戴曉燕, 賀瑤瑤, 王 超
(1.湖北第二師范學(xué)院建筑與材料工程學(xué)院,武漢 430205;2.武昌首義學(xué)院城市建設(shè)學(xué)院,武漢 430064)
世界正在進(jìn)入以信息產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展時(shí)期,我國(guó)應(yīng)把握數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化融合發(fā)展的契機(jī),以信息化、智能化為杠桿培育新動(dòng)能[1]。智能建造是信息技術(shù)與工程建造技術(shù)深度融合形成的全新建造和管理方式,可為建筑業(yè)綠色發(fā)展賦能,助力傳統(tǒng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)以實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展[2]。住建部、國(guó)家發(fā)改委等十三部門于2020年7月聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于推動(dòng)智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》提出現(xiàn)有各類產(chǎn)業(yè)支持政策應(yīng)進(jìn)一步向智能建造領(lǐng)域傾斜,加快形成全產(chǎn)業(yè)鏈融合一體的智能建造產(chǎn)業(yè)體系,改變建筑業(yè)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)方式落后、資源能耗消耗較高、信息化及智能化水平偏低、施工人員老齡化和勞動(dòng)生產(chǎn)率低下的現(xiàn)狀[3],同時(shí)應(yīng)加大人才培養(yǎng)力度,為智能建造發(fā)展提供人才后備保障。
工程實(shí)踐教學(xué)是專業(yè)培養(yǎng)的核心競(jìng)爭(zhēng)力與關(guān)鍵所在,智能建造對(duì)此提出了更高更新的要求[4]。肩負(fù)服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)使命的地方高校應(yīng)抓住新機(jī)遇、應(yīng)對(duì)新挑戰(zhàn),積極探索創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式,將智能建造理念融入工程管理專業(yè)建設(shè)之中,注重多學(xué)科交叉融合,著力提高學(xué)生順應(yīng)智能建造時(shí)代潮流的工程實(shí)踐能力,為區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展培養(yǎng)能夠適應(yīng)未來科技與工程發(fā)展的專業(yè)人才。
智能建造是建筑工業(yè)4.0時(shí)代背景下以數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化和智能化為特征的工程建造創(chuàng)新模式,是對(duì)《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和2035年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要》強(qiáng)調(diào)“加快數(shù)字化發(fā)展,以數(shù)字化轉(zhuǎn)型整體驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)方式、生活方式和治理方式變革”的積極響應(yīng),需要面向全產(chǎn)業(yè)鏈一體化的工程軟件、面向智能工地的工程物聯(lián)網(wǎng)、面向人機(jī)融合的智能化工程機(jī)械、面向智能決策的工程大數(shù)據(jù)等領(lǐng)域技術(shù)做支撐[5]。為適應(yīng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)需求,地方高校工程管理專業(yè)人才應(yīng)具備土木工程、管理科學(xué)、信息技術(shù)、工程機(jī)械等跨學(xué)科的復(fù)合型知識(shí)結(jié)構(gòu),在智能決策、智能勘察設(shè)計(jì)、智能生產(chǎn)與施工、智能服務(wù)等各環(huán)節(jié)以數(shù)智化思維來解決現(xiàn)實(shí)問題,尤其隨著5D云機(jī)器人、砌墻機(jī)器人、鋼梁焊接機(jī)器人、多點(diǎn)鉆孔破石機(jī)器人、混凝土噴射機(jī)器人等建筑智能機(jī)器人(見圖1)在工程建設(shè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,實(shí)現(xiàn)人機(jī)的高效協(xié)同更需要管理方法與組織模式的創(chuàng)新,以應(yīng)對(duì)建筑行業(yè)的深刻變革。
圖1 建筑智能機(jī)器人
