智能建造背景下地方高校工程管理专业实践教学探索

戴晓燕， 贺瑶瑶， 王 超

（1.湖北第二师范学院建筑与材料工程学院，武汉 430205；2.武昌首义学院城市建设学院，武汉 430064）

0 引言

世界正在进入以信息产业为主导的经济发展时期，我国应把握数字化、网络化、智能化融合发展的契机，以信息化、智能化为杠杆培育新动能［1］。智能建造是信息技术与工程建造技术深度融合形成的全新建造和管理方式，可为建筑业绿色发展赋能，助力传统建筑业转型升级以实现高质量发展［2］。住建部、国家发改委等十三部门于2020年7月联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》提出现有各类产业支持政策应进一步向智能建造领域倾斜，加快形成全产业链融合一体的智能建造产业体系，改变建筑业经济增长方式落后、资源能耗消耗较高、信息化及智能化水平偏低、施工人员老龄化和劳动生产率低下的现状［3］，同时应加大人才培养力度，为智能建造发展提供人才后备保障。

1 高校工程管理专业人才实践能力的新要求

工程实践教学是专业培养的核心竞争力与关键所在，智能建造对此提出了更高更新的要求［4］。肩负服务地方经济使命的地方高校应抓住新机遇、应对新挑战，积极探索创新人才培养模式，将智能建造理念融入工程管理专业建设之中，注重多学科交叉融合，着力提高学生顺应智能建造时代潮流的工程实践能力，为区域经济社会发展培养能够适应未来科技与工程发展的专业人才。

1.1 具有智能建造管理的复合型知识结构

智能建造是建筑工业4.0时代背景下以数字化、网络化和智能化为特征的工程建造创新模式，是对《国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》强调“加快数字化发展，以数字化转型整体驱动生产方式、生活方式和治理方式变革”的积极响应，需要面向全产业链一体化的工程软件、面向智能工地的工程物联网、面向人机融合的智能化工程机械、面向智能决策的工程大数据等领域技术做支撑［5］。为适应建筑业转型升级需求，地方高校工程管理专业人才应具备土木工程、管理科学、信息技术、工程机械等跨学科的复合型知识结构，在智能决策、智能勘察设计、智能生产与施工、智能服务等各环节以数智化思维来解决现实问题，尤其随着5D云机器人、砌墙机器人、钢梁焊接机器人、多点钻孔破石机器人、混凝土喷射机器人等建筑智能机器人（见图1）在工程建设领域的广泛应用，实现人机的高效协同更需要管理方法与组织模式的创新，以应对建筑行业的深刻变革。

图1 建筑智能机器人

1.2 从工程项目全生命周期视角出发

智能建造是在工程建造要素实现数字化基础上，通过规范化建模、网络化交互、可视化认知、高性能计算以及智能化决策支持，在工程项目全生命周期（见图2）过程中为业主提供智能化、绿色可持续的产品与服务，包括在决策阶段通过搭建的数据模型对实际情况进行模拟仿真和预测，以智能分析实现优化决策［6］；在设计阶段依托BIM技术、人工智能辅助设计等方式实现通用化、模块化及系列化的产品标准化设计；在施工建造阶段建设预制混凝土构件及钢构件智能生产线、推进装配化施工、智慧工地建设及运用BIM技术进行碰撞检测和优化方案；在运营服务阶段通过BIM5D信息模型结合物联网技术对工程项目进行能耗检测和安防管理，实现运维故障实时响应，提高数据管理效率和安全管理能力。智能建造还需要在工程项目全生命周期信息共享和集成管理的基础上，不断拓展、丰富工程建造价值链，通过信息网络连接上下游工程建造参与主体，实现跨阶段的数据交互与反馈，推进智能建造全产业链的融合，从而使工程决策从经验驱动向数据驱动转变。

图2 工程项目全生命周期内的智能建造活动

2 高校工程管理专业人才培养实践教学现状

实践教学能够提升学生的实践应用能力和专业研究能力，提高学生的专业素养，对于应用型人才培养具有重要的意义［7］。工程管理专业具有实践性强的特点，智能建造时代背景下，建筑业对具有过硬实践技能的工程管理专业人才提出了迫切的需求。地方高校作为向地方经济发展输送能适应新环境并推进社会进程的应用型人才的主体，目前在工程管理专业实践教学中还存在以下问题。

