面向“新工科”的智慧建筑學院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)研究與實踐

武鶴 孫緒杰 楊揚 張旭宏 董艷秋 王維銘

摘要：面向“新工科”和建筑業(yè)發(fā)展需求，以黑龍江工程學院校企合作共建智慧建筑學院的土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案為研究對象，面向建筑工業(yè)化和智能化培養(yǎng)目標，通過構(gòu)建“工科通識平臺、土木專業(yè)基礎(chǔ)平臺、新技術(shù)與交叉學科模塊、工程與社會模塊、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)模塊和智慧建造方向模塊”，形成適應地方本科院校土木工程專業(yè)改造升級的課程體系，

并以智慧建筑學院為載體，通過“引企入教”和校企多主體合作的“3+1”培養(yǎng)模式開展實踐研究，在培養(yǎng)企業(yè)急需的適應建筑工業(yè)化、數(shù)字化、智能化發(fā)展的應用型本科人才方面進行了大膽嘗試，取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：新工科;智慧建筑學院;工程教育;人才培養(yǎng)

中圖分類號：G6420?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：10052909（2021）01001007

“新工科”建設(shè)是國家為應對新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)的挑戰(zhàn)，服務國家戰(zhàn)略、滿足產(chǎn)業(yè)需求，面向未來發(fā)展提出的一項持續(xù)深化工程教育改革的重大行動計劃。自2017年2月20日教育部發(fā)布《關(guān)于開展新工科研究與實踐的通知》以來，教育部積極推進新工科建設(shè)，先后形成了

“復旦共識”“天大行動”和“北京指南”，陸續(xù)發(fā)布了《關(guān)于推進新工科研究與實踐項目的通知》《教育部辦公廳關(guān)于公布首批“新工科”研究與實踐項目的通知》《高等學校人工智能創(chuàng)新行動計劃》等文件，全力探索形成領(lǐng)跑全球工程教育的中國模式、中國經(jīng)驗，助力高等教育強國建設(shè)[1-3]。

根據(jù)“新工科”達成的共識，工科優(yōu)勢明顯的高校應該推動現(xiàn)有工科的交叉復合、工科與其他學科的交叉融合;綜合性較強的高校應該推動學科交叉融合和跨界整合，推動應用理科向工科延伸;一般地方性高校應該深化產(chǎn)教融合、校企合作、協(xié)同育人，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)改造升級，支撐地方產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級。教育部公布的數(shù)據(jù)顯示，開設(shè)工科專業(yè)的院校在我國占90%，其中地方本科院校占90.8%。如此龐大的地方院校在“新工科”建設(shè)背景下如何開展工程教育改革，是我們必須回答的問題[4]。

黑龍江工程學院作為應用型地方本科院校，積極響應高等教育“超前識變、積極應變、主動求變”的新發(fā)展理念，面向新經(jīng)濟、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，改造升級傳統(tǒng)工科專業(yè)，提升工程教育支撐服務產(chǎn)業(yè)發(fā)展的能力[5]。眾所周知，以BIM（Buiding Information Model）技術(shù)為基礎(chǔ)的建筑信息化正孕育著我國建筑業(yè)的重大變革，建筑業(yè)改變傳統(tǒng)落后的建造方式，加快推進轉(zhuǎn)型升級，實現(xiàn)建筑工業(yè)化、智能化已成為發(fā)展的必然[6]。作為以交通建筑為特色的應用型地方本科高校，

本著面向未來、資源共享的原則，學校結(jié)合實際情況，與中國建筑科學研究院、上海魯班軟件有限公司、北京奔特力公司、深圳市斯維爾科技股份有限公司，以及黑龍江建工集團和龍建路橋集團，共建智慧建筑學院，采取“3+1”的人才培養(yǎng)模式，聯(lián)合培養(yǎng)土木工程新型工科人才，以適應建筑工業(yè)化、智能化發(fā)展的要求[7]。