智能建造是在工程建造要素實(shí)現(xiàn)數(shù)字化基礎(chǔ)上,通過規(guī)范化建模、網(wǎng)絡(luò)化交互、可視化認(rèn)知、高性能計(jì)算以及智能化決策支持,在工程項(xiàng)目全生命周期(見圖2)過程中為業(yè)主提供智能化、綠色可持續(xù)的產(chǎn)品與服務(wù),包括在決策階段通過搭建的數(shù)據(jù)模型對(duì)實(shí)際情況進(jìn)行模擬仿真和預(yù)測(cè),以智能分析實(shí)現(xiàn)優(yōu)化決策[6];在設(shè)計(jì)階段依托BIM技術(shù)、人工智能輔助設(shè)計(jì)等方式實(shí)現(xiàn)通用化、模塊化及系列化的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì);在施工建造階段建設(shè)預(yù)制混凝土構(gòu)件及鋼構(gòu)件智能生產(chǎn)線、推進(jìn)裝配化施工、智慧工地建設(shè)及運(yùn)用BIM技術(shù)進(jìn)行碰撞檢測(cè)和優(yōu)化方案;在運(yùn)營(yíng)服務(wù)階段通過BIM5D信息模型結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)工程項(xiàng)目進(jìn)行能耗檢測(cè)和安防管理,實(shí)現(xiàn)運(yùn)維故障實(shí)時(shí)響應(yīng),提高數(shù)據(jù)管理效率和安全管理能力。智能建造還需要在工程項(xiàng)目全生命周期信息共享和集成管理的基礎(chǔ)上,不斷拓展、豐富工程建造價(jià)值鏈,通過信息網(wǎng)絡(luò)連接上下游工程建造參與主體,實(shí)現(xiàn)跨階段的數(shù)據(jù)交互與反饋,推進(jìn)智能建造全產(chǎn)業(yè)鏈的融合,從而使工程決策從經(jīng)驗(yàn)驅(qū)動(dòng)向數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)變。
圖2 工程項(xiàng)目全生命周期內(nèi)的智能建造活動(dòng)
實(shí)踐教學(xué)能夠提升學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力和專業(yè)研究能力,提高學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng),對(duì)于應(yīng)用型人才培養(yǎng)具有重要的意義[7]。工程管理專業(yè)具有實(shí)踐性強(qiáng)的特點(diǎn),智能建造時(shí)代背景下,建筑業(yè)對(duì)具有過硬實(shí)踐技能的工程管理專業(yè)人才提出了迫切的需求。地方高校作為向地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展輸送能適應(yīng)新環(huán)境并推進(jìn)社會(huì)進(jìn)程的應(yīng)用型人才的主體,目前在工程管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中還存在以下問題。
我國(guó)已進(jìn)入數(shù)字經(jīng)濟(jì)時(shí)代,智能建造正以促進(jìn)傳統(tǒng)建造方式升級(jí)助推建筑產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化,在工程建設(shè)領(lǐng)域?qū)⒅饾u得到推廣普及。地方高校的工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)普遍還存在重理論、輕實(shí)踐的現(xiàn)象,對(duì)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新能力不重視,不能圍繞社會(huì)需求及時(shí)更新實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容。以BIM技術(shù)為代表的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的教學(xué)內(nèi)容未充分融入地方高校工程管理專業(yè)實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),學(xué)生不能加強(qiáng)新知識(shí)的融會(huì)貫通以掌握本領(lǐng)域內(nèi)最新發(fā)展趨勢(shì),導(dǎo)致畢業(yè)生缺乏競(jìng)爭(zhēng)力,并且走向工作崗位后的實(shí)踐能力無法與社會(huì)需求相銜接。
隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和新舊動(dòng)能的轉(zhuǎn)換,工程項(xiàng)目綠色、低碳、環(huán)保等目標(biāo)將是新形勢(shì)下工程管理專業(yè)教學(xué)關(guān)注的重點(diǎn),地方高校應(yīng)為滿足地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供人才支撐。工程管理專業(yè)教師應(yīng)具有工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),以確保實(shí)踐教學(xué)可滿足新工科人才培養(yǎng)要求。近些年地方高校為擴(kuò)大辦學(xué)規(guī)模和提升辦學(xué)質(zhì)量而引進(jìn)的教師,大多為國(guó)內(nèi)外高水平博士,雖然接受了良好的理論知識(shí)和學(xué)術(shù)訓(xùn)練,但由于直接從學(xué)生轉(zhuǎn)變?yōu)楦咝=處?,沒有企業(yè)工作經(jīng)驗(yàn),缺乏工程項(xiàng)目歷練[8],并且在大環(huán)境下,更多專注于政策導(dǎo)向明顯的科研項(xiàng)目和學(xué)術(shù)論文,對(duì)參與工程實(shí)踐研究的積極性不高,學(xué)校真正具有智能建造從業(yè)經(jīng)驗(yàn)的雙師型教師數(shù)量有限,導(dǎo)致對(duì)學(xué)生的從事智能建造的工程實(shí)踐能力培養(yǎng)更加弱化。
產(chǎn)教融合作為國(guó)家重大戰(zhàn)略和改革舉措,旨在促進(jìn)教育與產(chǎn)業(yè)統(tǒng)籌融合、良性互動(dòng),增強(qiáng)教育對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和產(chǎn)業(yè)升級(jí)的服務(wù)貢獻(xiàn)。由于產(chǎn)教融合相關(guān)主體認(rèn)識(shí)不深、利益沖突等多種因素影響,地方高校工程管理專業(yè)辦學(xué)沒有快速抓住智能建造時(shí)代新機(jī)遇,深化產(chǎn)教融合行動(dòng)遲緩,僅僅局限于訂單式培養(yǎng)、學(xué)校與企業(yè)共建實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)基地等模式,未能實(shí)現(xiàn)政行校企四位聯(lián)動(dòng)、協(xié)同發(fā)展。校企合作共建基地也常限于淺層的參觀實(shí)習(xí)[9],甚至于有些學(xué)校的產(chǎn)教融合僅停留在框架協(xié)議表面,政府、行業(yè)、學(xué)校、企業(yè)之間沒有開展深層次務(wù)實(shí)合作,學(xué)生與教師不能真正融入智能建造相關(guān)企業(yè)進(jìn)行學(xué)習(xí)與鍛煉,造成所學(xué)知識(shí)與地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展對(duì)人才需求相脫節(jié),難以產(chǎn)生實(shí)際的經(jīng)濟(jì)社會(huì)效益。
地方高校應(yīng)緊緊圍繞數(shù)字中國(guó)、智能建造等國(guó)家發(fā)展戰(zhàn)略,以智能建造對(duì)具有工程建造能力及信息技術(shù)應(yīng)用能力的人才需求為導(dǎo)向,對(duì)工程管理專業(yè)進(jìn)行升級(jí)改造,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié),培養(yǎng)學(xué)生工程實(shí)踐與創(chuàng)新能力,通過供給側(cè)改革提高人才培養(yǎng)質(zhì)量[10]。
智能建造時(shí)代背景下,地方高校應(yīng)堅(jiān)持以學(xué)生為中心、以產(chǎn)出為導(dǎo)向和持續(xù)改進(jìn)的原則,以工程實(shí)踐能力培養(yǎng)為主線優(yōu)化人才培養(yǎng)方案,構(gòu)建體現(xiàn)工程教育特色的實(shí)踐課程體系(見圖3),以契合經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展對(duì)工程管理新工科人才的需求。
圖3 面向智能建造的地方高校工程管理專業(yè)實(shí)踐課程體系
實(shí)踐課程體系是地方高校工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案課程體系的重要組成部分,設(shè)置的課程應(yīng)基于面向產(chǎn)出的成果導(dǎo)向教育理念(Outcome Based Education,簡(jiǎn)稱OBE),按照“反向設(shè)計(jì)、正向施工”的方法,以學(xué)生畢業(yè)后初步具有智能建造相關(guān)領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)與技能的畢業(yè)要求作為特定的預(yù)期產(chǎn)出,將學(xué)生應(yīng)具備的能力落實(shí)到課程內(nèi)容,開展標(biāo)準(zhǔn)先行的專業(yè)建設(shè)[11]。