智慧建造产业学院与智能建造专业协同发展背景下复合型人才培养模式研究

翟攀攀，郑超，宋帅奇，宋新生，何宗要，吕大为

（河南城建学院 土木与交通工程学院，河南平顶山 467000）

1 研究背景

当前，智能建造领域迫切需要能支撑行业发展和变革的科研人才和工程技术人才。为满足新工科建设需要，教育部批准并设立了智能建造专业。智能建造专业是面对国际制造业新趋势、面向国家战略需求和我国制造业升级转型，基于土木工程类学科，融合计算机科学与技术、机械工程、工程管理等专业，继承和发展机械设计制造及其自动化专业，融合大数据、物联网、人工智能、云边端协同等现代信息技术的新工科专业。2017年，同济大学成功申报智能建造专业，截至2022年，我国开设智能建造专业的本科层次院校共有55所[1-2]。

2020年1月3 日，由河南城建学院主办，河南省土木建筑学会等26家单位共建的河南城建学院智慧建造产业学院正式成立。依托河南城建学院智慧建造产业学院，近两年，智能建造专业建设取得一定成果，形成了二者协同发展的局面。

大力发展智能建造技术，推动建筑产业变革，是一项艰巨的任务[3-4]，建筑行业的变革给智能建造技术的发展提供了条件[5]，因此，智慧建造产业学院与智能建造专业必须协同发展，二者相辅相成，相互促进。在建筑产业，要全面深入推进绿色发展和绿色建造，实现绿色建造的必然选择和最佳途径是智能建造[6]。智能建造是解决建筑业低效率、高污染、高能耗的有效途径之一，在工程建设中，通过物联网、互联网的全面互联，实现感知信息（数据）的高速和实时传输，打造智慧平台，实现万物互联。

2 智能建造专业人才培养现状分析

依据产业需求，确定人才培养目标，基于工程逻辑，创新人才培养模式，加强学科交叉与融合，以土木工程学科为牵引，将计算机科学与技术、控制工程、机械制造等学科进行有机协同，打造集群优势，是现代产业学院发展的方向。

为进一步推动建筑工业化、数字化、智能化升级，加快推进建造方式的转变，以数字化、智能化升级为动力，创新突破相关核心技术，形成全产业链融合的智能建造产业体系[7-8]。我国智能建造的发展还处于摸索阶段，缺乏智能建造人才[9]。目前，智能建造专业人才培养模式还存在一些问题。

（1）培养目标定位需进一步完善，智能建造专业培养目标依据传统大土木工程专业设置，缺乏实践与创新。

（2）课程体系不够完善，需进行改革。

（3）学科间交叉融合实践困难，学科交叉背景下的知识融合不深入，需持续改进。

（4）传统实践教学平台无法满足创新复合型人才培养模式。在新工科发展背景下，硬件实践平台发展建设、实验教学体系开发建设及教学模式的探索改革都应面向建筑产业变革的需求。

（5）教师队伍的建设仍存在问题，教师队伍的实践能力、跨学科能力需提升。

（6）校企合作协同办学存在滞后性，高等学校人才培养与建筑行业企业人才需求脱节。

3 智能建造专业与智慧建造产业学院协同发展背景下的复合型人才培养模式

3.1 智能建造专业与智慧建造产业学院相互依托

河南城建学院智慧建造产业学院以现有的服务地方生产、教学、科研合作平台为基础，以应用型专业创新人才培养专业群为主体，通过企业参与办学过程、支持学校建设、检验办学成效，构建校企深度融合、协同育人的办学模式。为更好满足行业企业对人才的需求，服务社会经济发展，推进产学研深度融合，河南城建学院智慧建造产业学院设置的组织构架如图1所示。智慧建造产业学院的主要职责是创新专业人才培养模式，促进实习实训基地建设与优化，建设专职、兼任师资队伍等[10]。此外，校企深度合作中课程、项目等资源共同建设与分享也是现代产业学院的主要任务[11]。

图1 智慧建造产业学院组织构架

智慧建造产业学院的发展必将促进智能建造专业的建设，而智能建造专业的建设又能促进智慧建造产业学院办学质量的提升，二者相辅相成，协同发展。智慧建造产业学院引领智能建造专业的发展，为其提供广阔的发展空间，对进一步推进产学研深度融合提供支撑。河南城建学院智慧建造产业学院建设需紧密对接校企合作企业，深度服务所在行业及产业链。在校企合作中，企业需支持智慧建造产业学院建设、参与人才培养及办学过程；校企双方通过共建“3+1”试点班，实施订单式的人才培养模式，共同建设产教融合、校企协同育人的专业教育平台。智慧建造产业学院的成立是进行深度产教融合的创新性措施，学校与企业共同建设智慧建造产业学院，并将其打造为集人才培养、技术创新、企业服务、科学研究、学生创业于一体的多功能教育基地。智慧建造产业学院已成为校企深度合作的示范基地，全力服务地区乃至全国建筑业高质量发展。

