面向“新工科”的智慧建筑學院土木工程專業人才培養研究與實踐

武鶴 孫緒杰 楊揚 張旭宏 董艷秋 王維銘

摘要：面向“新工科”和建筑業發展需求，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人才培養方案為研究對象，面向建筑工業化和智能化培養目標，通過構建“工科通識平臺、土木專業基礎平臺、新技術與交叉學科模塊、工程與社會模塊、創新創業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”培養模式開展實踐研究，在培養企業急需的適應建筑工業化、數字化、智能化發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。

關鍵詞：新工科;智慧建筑學院;工程教育;人才培養

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

“新工科”建設是國家為應對新經濟、新業態的挑戰，服務國家戰略、滿足產業需求，面向未來發展提出的一項持續深化工程教育改革的重大行動計劃。自2017年2月20日教育部發布《關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，先后形成了

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

根據“新工科”達成的共識，工科優勢明顯的高校應該推動現有工科的交叉復合、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教融合、校企合作、協同育人，推動傳統工科專業改造升級，支撐地方產業轉型升級。教育部公布的數據顯示，開設工科專業的院校在我國占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”的新發展理念，面向新經濟、新業態、新產業的發展，改造升級傳統工科專業，提升工程教育支撐服務產業發展的能力[5]。眾所周知，以BIM（Buiding Information Model）技術為基礎的建筑信息化正孕育著我國建筑業的重大變革，建筑業改變傳統落后的建造方式，加快推進轉型升級，實現建筑工業化、智能化已成為發展的必然[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”的人才培養模式，聯合培養土木工程新型工科人才，以適應建筑工業化、智能化發展的要求[7]。

一、人才培養目標的確定

（一） 面向新工科的人才培養定位

為應對新工科多學科交叉融合發展的要求，按照“新工科”建設的行動路線，應用型地方本科院校應面向地方經濟和行業產業轉型升級，聚焦信息化、智能化和多學科交叉復合進行專業改造升級，培養適應新技術、新業態、新產業發展需要的新型工科人才。因此，發揮與地方經濟和行業產業結合緊密的優勢，推動互聯網、人工智能、信息技術、大數據、BIM技術等與傳統工科專業的深度融合，關注行業及其產業當前急需和未來發展，集中優勢資源，加強與行業領先企業的產教融合、協同育人，推動傳統工科專業的轉型、改造和升級，服務地方經濟和產業轉型升級，已成為地方應用型本科院校面向新工科人才培養的基本定位。

（二）智慧建筑學院土木工程專業培養目標

如何確定智慧建筑學院土木工程專業人才培養目標，是構建新工科背景下人才培養方案的首要問題。根據新工科人才培養定位和學校應用型人才培養優勢與特色，在智慧建筑學院土木工程專業設置智慧建工和智慧道橋兩個專業方向。在廣泛征求用人單位、畢業生、行業企業專家意見的基礎上，結合學校人才培養定位，制定了智慧建筑學院土木工程專業人才培養目標，即培養面向行業和地方經濟建設，適應未來社會發展需求，德智體美勞全面發展，基礎理論扎實、專業知識寬廣、實踐能力突出、科學與人文素養良好，具備終身學習與創新創業能力，掌握土木工程、信息與控制工程等相關學科基本原理和基本方法，能在交通建筑領域從事智能化建筑工程項目的規劃與設計、生產與施工、運維與管理等工作，具有國際視野、跨界融合、團隊意識和可持續發展理念的應用型高級專門人才。

畢業后經過5年左右的實踐鍛煉能夠達到以下目標：（1）具備現代土木工程師的知識、能力和素養，能夠適應現代土木工程智能建造技術發展，綜合運用多學科知識對復雜工程問題提出解決方案;（2）在交通建筑領域具有職業競爭力，能夠跟蹤土木工程及相關領域的前沿技術，具備創新創業能力，能夠勝任智能化建筑工程項目的規劃與設計、生產與施工、運維與管理等工作，并成為企業的業務骨干和中堅力量;（3）具有跨界融合、溝通交流與合作能力，能夠在設計、施工或管理團隊中作為骨干或領導者發揮帶動作用;（4）具有良好的人文素養、法律意識、工程倫理、職業道德和家國情懷，能夠在土木工程領域的設計、施工與管理過程中自覺重視健康、安全、環境、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教育等途徑拓展知識與能力，適應職業發展。

（三）人才培養目標的合理性評價

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

培養目標的認同度分為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。共發出調查表120份，收回有效調查表102份。經統計，得到培養目標評價情況如圖2所示，圖中1—5對應5個細化的培養目標。從調研情況看，企業對人才培養目標非常認可，尤其對行業競爭力、溝通能力和人文素養方面的目標認同度較高。