實(shí)驗(yàn)課應(yīng)提高綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)比重,課程設(shè)計(jì)應(yīng)體現(xiàn)工程項(xiàng)目全過程信息化、智能化管理的專業(yè)教育特色,促進(jìn)學(xué)生熟悉工程項(xiàng)目全生命周期管理流程;引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行面向智能建造的多學(xué)科交叉融合的創(chuàng)新訓(xùn)練,培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新思維,同時(shí)根據(jù)產(chǎn)教融合建設(shè)新工科的需求,通過設(shè)立職業(yè)技能必修課程將工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)智能建造工程師、BIM工程師、咨詢工程師等職業(yè)資格考試與課程內(nèi)容相聯(lián)系[12],如表1所示,還可吸納學(xué)生加入教師的橫向課題團(tuán)隊(duì)并通過指導(dǎo)學(xué)生參加智能建造與管理創(chuàng)新大賽、BIM技術(shù)和裝配式技能大賽等活動(dòng)來提升學(xué)生的實(shí)踐能力及創(chuàng)新能力;工程測(cè)量、虛擬設(shè)計(jì)與施工等課程實(shí)習(xí)應(yīng)迎合時(shí)代需求進(jìn)行升級(jí)改造,融入智能測(cè)量、裝配式施工等面向智能建造的實(shí)習(xí)內(nèi)容,認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)、畢業(yè)實(shí)習(xí)應(yīng)幫助學(xué)生深入智能建造工地現(xiàn)場(chǎng),重點(diǎn)關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人工智能、工程項(xiàng)目智慧化管理,獲得對(duì)智能建造的初步感性認(rèn)識(shí);畢業(yè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)應(yīng)跟蹤工程管理學(xué)科前沿,融會(huì)貫通學(xué)生所學(xué)專業(yè)課程,提升學(xué)生適應(yīng)建筑業(yè)智能建造發(fā)展需求的能力。
表1 智能建造背景下與地方高校工程管理專業(yè)相關(guān)的職業(yè)資格
BIM(Building Information Modeling,建筑信息模型)是在工程建筑領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù),實(shí)現(xiàn)對(duì)工程設(shè)計(jì)、建造、運(yùn)維和管理過程仿真和模擬的一種技術(shù)和管理方法,是智能建造促進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要載體。具有BIM能力的工程管理人才是社會(huì)用人導(dǎo)向,地方高校應(yīng)將BIM知識(shí)體系導(dǎo)入工程管理專業(yè)人才培養(yǎng)方案,優(yōu)化人才培養(yǎng)知識(shí)體系結(jié)構(gòu),提升學(xué)生的BIM工程實(shí)踐能力及職業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力[13]。
圖4所示為融入BIM技術(shù)的地方高校工程管理專業(yè)虛擬仿真教學(xué)課程體系。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教育是高等教育信息化建設(shè)的重要內(nèi)容,很多地方高校順勢(shì)而為陸續(xù)成立了可以彰顯學(xué)校辦學(xué)特色的BIM虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心,為學(xué)生理解BIM技術(shù)在工程項(xiàng)目建設(shè)中的應(yīng)用提供了信息交互的環(huán)境。智能建造時(shí)代背景下,地方高校應(yīng)立足現(xiàn)有BIM虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心,以硬件環(huán)境為依托、以教學(xué)軟件為載體,開展BIM+課程群的協(xié)同教學(xué),既可利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程之間縱向整合,如在工程制圖等建筑結(jié)構(gòu)類課程中利用BIM三維虛擬技術(shù),幫助學(xué)生更好提高識(shí)圖能力;在工程施工等施工技術(shù)應(yīng)用類課程中融入BIM施工仿真模擬技術(shù),展示更加直觀形象的施工過程;在工程計(jì)量與計(jì)價(jià)等造價(jià)管理類課程中運(yùn)用計(jì)量計(jì)價(jià)仿真教學(xué)云系統(tǒng),通過BIM3D仿真計(jì)量模型和全過程任務(wù)引導(dǎo),為學(xué)生工程計(jì)價(jià)業(yè)務(wù)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ);在工程項(xiàng)目管理等全過程綜合管理類課程中融入BIM5D軟件、智慧工地虛擬實(shí)踐系統(tǒng),幫助學(xué)生掌握數(shù)字化建造工作內(nèi)容;BIM綜合實(shí)踐及畢業(yè)設(shè)計(jì)可結(jié)合具體的工程項(xiàng)目實(shí)例,強(qiáng)化學(xué)生融會(huì)貫通BIM技術(shù)的綜合能力。