3.2 智能建造专业人才培养模式探索

现今，智能建造技术促进建筑产业全方位深刻变革，需要高水平的专业人才，对专业人才的知识结构、专业能力等方面提出新要求。如何利用智慧建造产业学院和智能建造专业协同发展的优势，探索更加高效、合理的人才培养路径，培养符合新时代建筑工业化、数字化、智能化需求的复合型创新人才，成为相关高校亟须解决的问题。

3.2.1 基于人才需求的智能建造专业培养目标定位

智能建造专业旨在培养具备多学科交叉融合的创新型、复合型高技术技能人才。河南城建学院智慧建造产业学院在校企合作、产教融合、智能化建造等方面取得了一定成效，了解建筑行业企业对智能建造专业人才的需求，基于订单式人才培养模式，可以更好地确定、优化智能建造专业的培养目标。智能建造专业基于土木工程类学科，并涉及机械制造、人工智能等众多学科，在人才培养过程中，搭建通识教育平台应融入交叉学科的认知，开阔学生视野，采用引导创新思维的教育模式。人才培养过程中应加强土建类基本课程理论教育与实践教育，融合BIM信息技术、物联网等新兴技术手段，使学生了解土建类学科前沿知识，对智能建造有更深刻的认知。例如，工地智能监测系统利用物联网技术实现万物互联，基于BIM信息技术搭建智慧工地信息化管理平台，实现风险管控及应急事件处理。此外，在知识体系的构建中，要考虑知识结构的完备性，并突出特色化教育，要使人才在某一方面具备扎实的专业知识，具有能够解决企业智能建造具体问题的能力，在服务企业智能创新发展的过程中，持续拓展学习能力，要求人才培养体现终身学习、持续进步，适应社会与行业的发展。人才培养体系的建设要以学生为中心，对其进行全面、多维度、立体化的培养。在此基础上，不断改革教学方法、创新教学模式，把学生培养成为具有多学科交叉知识的创新型、复合型技术人才。

3.2.2 课程体系的改革创新

依托智慧建造产业学院在学校和企业间的纽带作用，使人才培养目标更加清晰、明确，具体到课程体系的设置，除传统土木工程建筑相关课程，还应包括交叉学科与新兴技术的相关课程，人才培养过程需遵循土木工程建造过程的逻辑，并统筹考虑学生的认知逻辑。由于智能建造专业人才培养中涉及的交叉学科课程种类多，且需要融合物联网、人工智能等新兴技术，存在学时限制及认知逻辑有限等问题，因此，课程体系建设过程需在遵循学生认知逻辑的基础上合理统筹安排。

首先，土木工程施工、管理过程的基本逻辑应为首要考虑因素，在此基础上，保证学生学习认知逻辑。如何在传统土木工程类专业课程体系中穿插、融入新兴技术理论课程及交叉学科课程，是课程体系建设的重中之重。依托智慧建造产业学院的纽带作用，学校联合建筑行业企业，基于工程项目施工管理逻辑，进行课程体系的改革与创新，课程修读的先后顺序、交叉学科课程的融入时机、新兴技术的应用等都是重要的改革创新思路，能够使学生建立新工科认知逻辑。此外，课程体系设置中还应突出体现综合应用性课程，在智慧建造产业学院的支持下，建立智能建造专业校企合作课程和工程实践基地。

3.2.3 多学科交叉，新技术融合

智能建造专业是在传统土建类专业和工程管理类专业的基础上，机械制造、计算机科学等学科交叉，融合人工智能等新兴技术，顺应时代潮流发展起来的新工科专业。智能建造专业课程体系是在强化土木工程建筑类学科的基础上，融入智能化、机械化、大数据等学科的交叉课程。智能建造技术是融合土木工程、计算机科学与技术、物联网、机械电子工程等多学科的综合型、智能化建造技术，但土木工程建筑类学科的基本理论与实践基础仍是人才培养环节的重要基石，因此，智能建造专业知识体系的构建不能本末倒置，应在原有核心专业课程的基础上打破专业壁垒，融入基于应用的智能建造新技术课程，比如人工智能、大数据、3D打印、物联网等，结合土木工程建造行业的发展方向，逐步加强学科间交叉，融合新兴技术，优化课程体系建设，以培养复合型技术人才为目标，高质量服务建筑行业企业。GIS+BIM信息技术、人工智能等新兴技术在教学内容创新中的应用，大数据、物联网等技术手段在工程全周期的融合，使得智能建造与时俱进，跟上科学技术发展的步伐，形成专业集群优势，建立特色课程群，培养顺应时代发展的复合型创新人才。