2.1 实践教学内容与建筑产业转型升级不同步

我国已进入数字经济时代，智能建造正以促进传统建造方式升级助推建筑产业实现现代化，在工程建设领域将逐渐得到推广普及。地方高校的工程管理专业人才培养普遍还存在重理论、轻实践的现象，对学生的实践能力和创新能力不重视，不能围绕社会需求及时更新实践教学内容。以BIM技术为代表的数字化、网络化、智能化的教学内容未充分融入地方高校工程管理专业实践教学环节，学生不能加强新知识的融会贯通以掌握本领域内最新发展趋势，导致毕业生缺乏竞争力，并且走向工作岗位后的实践能力无法与社会需求相衔接。

2.2 师资队伍不能满足新形势的教学需求

随着经济发展和新旧动能的转换，工程项目绿色、低碳、环保等目标将是新形势下工程管理专业教学关注的重点，地方高校应为满足地方经济发展提供人才支撑。工程管理专业教师应具有工程实践经验，以确保实践教学可满足新工科人才培养要求。近些年地方高校为扩大办学规模和提升办学质量而引进的教师，大多为国内外高水平博士，虽然接受了良好的理论知识和学术训练，但由于直接从学生转变为高校教师，没有企业工作经验，缺乏工程项目历练［8］，并且在大环境下，更多专注于政策导向明显的科研项目和学术论文，对参与工程实践研究的积极性不高，学校真正具有智能建造从业经验的双师型教师数量有限，导致对学生的从事智能建造的工程实践能力培养更加弱化。

2.3 相关主体动力不足导致产教融合流于形式

产教融合作为国家重大战略和改革举措，旨在促进教育与产业统筹融合、良性互动，增强教育对经济发展和产业升级的服务贡献。由于产教融合相关主体认识不深、利益冲突等多种因素影响，地方高校工程管理专业办学没有快速抓住智能建造时代新机遇，深化产教融合行动迟缓，仅仅局限于订单式培养、学校与企业共建实习实训基地等模式，未能实现政行校企四位联动、协同发展。校企合作共建基地也常限于浅层的参观实习［9］，甚至于有些学校的产教融合仅停留在框架协议表面，政府、行业、学校、企业之间没有开展深层次务实合作，学生与教师不能真正融入智能建造相关企业进行学习与锻炼，造成所学知识与地方经济发展对人才需求相脱节，难以产生实际的经济社会效益。

3 高校工程管理专业人才培养实践教学探索

地方高校应紧紧围绕数字中国、智能建造等国家发展战略，以智能建造对具有工程建造能力及信息技术应用能力的人才需求为导向，对工程管理专业进行升级改造，强化实践教学环节，培养学生工程实践与创新能力，通过供给侧改革提高人才培养质量［10］。

3.1 创新实践课程体系，优化工程管理专业人才培养方案

智能建造时代背景下，地方高校应坚持以学生为中心、以产出为导向和持续改进的原则，以工程实践能力培养为主线优化人才培养方案，构建体现工程教育特色的实践课程体系（见图3），以契合经济社会发展对工程管理新工科人才的需求。

图3 面向智能建造的地方高校工程管理专业实践课程体系

实践课程体系是地方高校工程管理专业人才培养方案课程体系的重要组成部分，设置的课程应基于面向产出的成果导向教育理念（Outcome Based Education，简称OBE），按照“反向设计、正向施工”的方法，以学生毕业后初步具有智能建造相关领域的专业知识与技能的毕业要求作为特定的预期产出，将学生应具备的能力落实到课程内容，开展标准先行的专业建设［11］。实验课应提高综合性、设计性、创新性实验比重，课程设计应体现工程项目全过程信息化、智能化管理的专业教育特色，促进学生熟悉工程项目全生命周期管理流程；引导学生进行面向智能建造的多学科交叉融合的创新训练，培养学生适应产业转型升级的创新意识和创新思维，同时根据产教融合建设新工科的需求，通过设立职业技能必修课程将工程建设领域内智能建造工程师、BIM工程师、咨询工程师等职业资格考试与课程内容相联系［12］，如表1所示，还可吸纳学生加入教师的横向课题团队并通过指导学生参加智能建造与管理创新大赛、BIM技术和装配式技能大赛等活动来提升学生的实践能力及创新能力；工程测量、虚拟设计与施工等课程实习应迎合时代需求进行升级改造，融入智能测量、装配式施工等面向智能建造的实习内容，认识实习、生产实习、毕业实习应帮助学生深入智能建造工地现场，重点关注虚拟现实技术、人工智能、工程项目智慧化管理，获得对智能建造的初步感性认识；毕业设计环节应跟踪工程管理学科前沿，融会贯通学生所学专业课程，提升学生适应建筑业智能建造发展需求的能力。