圖4 融入BIM技術(shù)的地方高校工程管理專業(yè)虛擬仿真教學(xué)課程體系
專業(yè)課間可利用BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)橫向聯(lián)合,將CAD圖紙轉(zhuǎn)化為Revit三維模型,導(dǎo)至BIM計(jì)量計(jì)價(jià)軟件進(jìn)行工程量計(jì)算及清單計(jì)價(jià),并在施工階段結(jié)合場(chǎng)地布置、模板腳手架設(shè)計(jì)等軟件幫助學(xué)生編制施工方案,還可結(jié)合工程管理虛實(shí)一體電子沙盤及BIM5D軟件講解安全文明施工、工程項(xiàng)目精細(xì)化管理,從而使學(xué)生全面系統(tǒng)了解工程項(xiàng)目全生命周期管理流程。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中心在抓好第一課堂教學(xué)的同時(shí),也可以第二課堂的形式培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新實(shí)踐能力,通過成立BIM社團(tuán)為廣大BIM興趣愛好者提供交流學(xué)習(xí)平臺(tái)[14],鼓勵(lì)學(xué)生積極參加全國(guó)高校BIM應(yīng)用技能大賽并開展基于智能建造的合作,增強(qiáng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力。
新工科人才是引領(lǐng)未來經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要支撐,師資隊(duì)伍是新工科建設(shè)中人才培養(yǎng)的引擎。時(shí)代越是向前,知識(shí)和人才的重要性就愈發(fā)突出,教育和教師的地位和作用就愈發(fā)凸顯[15]。智能建造時(shí)代背景下,地方高校應(yīng)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),著力提高教師實(shí)踐教學(xué)水平,為服務(wù)地方經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)強(qiáng)的師資保障。①應(yīng)加強(qiáng)具有智能建造工程背景的師資隊(duì)伍建設(shè),確保教師隊(duì)伍中應(yīng)有智能建造企業(yè)或行業(yè)專家作為兼職教師,能夠開展工程實(shí)踐問題研究及參與學(xué)術(shù)交流。②“走出去”,地方高校應(yīng)迎著國(guó)家政策的東風(fēng),積極推動(dòng)產(chǎn)教融合,通過組織教師申報(bào)教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項(xiàng)目等方式,與智能建造一流企業(yè)為代表的工程建設(shè)領(lǐng)域內(nèi)相關(guān)企業(yè)深化戰(zhàn)略合作關(guān)系,支持教師尤其是青年教師深入企業(yè)參與生產(chǎn)管理活動(dòng),提升自身工程素質(zhì)和工程實(shí)踐能力,實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容與建筑業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈前沿緊密結(jié)合,為學(xué)生提供更寬廣的知識(shí)視野。③“引進(jìn)來”,地方高校應(yīng)完善企業(yè)或行業(yè)專家進(jìn)校園講座、進(jìn)課堂授課、指導(dǎo)學(xué)生畢業(yè)設(shè)計(jì)等教學(xué)管理制度,同時(shí)引進(jìn)企業(yè)工程項(xiàng)目案例等優(yōu)質(zhì)工程教育資源,開發(fā)產(chǎn)教融合式課程與教材[16],增強(qiáng)實(shí)踐教學(xué)活力,并借助校企共建的產(chǎn)業(yè)學(xué)院、企業(yè)工作室等可以鍛煉教師工程實(shí)踐能力的最佳產(chǎn)教融合平臺(tái),打造實(shí)踐教學(xué)水平過硬的雙師型隊(duì)伍。
智能建造不僅是工程建造技術(shù)的變革創(chuàng)新,更將從產(chǎn)品形態(tài)、建造方式、經(jīng)營(yíng)理念、市場(chǎng)形態(tài)以及行業(yè)管理等方面重塑建筑業(yè)[17]。地方高校作為培養(yǎng)支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展所需人才的主力軍,應(yīng)緊跟時(shí)代發(fā)展創(chuàng)新工程管理新工科人才培養(yǎng)模式,合理構(gòu)建面向智能建造的實(shí)踐教學(xué)課程體系,注重提升學(xué)生從事智能建造的工程實(shí)踐能力與創(chuàng)新能力,為建筑業(yè)培養(yǎng)能勝任行業(yè)發(fā)展需求的人才,有效提升學(xué)校的影響力和社會(huì)聲譽(yù),實(shí)現(xiàn)學(xué)生成長(zhǎng)成才、學(xué)校長(zhǎng)足發(fā)展及區(qū)域經(jīng)濟(jì)騰飛的良性循環(huán)。