一、人才培養(yǎng)目標的確定

（一） 面向新工科的人才培養(yǎng)定位

為應對新工科多學科交叉融合發(fā)展的要求，按照“新工科”建設(shè)的行動路線，應用型地方本科院校應面向地方經(jīng)濟和行業(yè)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，聚焦信息化、智能化和多學科交叉復合進行專業(yè)改造升級，培養(yǎng)適應新技術(shù)、新業(yè)態(tài)、新產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的新型工科人才。因此，發(fā)揮與地方經(jīng)濟和行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)合緊密的優(yōu)勢，推動互聯(lián)網(wǎng)、人工智能、信息技術(shù)、大數(shù)據(jù)、BIM技術(shù)等與傳統(tǒng)工科專業(yè)的深度融合，關(guān)注行業(yè)及其產(chǎn)業(yè)當前急需和未來發(fā)展，集中優(yōu)勢資源，加強與行業(yè)領(lǐng)先企業(yè)的產(chǎn)教融合、協(xié)同育人，推動傳統(tǒng)工科專業(yè)的轉(zhuǎn)型、改造和升級，服務地方經(jīng)濟和產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，已成為地方應用型本科院校面向新工科人才培養(yǎng)的基本定位。

（二）智慧建筑學院土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標

如何確定智慧建筑學院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標，是構(gòu)建新工科背景下人才培養(yǎng)方案的首要問題。根據(jù)新工科人才培養(yǎng)定位和學校應用型人才培養(yǎng)優(yōu)勢與特色，在智慧建筑學院土木工程專業(yè)設(shè)置智慧建工和智慧道橋兩個專業(yè)方向。在廣泛征求用人單位、畢業(yè)生、行業(yè)企業(yè)專家意見的基礎(chǔ)上，結(jié)合學校人才培養(yǎng)定位，制定了智慧建筑學院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)目標，即培養(yǎng)面向行業(yè)和地方經(jīng)濟建設(shè)，適應未來社會發(fā)展需求，德智體美勞全面發(fā)展，基礎(chǔ)理論扎實、專業(yè)知識寬廣、實踐能力突出、科學與人文素養(yǎng)良好，具備終身學習與創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，掌握土木工程、信息與控制工程等相關(guān)學科基本原理和基本方法，能在交通建筑領(lǐng)域從事智能化建筑工程項目的規(guī)劃與設(shè)計、生產(chǎn)與施工、運維與管理等工作，具有國際視野、跨界融合、團隊意識和可持續(xù)發(fā)展理念的應用型高級專門人才。

畢業(yè)后經(jīng)過5年左右的實踐鍛煉能夠達到以下目標：（1）具備現(xiàn)代土木工程師的知識、能力和素養(yǎng)，能夠適應現(xiàn)代土木工程智能建造技術(shù)發(fā)展，綜合運用多學科知識對復雜工程問題提出解決方案;（2）在交通建筑領(lǐng)域具有職業(yè)競爭力，能夠跟蹤土木工程及相關(guān)領(lǐng)域的前沿技術(shù)，具備創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，能夠勝任智能化建筑工程項目的規(guī)劃與設(shè)計、生產(chǎn)與施工、運維與管理等工作，并成為企業(yè)的業(yè)務骨干和中堅力量;（3）具有跨界融合、溝通交流與合作能力，能夠在設(shè)計、施工或管理團隊中作為骨干或領(lǐng)導者發(fā)揮帶動作用;（4）具有良好的人文素養(yǎng)、法律意識、工程倫理、職業(yè)道德和家國情懷，能夠在土木工程領(lǐng)域的設(shè)計、施工與管理過程中自覺重視健康、安全、環(huán)境、社會、文化、法律等影響因素;（5）具有國際視野和終身學習能力，能夠通過自主學習或繼續(xù)教育等途徑拓展知識與能力，適應職業(yè)發(fā)展。

（三）人才培養(yǎng)目標的合理性評價

按照OBE教育理念，人才培養(yǎng)目標評價由合理性評價判定，培養(yǎng)方案制定后，在施工企業(yè)（占83%）、設(shè)計企業(yè)（占12%）和研發(fā)機構(gòu)（占5%）等用人單位進行了調(diào)研，其中以施工企業(yè)為主，調(diào)研單位與學校畢業(yè)生就業(yè)單位去向基本一致，如圖1所示。

培養(yǎng)目標的認同度分為5級，分別為“非常認同”“認同”“基本認同”“基本不認同”和“非常不認同”，量化分析時分值分別設(shè)定為100、80、60、40、20，將所有評價表的分值取均值作為各項的最終評價值。共發(fā)出調(diào)查表120份，收回有效調(diào)查表102份。經(jīng)統(tǒng)計，得到培養(yǎng)目標評價情況如圖2所示，圖中1—5對應5個細化的培養(yǎng)目標。從調(diào)研情況看，企業(yè)對人才培養(yǎng)目標非常認可，尤其對行業(yè)競爭力、溝通能力和人文素養(yǎng)方面的目標認同度較高。

