智慧建造產業學院與智能建造專業協同發展背景下復合型人才培養模式研究

翟攀攀，鄭超，宋帥奇，宋新生，何宗要，呂大為

（河南城建學院 土木與交通工程學院，河南平頂山 467000）

1 研究背景

當前，智能建造領域迫切需要能支撐行業發展和變革的科研人才和工程技術人才。為滿足新工科建設需要，教育部批準并設立了智能建造專業。智能建造專業是面對國際制造業新趨勢、面向國家戰略需求和我國制造業升級轉型，基于土木工程類學科，融合計算機科學與技術、機械工程、工程管理等專業，繼承和發展機械設計制造及其自動化專業，融合大數據、物聯網、人工智能、云邊端協同等現代信息技術的新工科專業。2017年，同濟大學成功申報智能建造專業，截至2022年，我國開設智能建造專業的本科層次院校共有55所[1-2]。

2020年1月3 日，由河南城建學院主辦，河南省土木建筑學會等26家單位共建的河南城建學院智慧建造產業學院正式成立。依托河南城建學院智慧建造產業學院，近兩年，智能建造專業建設取得一定成果，形成了二者協同發展的局面。

大力發展智能建造技術，推動建筑產業變革，是一項艱巨的任務[3-4]，建筑行業的變革給智能建造技術的發展提供了條件[5]，因此，智慧建造產業學院與智能建造專業必須協同發展，二者相輔相成，相互促進。在建筑產業，要全面深入推進綠色發展和綠色建造，實現綠色建造的必然選擇和最佳途徑是智能建造[6]。智能建造是解決建筑業低效率、高污染、高能耗的有效途徑之一，在工程建設中，通過物聯網、互聯網的全面互聯，實現感知信息（數據）的高速和實時傳輸，打造智慧平臺，實現萬物互聯。

2 智能建造專業人才培養現狀分析

依據產業需求，確定人才培養目標，基于工程邏輯，創新人才培養模式，加強學科交叉與融合，以土木工程學科為牽引，將計算機科學與技術、控制工程、機械制造等學科進行有機協同，打造集群優勢，是現代產業學院發展的方向。

為進一步推動建筑工業化、數字化、智能化升級，加快推進建造方式的轉變，以數字化、智能化升級為動力，創新突破相關核心技術，形成全產業鏈融合的智能建造產業體系[7-8]。我國智能建造的發展還處于摸索階段，缺乏智能建造人才[9]。目前，智能建造專業人才培養模式還存在一些問題。

（1）培養目標定位需進一步完善，智能建造專業培養目標依據傳統大土木工程專業設置，缺乏實踐與創新。

（2）課程體系不夠完善，需進行改革。

（3）學科間交叉融合實踐困難，學科交叉背景下的知識融合不深入，需持續改進。

（4）傳統實踐教學平臺無法滿足創新復合型人才培養模式。在新工科發展背景下，硬件實踐平臺發展建設、實驗教學體系開發建設及教學模式的探索改革都應面向建筑產業變革的需求。

（5）教師隊伍的建設仍存在問題，教師隊伍的實踐能力、跨學科能力需提升。

（6）校企合作協同辦學存在滯后性，高等學校人才培養與建筑行業企業人才需求脫節。

3 智能建造專業與智慧建造產業學院協同發展背景下的復合型人才培養模式

3.1 智能建造專業與智慧建造產業學院相互依托

河南城建學院智慧建造產業學院以現有的服務地方生產、教學、科研合作平臺為基礎，以應用型專業創新人才培養專業群為主體，通過企業參與辦學過程、支持學校建設、檢驗辦學成效，構建校企深度融合、協同育人的辦學模式。為更好滿足行業企業對人才的需求，服務社會經濟發展，推進產學研深度融合，河南城建學院智慧建造產業學院設置的組織構架如圖1所示。智慧建造產業學院的主要職責是創新專業人才培養模式，促進實習實訓基地建設與優化，建設專職、兼任師資隊伍等[10]。此外，校企深度合作中課程、項目等資源共同建設與分享也是現代產業學院的主要任務[11]。

圖1 智慧建造產業學院組織構架

智慧建造產業學院的發展必將促進智能建造專業的建設，而智能建造專業的建設又能促進智慧建造產業學院辦學質量的提升，二者相輔相成，協同發展。智慧建造產業學院引領智能建造專業的發展，為其提供廣闊的發展空間，對進一步推進產學研深度融合提供支撐。河南城建學院智慧建造產業學院建設需緊密對接校企合作企業，深度服務所在行業及產業鏈。在校企合作中，企業需支持智慧建造產業學院建設、參與人才培養及辦學過程；校企雙方通過共建“3+1”試點班，實施訂單式的人才培養模式，共同建設產教融合、校企協同育人的專業教育平臺。智慧建造產業學院的成立是進行深度產教融合的創新性措施，學校與企業共同建設智慧建造產業學院，并將其打造為集人才培養、技術創新、企業服務、科學研究、學生創業于一體的多功能教育基地。智慧建造產業學院已成為校企深度合作的示范基地，全力服務地區乃至全國建筑業高質量發展。

