能建造技術專業教學師資隊伍。可以通過土建類專業教師牽頭，逐步建立智能建造（技術）專業交叉課程的教學團隊，并從教案積累逐步過渡到編制合適的教材，在過程中培養專業課程的師資隊伍。針對智能建造技術專業應用范圍廣而涉及的課程種類多的情況，學生在有限的課堂學習時間范圍內不可能學習所有相關課程，可以通過選修課的形式進行補充，為能力強的學生和個性化的發展提供平臺。智能建造（技術）專業學科交叉特征使得學生按傳統方式學習效果可能比較差，教學方式上改善傳統“以教師為中心”的教學方式，逐步建立相關教學資源。以項目為導向，通過設計基于典型工作任務的驅動教學法，讓學生自主查閱相關資料，做中學，實現理論與實踐相統一并將零散的知識形成工程應用系統，真正培養學生能夠自主學習并解決問題的能力。逐步建立智能建造（技術）專業的實踐教學平臺，強化并開放工程實踐教學內容，突出強化實踐教學地位，同時搭建學生校外實踐平臺，培養學生創新精神和實踐能力，滿足行業人才市場需求。

參考文獻：

[1]陸寧，張旭，張詩青，等.2008～2012年中國30個省域建筑業與資源環境協調發展評價[J].干旱區資源與環境，2015，29（12）：13-18.

[2]王曉輝.發力“新基建”培育新動能——“新基建”分析與展望[J].中國勘察設計，2020（7）：18-22.

[3]丁烈云.智能建造推動建筑產業變革[N].中國建設報，2019-06-07（8）.

[4]馬智亮.智能建造與建筑工業化協同發展的技術創新思考[J].中國勘察設計，2020（9）：28-30.

[5]肖緒文.實現智能建造須滿足四個條件[J].環境與生活，2019（4）：79.