新工科背景下应用型本科高校智慧工地教学改革研究

杜玉杰，朱学敏，马露，常山，杨瑞敏

（安徽科技学院 建筑学院，安徽蚌埠 233000）

随着建筑行业信息化的不断发展，我国目前正处于从传统建造向工业化、智能化建造过渡的重要阶段[1]。2015 年5 月，国务院印发《中国制造2025》，明确提出要大力发展智能制造技术，实现由“制造”向“智造”的转变[2]，这标志着人工智能逐渐融入我国经济领域[3]。智慧工地是人工智能技术在建筑业生产作业过程中的集中体现，从技术层面而言，智慧工地是将信息技术融入建造过程，实现自动化、信息化、智能化的手段[4]；从管理层面而言，智慧工地能够对建设项目有关人员进行有效协调，是一种全新的数据导向型建设项目管理模式。2017年以来，中央和地方相关部门相继发布文件（见表1），旨在推进建筑业工业化、数字化、智能化的升级，加快转变建设方式，促进建筑业的高质量发展[5-6]，标志着智慧工地成为未来建筑业发展的主流趋势。在此背景下，安徽科技学院面向土木工程专业学生开设智慧工地课程，旨在培养技术变革时代满足建筑行业需求的高素质、复合型人才，但是在教学过程中还存在诸多难题。因此，有必要对智慧工地教学进行改革，提高教学效果，培养学生综合能力，输送高素质应用型人才。

表1 智慧工地相关政策

1 智慧工地课程现状

1.1 重理论，轻实践

应用型本科重在“应用”二字，注重提升学生实践能力[7]，培养具有较强社会适应能力和竞争力的高素质应用型人才，其核心环节是实践教学。地方应用型本科要形成自己的专业特色，必须与具体的工程实践需要相结合。目前，部分地方本科院校的教学中存在理论与实践脱节的情况，理论教学占比大，实践教学占比小，学生虽然掌握了一定的智慧工地理论基础，但工程实践能力较差，工作中无法将理论知识对接实际需求[8]。而且传统实践教学时间短，方式单一，一般要求学生提交实习报告或实习日记作为考核材料，有些学生为了完成任务，直接拷贝网上资料，缺乏自己动手操作，考核有效性无法保证。

1.2 跨学科师资力量薄弱

智慧工地是一门多学科交叉融合的综合性课程，涵盖土木工程、人工智能、计算机技术、大数据、物联网和智能测绘等专业知识[9]。这不仅对学生学习能力要求高，对授课教师的知识储备要求也极高。目前跨学科师资队伍匮乏，部分授课教师在课程教学过程中对某一章节的知识不够熟悉，难以使学生很好地掌握相关知识。比如土木工程专业教师对计算机专业知识储备不足，在信息传输技术与设备这一节内容的教学中只能简单介绍相关概念和设备，而对于设备运行原理较少涉及。学生上完课后也是只“知其然”而不知其“所以然”。此外，智慧工地是一门强调工程实践的课程，目的是解决工程项目实际问题，而教师团队中缺乏工程经验丰富的工程师和相关企业人员[10-11]，最终培养的学生达不到建筑行业对人才的需求。

1.3 教学评价机制缺位

传统单一的教学考核方式与高素质应用型人才培养的要求不匹配[12]。应用型高校在人才培养过程中应以职业需求为导向，以实践能力培养为重点，以产学研结合为途径。由于教学过程中重理论、轻实践，导致实践考核缺失，较多关注对理论知识的考核，传统的课程教学考核方式不利于专业技能人才的培养。此外，智慧工地课程考核评价主体单一、考核评价内容不全面、考核评价方式不合理问题突出。一些任课教师为了减轻自己的任务，主要采用期末笔试的考核方式，导致学生考前突击复习。这种考核方式不能全面反映学生的学习态度、学习能力和学习效果，也不利于学生能力和素质的培养。

2 智慧工地教学改革措施

2.1 加强实践教学

为了加强学生对智慧工地应用的认识，提升学生对相关先进技术的掌握，在实践教学环节引入智能建造技术实训平台。该平台是一款集专业性、全面性、创新性于一体的智能建造全过程技术教学实训系统，采用虚拟现实技术构建岗位实训实践体系。该实训平台将某实际工程项目分解成4 个模块，即施工准备、土方基础、主体建造、装饰装修。教师在线上发布模块任务后，学生可以在实训平台完成相应的任务内容。例如，在施工准备模块，学生了解工程概况后，通过实操完成BIM 图审、BIM 场地布置、劳务实名制、车辆管理以及扬尘噪音监测等任务。以智慧工地项目为教学场景，围绕施工和管理，弥补理论教学的不足，让学生在完成任务的过程中掌握智慧工地相关技术，真正实现岗位任务模拟，由校入岗无缝对接。