表1 智能建造背景下与地方高校工程管理专业相关的职业资格

3.2 满足智能建造时代需求，强化学生BIM工程实践能力培养

BIM（Building Information Modeling，建筑信息模型）是在工程建筑领域应用信息技术，实现对工程设计、建造、运维和管理过程仿真和模拟的一种技术和管理方法，是智能建造促进建筑产业转型升级的重要载体。具有BIM能力的工程管理人才是社会用人导向，地方高校应将BIM知识体系导入工程管理专业人才培养方案，优化人才培养知识体系结构，提升学生的BIM工程实践能力及职业竞争力［13］。

图4所示为融入BIM技术的地方高校工程管理专业虚拟仿真教学课程体系。虚拟仿真实验教育是高等教育信息化建设的重要内容，很多地方高校顺势而为陆续成立了可以彰显学校办学特色的BIM虚拟仿真实验中心，为学生理解BIM技术在工程项目建设中的应用提供了信息交互的环境。智能建造时代背景下，地方高校应立足现有BIM虚拟仿真实验中心，以硬件环境为依托、以教学软件为载体，开展BIM+课程群的协同教学，既可利用BIM技术实现专业课程之间纵向整合，如在工程制图等建筑结构类课程中利用BIM三维虚拟技术，帮助学生更好提高识图能力；在工程施工等施工技术应用类课程中融入BIM施工仿真模拟技术，展示更加直观形象的施工过程；在工程计量与计价等造价管理类课程中运用计量计价仿真教学云系统，通过BIM3D仿真计量模型和全过程任务引导，为学生工程计价业务打下坚实的基础；在工程项目管理等全过程综合管理类课程中融入BIM5D软件、智慧工地虚拟实践系统，帮助学生掌握数字化建造工作内容；BIM综合实践及毕业设计可结合具体的工程项目实例，强化学生融会贯通BIM技术的综合能力。

图4 融入BIM技术的地方高校工程管理专业虚拟仿真教学课程体系

专业课间可利用BIM技术实现横向联合，将CAD图纸转化为Revit三维模型，导至BIM计量计价软件进行工程量计算及清单计价，并在施工阶段结合场地布置、模板脚手架设计等软件帮助学生编制施工方案，还可结合工程管理虚实一体电子沙盘及BIM5D软件讲解安全文明施工、工程项目精细化管理，从而使学生全面系统了解工程项目全生命周期管理流程。虚拟仿真实验中心在抓好第一课堂教学的同时，也可以第二课堂的形式培养学生创新实践能力，通过成立BIM社团为广大BIM兴趣爱好者提供交流学习平台［14］，鼓励学生积极参加全国高校BIM应用技能大赛并开展基于智能建造的合作，增强学生的团队协作能力。

3.3 提升师资队伍实践教学水平，保障实践教学效果

新工科人才是引领未来经济社会发展的重要支撑，师资队伍是新工科建设中人才培养的引擎。时代越是向前，知识和人才的重要性就愈发突出，教育和教师的地位和作用就愈发凸显［15］。智能建造时代背景下，地方高校应加强师资队伍建设，着力提高教师实践教学水平，为服务地方经济社会发展提供坚强的师资保障。①应加强具有智能建造工程背景的师资队伍建设，确保教师队伍中应有智能建造企业或行业专家作为兼职教师，能够开展工程实践问题研究及参与学术交流。②“走出去”，地方高校应迎着国家政策的东风，积极推动产教融合，通过组织教师申报教育部产学合作协同育人项目等方式，与智能建造一流企业为代表的工程建设领域内相关企业深化战略合作关系，支持教师尤其是青年教师深入企业参与生产管理活动，提升自身工程素质和工程实践能力，实现教学内容与建筑业全产业链前沿紧密结合，为学生提供更宽广的知识视野。③“引进来”，地方高校应完善企业或行业专家进校园讲座、进课堂授课、指导学生毕业设计等教学管理制度，同时引进企业工程项目案例等优质工程教育资源，开发产教融合式课程与教材［16］，增强实践教学活力，并借助校企共建的产业学院、企业工作室等可以锻炼教师工程实践能力的最佳产教融合平台，打造实践教学水平过硬的双师型队伍。

4 结语

智能建造不仅是工程建造技术的变革创新，更将从产品形态、建造方式、经营理念、市场形态以及行业管理等方面重塑建筑业［17］。地方高校作为培养支撑国民经济和社会发展所需人才的主力军，应紧跟时代发展创新工程管理新工科人才培养模式，合理构建面向智能建造的实践教学课程体系，注重提升学生从事智能建造的工程实践能力与创新能力，为建筑业培养能胜任行业发展需求的人才，有效提升学校的影响力和社会声誉，实现学生成长成才、学校长足发展及区域经济腾飞的良性循环。