3.2.4 师资队伍建设与教学平台完善

智能建造专业理论教学师资队伍建设的加强与实践教学平台的升级有助于提高人才培养质量。与工程领域相关企业接轨，融入物联网、人工智能等新技术，构建形式丰富、高度还原实际工程的虚拟仿真实验系统，已成为人才培养方案的重要需求[12]。

智能建造专业具有学科交叉的典型特征，属于新工科专业范畴，对师资队伍建设提出了更高的要求。传统土木工程建筑类学科教师需要学习新兴技术，才能满足教学需求。智慧建造产业学院聘请多位行业专家担任教师，其具备实践经历和工程背景，因此，可以进一步完善师资队伍的建设。此外，智慧建造产业学院的实践教学平台实操性更强，质量更有保障。智能建造专业师资队伍建设必须以土建类专业教师为基石，逐步融合计算机、机械制造等交叉学科课程教师。进行教材建设，从原始教案积累、校企合作建设教材等途径，逐步编制适合智能建造专业交叉学科融合的特色教材。与智能建造专业交叉融合的课程种类繁多，在有限的课时内，可以通过智能建造专业各方向设定适当选修课，进行补充，提供合理的、个性化的理论知识教学平台。通过智慧建造产业学院与企业深度合作，以实际工程项目产出为导向，通过设计依托实际工程的任务驱动教学法，将工程理论与工程实践相结合，真正培养学生自主学习能力和解决实际问题的能力。在传统土木工程建筑学科实践教学平台的基础上，搭建校企合作实践教学平台，重视实践教学，培养学生实践能力和解决实际工程问题的能力，满足行业对复合型人才的需求。

3.2.5 打造有特色的智能建造专业

通过搭建产教融合平台，借助现代信息技术，使各种教学资源、各项教学要素以数字形态进行整体优化、组合，产生聚集效应[13]。河南城建学院是城建类本科院校，在智慧建造产业学院的带领下，智能建造专业融合了城建类多个学科专业，打造有城建特色的智能建造专业。依托河南城建学院自身情况和城建类特色，着力在城市建设全覆盖方面着手，打造了有城建特色的智能建造专业集群。智能建造技术应用范围广泛，如智慧工地、BIM信息技术平台、智能监测中的万物互联等，因此，在人才培养、师资队伍建设、校企合作的过程中，要结合学校的特色优势，着力在优势方向重点发展，形成在专业培养上的城建特点和专业集群优势。

4 智能建造技术人才就业前景

随着智能控制、互联网技术的快速发展，智能建造技术正引领建造业进行新一轮的变革。马智亮指出智能建造应用热点有智能设计、智能生产、智能施工，还有智能运维、智能装备、建筑产业互联网等多个方面[14]。

依据工程建设逻辑，从工程设计中BIM技术的应用到施工过程中人工智能技术、3D打印技术、物联网技术的应用，再到运营维护阶段大数据技术和云计算技术的应用，均表明智能建造正在引领建筑行业发展。根据教育部和住建部组织的行业资源调查报告，智能建造技术人才需求与培养数量之间存在缺口，随着人工智能技术、3D打印技术、物联网技术在建筑行业的充分应用与发展，未来十年，智能建造专业人才具有良好的就业前景。

5 结语

本文对智慧建造产业学院与智能建造专业协同发展背景下复合型人才培养路径展开研究，形成如下结论：

（1）智慧建造产业学院发展与智能建造专业建设相互促进，相辅相成。

（2）智能建造人才培养应遵循行业发展需求，以智慧建造产业学院为纽带，建筑行业中企业的需求直接指导智能建造专业人才培养路径的制定。

（3）基于智能建造专业特点，高校应注重培养多学科交叉的创新型复合高技术技能型人才，课程建设应以土建类学科为基础，融入人工智能、大数据等学科的知识，智能建造专业课程体系需遵从建造过程逻辑与学生认知逻辑。

（4）依托智慧建造产业学院开展校企深度合作，优化升级智能建造实践教学平台，结合虚拟仿真技术，对实验教学资源进行整合、共享，使得实验教学模式更加信息化、智能化。