二、面向新工科的人才培養(yǎng)規(guī)格與課程體系構(gòu)建

（一）人才培養(yǎng)規(guī)格

面向土木建筑領(lǐng)域的新發(fā)展，特別是未來建筑業(yè)新技術(shù)、新產(chǎn)業(yè)、新業(yè)態(tài)國際競爭的新挑戰(zhàn)，借鑒國際工程教育專業(yè)認證的先進理念，通過對土木工程專業(yè)升級改造，培養(yǎng)具備跨學科、跨領(lǐng)域，掌握現(xiàn)代工程新技術(shù)與學科交叉知識，具有家國情懷、工程倫理與生態(tài)意識和創(chuàng)新思維的新型工科人才。智慧建筑學院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)規(guī)格概括如下。

（1）思想品格：具有良好的思想政治品德和正確的世界觀、人生觀、價值觀與職業(yè)道德，做到責任擔當、貢獻國家、服務社會。

（2）工程知識：掌握數(shù)學、自然科學、土木工程專業(yè)及交叉學科知識，并運用所學知識解決智慧建筑領(lǐng)域相關(guān)工程問題，具備自主學習和不斷拓展知識領(lǐng)域的能力。

（3）專業(yè)能力：具備運用數(shù)學、自然科學、工程科學的基本原理，分析和解決復雜工程問題的能力;能夠應用新技術(shù)和現(xiàn)代工具（軟件）進行工程可視化設(shè)計、BIM協(xié)同設(shè)計，以及實驗研究與開發(fā)，并具有推動新技術(shù)應用和新技術(shù)創(chuàng)新的意識，具備較強的工程組織和管理能力。

（4）非技術(shù)能力：能夠與業(yè)界及社會公眾進行良好的溝通和交流，能夠在多學科背景下的團隊中作為成員或負責人有效發(fā)揮作用，具有良好的動態(tài)適應能力和跨界融合能力。

（5）綜合素質(zhì)：具備良好的人文社會科學素養(yǎng)和家國情懷、工程倫理與環(huán)境可持續(xù)發(fā)展理念;具有國際視野和終身學習的能力。

（二） 課程體系構(gòu)建

根據(jù)OBE理念，除依據(jù)培養(yǎng)規(guī)格（畢業(yè)要求）設(shè)置課程體系基本要求外，還應按照工程邏輯構(gòu)建模塊化課程，打破學科界限，將互聯(lián)網(wǎng)+、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能、虛擬現(xiàn)實等信息技術(shù)、智能技術(shù)，尤其是BIM技術(shù)等用于多學科交叉的課程體系設(shè)置中（如圖3），開展以成果為導向的課程體系重構(gòu)。

按照交叉與融合、協(xié)調(diào)與共享的新工科理念，建立能力達成與課程體系之間的對應關(guān)系，構(gòu)建面向新經(jīng)濟新業(yè)態(tài)的土木工程專業(yè)新型課程體系。尤其重視利用智慧建筑學院的優(yōu)勢，及時更新完善教學內(nèi)容，將行業(yè)企業(yè)及教師研究成果充實到教學中，開拓學生的視野，提升學生應對變化的能力。在整個培養(yǎng)方案的制定過程中，始終與行業(yè)企業(yè)專家共同商討，充分體現(xiàn)行業(yè)企業(yè)發(fā)展對人才培養(yǎng)規(guī)格的需求。

（三）校企協(xié)同育人方案

學生主要以設(shè)計、施工、管理等崗位為平臺，全面了解和參與企業(yè)項目的有關(guān)技術(shù)和管理工作，尤其是有關(guān)智慧工地、智能建造、智能裝備、智能管理及BIM協(xié)同方面的工作，在實踐中

培養(yǎng)學生的專業(yè)能力、綜合素質(zhì)和創(chuàng)新意識。

為保證學生在企業(yè)實踐的順利實施，采取分階段的方式進行，做到工學結(jié)合、產(chǎn)教融合，循序漸進、取得實效，具體實踐項目與內(nèi)容如表1。

三、人才培養(yǎng)方案實施過程與效果分析

智慧建筑學院于2016年成立，每屆土木工程專業(yè)招收兩個班，智慧建工和智慧道橋兩個方向。每年從大二土木類招生的學生中分流產(chǎn)生，現(xiàn)已招收四屆學生，其中2015級和2016級學生已順利畢業(yè)。