3.2 智能建造專業人才培養模式探索

現今，智能建造技術促進建筑產業全方位深刻變革，需要高水平的專業人才，對專業人才的知識結構、專業能力等方面提出新要求。如何利用智慧建造產業學院和智能建造專業協同發展的優勢，探索更加高效、合理的人才培養路徑，培養符合新時代建筑工業化、數字化、智能化需求的復合型創新人才，成為相關高校亟須解決的問題。

3.2.1 基于人才需求的智能建造專業培養目標定位

智能建造專業旨在培養具備多學科交叉融合的創新型、復合型高技術技能人才。河南城建學院智慧建造產業學院在校企合作、產教融合、智能化建造等方面取得了一定成效，了解建筑行業企業對智能建造專業人才的需求，基于訂單式人才培養模式，可以更好地確定、優化智能建造專業的培養目標。智能建造專業基于土木工程類學科，并涉及機械制造、人工智能等眾多學科，在人才培養過程中，搭建通識教育平臺應融入交叉學科的認知，開闊學生視野，采用引導創新思維的教育模式。人才培養過程中應加強土建類基本課程理論教育與實踐教育，融合BIM信息技術、物聯網等新興技術手段，使學生了解土建類學科前沿知識，對智能建造有更深刻的認知。例如，工地智能監測系統利用物聯網技術實現萬物互聯，基于BIM信息技術搭建智慧工地信息化管理平臺，實現風險管控及應急事件處理。此外，在知識體系的構建中，要考慮知識結構的完備性，并突出特色化教育，要使人才在某一方面具備扎實的專業知識，具有能夠解決企業智能建造具體問題的能力，在服務企業智能創新發展的過程中，持續拓展學習能力，要求人才培養體現終身學習、持續進步，適應社會與行業的發展。人才培養體系的建設要以學生為中心，對其進行全面、多維度、立體化的培養。在此基礎上，不斷改革教學方法、創新教學模式，把學生培養成為具有多學科交叉知識的創新型、復合型技術人才。

3.2.2 課程體系的改革創新

依托智慧建造產業學院在學校和企業間的紐帶作用，使人才培養目標更加清晰、明確，具體到課程體系的設置，除傳統土木工程建筑相關課程，還應包括交叉學科與新興技術的相關課程，人才培養過程需遵循土木工程建造過程的邏輯，并統籌考慮學生的認知邏輯。由于智能建造專業人才培養中涉及的交叉學科課程種類多，且需要融合物聯網、人工智能等新興技術，存在學時限制及認知邏輯有限等問題，因此，課程體系建設過程需在遵循學生認知邏輯的基礎上合理統籌安排。

首先，土木工程施工、管理過程的基本邏輯應為首要考慮因素，在此基礎上，保證學生學習認知邏輯。如何在傳統土木工程類專業課程體系中穿插、融入新興技術理論課程及交叉學科課程，是課程體系建設的重中之重。依托智慧建造產業學院的紐帶作用，學校聯合建筑行業企業，基于工程項目施工管理邏輯，進行課程體系的改革與創新，課程修讀的先后順序、交叉學科課程的融入時機、新興技術的應用等都是重要的改革創新思路，能夠使學生建立新工科認知邏輯。此外，課程體系設置中還應突出體現綜合應用性課程，在智慧建造產業學院的支持下，建立智能建造專業校企合作課程和工程實踐基地。

3.2.3 多學科交叉，新技術融合

智能建造專業是在傳統土建類專業和工程管理類專業的基礎上，機械制造、計算機科學等學科交叉，融合人工智能等新興技術，順應時代潮流發展起來的新工科專業。智能建造專業課程體系是在強化土木工程建筑類學科的基礎上，融入智能化、機械化、大數據等學科的交叉課程。智能建造技術是融合土木工程、計算機科學與技術、物聯網、機械電子工程等多學科的綜合型、智能化建造技術，但土木工程建筑類學科的基本理論與實踐基礎仍是人才培養環節的重要基石，因此，智能建造專業知識體系的構建不能本末倒置，應在原有核心專業課程的基礎上打破專業壁壘，融入基于應用的智能建造新技術課程，比如人工智能、大數據、3D打印、物聯網等，結合土木工程建造行業的發展方向，逐步加強學科間交叉，融合新興技術，優化課程體系建設，以培養復合型技術人才為目標，高質量服務建筑行業企業。GIS+BIM信息技術、人工智能等新興技術在教學內容創新中的應用，大數據、物聯網等技術手段在工程全周期的融合，使得智能建造與時俱進，跟上科學技術發展的步伐，形成專業集群優勢，建立特色課程群，培養順應時代發展的復合型創新人才。