校企合作，协同育人。在提升实践教学条件的同时，也要积极引入社会资源。智慧工地实践课程体系离不开企业的技术支持，企业需求是应用型高校人才培养的出发点和落脚点。学校应充分征求企业技术人员的意见和建议，结合企业需求，有针对性地编制实践教学大纲，优化实践教学内容[13]。在条件允许的前提下，教师带领学生深入智慧工地企业或项目一线实地参观，帮助学生了解企业需求和智慧工地现状，根据反馈持续改进实践课程体系方案。坚持校企合作、资源共享，拓宽人才培养途径。相关企业可以提供实践基地、技术支持和就业保障，高校反哺企业高质量人才和研究成果，最大限度实现校企合作优势资源互补，实现产教融合、协同发展[14]。

2.2 打造高水平教学团队

建立跨学科教学团队。智慧工地是多学科交叉课程，为了保证教学质量，可以与其他学科专业教师建立合作团队，发挥各专业优势，共同完成智慧工地理论教学任务。比如：土木工程专业教师对BIM技术有比较深入的理解，但是对计算机技术知之甚少，因此，可以让土木工程专业教师完成智慧工地中BIM 技术这一节内容的教学，让计算机专业教师完成物联网技术、智能分析技术这部分内容教学，通信工程专业教师可以很好地完成信息传输技术与设备这一节内容的教学。专业的跨学科教学团队可以帮助学生全面掌握智慧工地相关技术。

打造“工程师+教师”的团队。加强教师团队的业务培训，有必要把智慧工地专业教师派遣到企业生产一线，让他们了解BIM、物联网、大数据等技术在智慧工地项目中的应用现状，加强新技术、新理论的培训。从工程应用的角度提升教师的工程素质和工程实践能力。教师掌握一线工程应用，了解需求，才能将工程实践与理论知识对接，合理设计实践课程目标，让学生以应用“知其然”，推动理论深入“知其所以然”。此外，积极发挥企业优势，开展企业专家、工程师进课堂活动。邀请智慧工地相关的企业专家和工程师上课，结合亲自参与的工程案例，给学生讲解智慧工地技术在实际工程中的运用，激发学生学习兴趣。打造“工程师+教师”的“双师型”教师团队，师资良性互动，不断提高教师的实践教学水平，同时也把企业先进的技术和工艺流程引进课堂。

2.3 采用多元化考核评价机制

课程考核是教学过程中的重要环节，是检验学生课堂学习效果的重要手段，是提高教育教学质量的重要途径。

传统考核方式存在考核主体单一、考核方式落后的问题，因此，在课程考核中创建多元化课程考核方式，包括认知参观、课堂活动表现、案例讨论、期末论文测试4 个方面，突出对学生知识、能力、素质全方位的评价。认知参观，组织学生参观施工现场智慧工地展厅，深入了解智慧工地的应用现状，最后提交实习总结报告，主要考核学生分析问题和学习的能力；课堂活动表现，通过课堂作业、小组讨论、随机选人分享等课堂活动，考核学生思辨能力及发散性思维；案例讨论，以某医院综合楼建设项目为例，融入智慧工地施工流程内容，设计案例研讨主题，分组讨论并制作PPT 汇报，考核学生语言表达、团队协作、创新意识等能力；期末论文，改变期末考试类的终结式考核方式，让学生总结学习成果，提交一份智慧工地发展与应用方面的论文，内容多样，主要考核学生搜集信息、撰写科技论文能力。

突出过程性考核的重要性，多方面反映学生真实学习情况，运用学习通平台，课后也可以随时关注学生的学习状态、学习积极性、对知识的掌握情况等，充分发挥课程考核评价机制对学生学习的促进作用和对教学方式的反馈作用。课前在学习通平台发布线上学习资料，将学生的学习情况纳入最终考核范围，具体考核项目及权重为：学习进度（占比为10%）、预习题目完成情况（占比为5%）以及学习笔记（占比为5%）；课中设置课堂活动，提高学生参与度，其中学生出勤占比为10%、课堂表现占比为25%、课堂测验占比为10%；课后发布课后作业（占比为20%）和案例分析（占比为15%），巩固课堂教学效果，实现对学生教学三阶段、学习全过程的数据采集。过程性考核项目及权重见表2。

表2 过程性考核项目及权重

3 结束语

随着建筑行业工业化、信息化、智能化的不断推进，智慧工地应运而生，并越来越受重视。安徽科技学院始终紧跟国家政策导向和社会发展需求，创新性地开设了智慧工地课程。本文分析智慧工地课程教学过程中存在的问题，从师资队伍、教学内容、课程考核评价等方面进行改革探索，构建全新的智慧工地课程体系，能在很大程度上改变师资力量薄弱、考核方式单一、实践教学欠缺的弊端，极大提高学生的工程实践能力，培养高素质、复合型应用人才。