（一）教學計劃安排與“3+1”人才培養(yǎng)模式實踐

為適應建筑工業(yè)化、智能化發(fā)展的要求，采取“3+1”的人才培養(yǎng)模式，與多主體聯(lián)合培養(yǎng)單位共同制定人才培養(yǎng)方案、共同落實教學計劃安排。其中，前三年以校內(nèi)學習和校內(nèi)實踐為主，企業(yè)教師走進校園、課堂參與教學，實施“引企入教”。第6學期的生產(chǎn)實習和第7學期的企業(yè)實踐均采用雙導師制。第8學期完成畢業(yè)設(shè)計任務，采用企業(yè)教師和校內(nèi)教師共同指導的方式，結(jié)合工程實際進行選題，利用BIM技術(shù)進行工程項目設(shè)計、施工和管理，研究、開發(fā)用于解決工程技術(shù)問題的BIM新技術(shù)。同時利用學院土建類專業(yè)齊全的優(yōu)勢，

組建由建筑學專業(yè)、建工專業(yè)、建環(huán)專業(yè)和給排水專業(yè)構(gòu)成的“智慧建筑團隊”，

多專業(yè)協(xié)同，

完成基于BIM技術(shù)的學校在建工程技術(shù)大樓的可視化設(shè)計。此畢業(yè)設(shè)計階段，學生可作為企業(yè)技術(shù)人員直接參與企業(yè)的工程設(shè)計、技術(shù)開發(fā)和施工管理。最終由企業(yè)和學校共同完成對學生的畢業(yè)答辯考核。

（二）師資隊伍的配備與“1+1+1”教學團隊的實施

智慧建筑人才培養(yǎng)的課程體系具有學科交叉的特征，因此，除本專業(yè)教師外，還聘請了相關(guān)交叉學科的教師和具有智能建造經(jīng)驗的企業(yè)教師組成“1+1+1”的師資隊伍，特別是涉及新技術(shù)與學科交叉融合的課程，通常由多位教師或者校內(nèi)外教師共同承擔教學任務。為保證專業(yè)建設(shè)的持續(xù)性，除積極引進交叉學科教師外，有計劃地安排青年教師學習新技術(shù)，參加培訓交流，到設(shè)計院、施工企業(yè)參加實踐鍛煉，逐步完善教師隊伍結(jié)構(gòu)，提升教師隊伍水平。

（三）校內(nèi)實踐平臺與企業(yè)實踐基地建設(shè)

為適應建筑工業(yè)化、智能化的發(fā)展，2016年學校投入600萬元建設(shè)了設(shè)施先進、功能齊全的智慧建筑仿真實驗中心（BIM技術(shù)中心），供土木、建筑、工管等專業(yè)使用。根據(jù)建筑施工與管理技術(shù)發(fā)展情況，2019年與龍建路橋集團共建了“智慧工地實驗室”，以滿足智慧建筑學院人才培養(yǎng)的需要。與此同時，分別與哈爾濱建筑云科技公司、黑龍江公路勘測設(shè)計院、深圳斯維爾科技公司、黑龍江省建工集團等企業(yè)共建智慧建筑實踐基地及BIM技術(shù)研發(fā)中心，保證了學生在企業(yè)實習的軟硬件條件。目前，根據(jù)《裝配式建筑構(gòu)件制作與安裝職業(yè)技能等級標準》的要求，學院獲得了“1+X證書”（試點）培訓資格，進一步強化了智慧建筑教學軟硬件設(shè)施建設(shè)，有力地保障了智慧建筑學院土木工程專業(yè)教學和人才培養(yǎng)需求。

（四）教學方式方法改革與考核

在專業(yè)課教學中，改變以講授為主的傳統(tǒng)教學方式，將案例教學、探究式教學和項目驅(qū)動式教學納入教學改革中。加大師生互動與學生團隊式研討教學，充分體現(xiàn)“以學生為中心”和“成果導向”的教學設(shè)計。以能力目標為導向，以課程目標為抓手，采取測試、案例分析、調(diào)研報告、項目設(shè)計、小組答辯、實際操作等多種方式對學生進行考核。重視學生階段性目標的達成評價，特別是在實習實訓環(huán)節(jié)采取自我評價、企業(yè)指導教師和校內(nèi)指導教師三方評價相結(jié)合的方式。生產(chǎn)實習、企業(yè)項目實踐和畢業(yè)設(shè)計都需要通過由企業(yè)教師（專家）和學校教師組成的答辯委員會，公開答辯考核。