3.2.4 師資隊伍建設與教學平臺完善

智能建造專業理論教學師資隊伍建設的加強與實踐教學平臺的升級有助于提高人才培養質量。與工程領域相關企業接軌，融入物聯網、人工智能等新技術，構建形式豐富、高度還原實際工程的虛擬仿真實驗系統，已成為人才培養方案的重要需求[12]。

智能建造專業具有學科交叉的典型特征，屬于新工科專業范疇，對師資隊伍建設提出了更高的要求。傳統土木工程建筑類學科教師需要學習新興技術，才能滿足教學需求。智慧建造產業學院聘請多位行業專家擔任教師，其具備實踐經歷和工程背景，因此，可以進一步完善師資隊伍的建設。此外，智慧建造產業學院的實踐教學平臺實操性更強，質量更有保障。智能建造專業師資隊伍建設必須以土建類專業教師為基石，逐步融合計算機、機械制造等交叉學科課程教師。進行教材建設，從原始教案積累、校企合作建設教材等途徑，逐步編制適合智能建造專業交叉學科融合的特色教材。與智能建造專業交叉融合的課程種類繁多，在有限的課時內，可以通過智能建造專業各方向設定適當選修課，進行補充，提供合理的、個性化的理論知識教學平臺。通過智慧建造產業學院與企業深度合作，以實際工程項目產出為導向，通過設計依托實際工程的任務驅動教學法，將工程理論與工程實踐相結合，真正培養學生自主學習能力和解決實際問題的能力。在傳統土木工程建筑學科實踐教學平臺的基礎上，搭建校企合作實踐教學平臺，重視實踐教學，培養學生實踐能力和解決實際工程問題的能力，滿足行業對復合型人才的需求。

3.2.5 打造有特色的智能建造專業

通過搭建產教融合平臺，借助現代信息技術，使各種教學資源、各項教學要素以數字形態進行整體優化、組合，產生聚集效應[13]。河南城建學院是城建類本科院校，在智慧建造產業學院的帶領下，智能建造專業融合了城建類多個學科專業，打造有城建特色的智能建造專業。依托河南城建學院自身情況和城建類特色，著力在城市建設全覆蓋方面著手，打造了有城建特色的智能建造專業集群。智能建造技術應用范圍廣泛，如智慧工地、BIM信息技術平臺、智能監測中的萬物互聯等，因此，在人才培養、師資隊伍建設、校企合作的過程中，要結合學校的特色優勢，著力在優勢方向重點發展，形成在專業培養上的城建特點和專業集群優勢。

4 智能建造技術人才就業前景

隨著智能控制、互聯網技術的快速發展，智能建造技術正引領建造業進行新一輪的變革。馬智亮指出智能建造應用熱點有智能設計、智能生產、智能施工，還有智能運維、智能裝備、建筑產業互聯網等多個方面[14]。

依據工程建設邏輯，從工程設計中BIM技術的應用到施工過程中人工智能技術、3D打印技術、物聯網技術的應用，再到運營維護階段大數據技術和云計算技術的應用，均表明智能建造正在引領建筑行業發展。根據教育部和住建部組織的行業資源調查報告，智能建造技術人才需求與培養數量之間存在缺口，隨著人工智能技術、3D打印技術、物聯網技術在建筑行業的充分應用與發展，未來十年，智能建造專業人才具有良好的就業前景。

5 結語

本文對智慧建造產業學院與智能建造專業協同發展背景下復合型人才培養路徑展開研究，形成如下結論：

（1）智慧建造產業學院發展與智能建造專業建設相互促進，相輔相成。

（2）智能建造人才培養應遵循行業發展需求，以智慧建造產業學院為紐帶，建筑行業中企業的需求直接指導智能建造專業人才培養路徑的制定。

（3）基于智能建造專業特點，高校應注重培養多學科交叉的創新型復合高技術技能型人才，課程建設應以土建類學科為基礎，融入人工智能、大數據等學科的知識，智能建造專業課程體系需遵從建造過程邏輯與學生認知邏輯。

（4）依托智慧建造產業學院開展校企深度合作，優化升級智能建造實踐教學平臺，結合虛擬仿真技術，對實驗教學資源進行整合、共享，使得實驗教學模式更加信息化、智能化。