（五）實施效果分析與啟示

智慧建筑學院土木工程專業(yè)采用面向“新工科”的人才培養(yǎng)方案，學生在建筑工程信息化技術(shù)方面的能力得到了加強，具備了應用BIM技術(shù)等手段進行智能化設(shè)計與施工管理的能力。通過交叉學科課程的學習，開闊了視野，為適應新技術(shù)、新業(yè)態(tài)的出現(xiàn)和跨界發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。特別是通過第四年在企業(yè)的綜合實踐，做到個性化選擇、實戰(zhàn)化訓練、前沿性引領(lǐng)和品質(zhì)化培養(yǎng)。通過“做中學”“學中做”，參與企業(yè)的研發(fā)項目、工程實例，學生的綜合素質(zhì)和工程能力得到明顯提升。將畢業(yè)設(shè)計與生產(chǎn)項目、素質(zhì)教育與跨界能力培養(yǎng)有機結(jié)合，實行雙導師制，與工程界保持同步，獲得現(xiàn)代工程師的初步訓練。2015級和2016級畢業(yè)生需求旺盛，且大都進入中建、中交等大型企業(yè)的新技術(shù)崗位。首屆畢業(yè)生在企業(yè)表現(xiàn)調(diào)查反饋表明：智慧建筑學院土木工程專業(yè)基于新工科理念培養(yǎng)的學生，更適合現(xiàn)代企業(yè)發(fā)展的需要，能夠滿足建筑企業(yè)既懂專業(yè)，又能應用智能、信息手段進行工程設(shè)計、施工與管理的人才需求。

企業(yè)在人才培養(yǎng)中起著舉足輕重的作用，實踐環(huán)節(jié)的教學主要以企業(yè)為主，企業(yè)需要提供具備一定水平的導師和適當?shù)膷徫?，也需要有目的地安排實踐項目讓學生參與。這對以生產(chǎn)為主要目標的企業(yè)而言需要付出一定的代價和成本。如何使學校與企業(yè)互利互惠、合作共贏，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，是一個需要解決的問題。積極探索混合所有制辦學，以股份制產(chǎn)業(yè)學院方式聯(lián)合辦學，強化企業(yè)的辦學地位，增強專業(yè)的主人翁意識并從中獲得收益，是值得探討的產(chǎn)教融合辦學模式。

四、結(jié)語

校企共建智慧建筑學院的成立，是響應“新工科”建設(shè)的需要，是適應建筑工業(yè)化、智能化的發(fā)展的重要舉措。通過實施“3+1”校企合作、協(xié)同育人培養(yǎng)模式，組建“1+1+1”的多結(jié)構(gòu)專兼結(jié)合的教師隊伍，搭建校內(nèi)與校外多主體、多類別，開放共享的實踐基地，采取“以學生為中心”和“成果導向”的教學設(shè)計與多樣化的考核評價體系，有力地保障了智慧建筑學院土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案的有效實施，并達到預期效果，可供同類院校土木工程專業(yè)新工科建設(shè)借鑒、參考。參考文獻：

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Innovative research and practice of talent cultivation plan of civil engineering

major of Intelligent Construction College for emerging engineering education

WU He， SUN Xujie， YANG Yang， ZHANG Xuhong， DONG Yanqiu， WANG Weiming

（School of Civil Engineering and Architecture， Heilongjiang Institute of Technology， Harbin 150050， P. R. China）

Abstract：

Facing the development needs of emerging engineering education and construction industry， talent cultivation plan of civil engineering major of Intelligent Construction College built based on schoolenterprise cooperation by Heilongjiang Institute of Technology is researched. Training objective is established to meet the demand of building industrialization and intellectualization， and the curriculum system adapting to the transformation and upgrading of civil engineering specialty in local universities is constructed including engineering general education platform， professional foundation platform of civil engineering， new technology and interdisciplinary module， engineering and social module， innovation and entrepreneurship module， and intelligent construction module. A “3+1” training mode based on multiagent cooperation is adopted which introducing enterprises to participate in education. Taking the Intelligent Construction College as the carrier， practical research is carried out to cultivate applicationoriented undergraduate talents who adapt to the development of industrialization， digitization， and intellectualization of construction and are needed by enterprises， and it works well.

Key words： emerging engineering education; Intelligent Construction College; engineering education; talent cultivation

（責任編輯 梁遠華）