二、面向新工科的人才培養規格與課程體系構建

（一）人才培養規格

面向土木建筑領域的新發展，特別是未來建筑業新技術、新產業、新業態國際競爭的新挑戰，借鑒國際工程教育專業認證的先進理念，通過對土木工程專業升級改造，培養具備跨學科、跨領域，掌握現代工程新技術與學科交叉知識，具有家國情懷、工程倫理與生態意識和創新思維的新型工科人才。智慧建筑學院土木工程專業人才培養規格概括如下。

（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、價值觀與職業道德，做到責任擔當、貢獻國家、服務社會。

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

（3）專業能力：具備運用數學、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;能夠應用新技術和現代工具（軟件）進行工程可視化設計、BIM協同設計，以及實驗研究與開發，并具有推動新技術應用和新技術創新的意識，具備較強的工程組織和管理能力。

（4）非技術能力：能夠與業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揮作用，具有良好的動態適應能力和跨界融合能力。

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

（二） 課程體系構建

根據OBE理念，除依據培養規格（畢業要求）設置課程體系基本要求外，還應按照工程邏輯構建模塊化課程，打破學科界限，將互聯網+、物聯網、云計算、大數據、人工智能、虛擬現實等信息技術、智能技術，尤其是BIM技術等用于多學科交叉的課程體系設置中（如圖3），開展以成果為導向的課程體系重構。

按照交叉與融合、協調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系，構建面向新經濟新業態的土木工程專業新型課程體系。尤其重視利用智慧建筑學院的優勢，及時更新完善教學內容，將行業企業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。在整個培養方案的制定過程中，始終與行業企業專家共同商討，充分體現行業企業發展對人才培養規格的需求。

（三）校企協同育人方案

學生主要以設計、施工、管理等崗位為平臺，全面了解和參與企業項目的有關技術和管理工作，尤其是有關智慧工地、智能建造、智能裝備、智能管理及BIM協同方面的工作，在實踐中

培養學生的專業能力、綜合素質和創新意識。

為保證學生在企業實踐的順利實施，采取分階段的方式進行，做到工學結合、產教融合，循序漸進、取得實效，具體實踐項目與內容如表1。

三、人才培養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生，現已招收四屆學生，其中2015級和2016級學生已順利畢業。

（一）教學計劃安排與“3+1”人才培養模式實踐

為適應建筑工業化、智能化發展的要求，采取“3+1”的人才培養模式，與多主體聯合培養單位共同制定人才培養方案、共同落實教學計劃安排。其中，前三年以校內學習和校內實踐為主，企業教師走進校園、課堂參與教學，實施“引企入教”。第6學期的生產實習和第7學期的企業實踐均采用雙導師制。第8學期完成畢業設計任務，采用企業教師和校內教師共同指導的方式，結合工程實際進行選題，利用BIM技術進行工程項目設計、施工和管理，研究、開發用于解決工程技術問題的BIM新技術。同時利用學院土建類專業齊全的優勢，

組建由建筑學專業、建工專業、建環專業和給排水專業構成的“智慧建筑團隊”，

多專業協同，

完成基于BIM技術的學校在建工程技術大樓的可視化設計。此畢業設計階段，學生可作為企業技術人員直接參與企業的工程設計、技術開發和施工管理。最終由企業和學校共同完成對學生的畢業答辯考核。

（二）師資隊伍的配備與“1+1+1”教學團隊的實施

智慧建筑人才培養的課程體系具有學科交叉的特征，因此，除本專業教師外，還聘請了相關交叉學科的教師和具有智能建造經驗的企業教師組成“1+1+1”的師資隊伍，特別是涉及新技術與學科交叉融合的課程，通常由多位教師或者校內外教師共同承擔教學任務。為保證專業建設的持續性，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，參加培訓交流，到設計院、施工企業參加實踐鍛煉，逐步完善教師隊伍結構，提升教師隊伍水平。

（三）校內實踐平臺與企業實踐基地建設

為適應建筑工業化、智能化的發展，2016年學校投入600萬元建設了設施先進、功能齊全的智慧建筑仿真實驗中心（BIM技術中心），供土木、建筑、工管等專業使用。根據建筑施工與管理技術發展情況，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、黑龍江公路勘測設計院、深圳斯維爾科技公司、黑龍江省建工集團等企業共建智慧建筑實踐基地及BIM技術研發中心，保證了學生在企業實習的軟硬件條件。目前，根據《裝配式建筑構件制作與安裝職業技能等級標準》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施建設，有力地保障了智慧建筑學院土木工程專業教學和人才培養需求。

（四）教學方式方法改革與考核

在專業課教學中，改變以講授為主的傳統教學方式，將案例教學、探究式教學和項目驅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“以學生為中心”和“成果導向”的教學設計。以能力目標為導向，以課程目標為抓手，采取測試、案例分析、調研報告、項目設計、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節采取自我評價、企業指導教師和校內指導教師三方評價相結合的方式。生產實習、企業項目實踐和畢業設計都需要通過由企業教師（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采用面向“新工科”的人才培養方案，學生在建筑工程信息化技術方面的能力得到了加強，具備了應用BIM技術等手段進行智能化設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、新業態的出現和跨界發展奠定了基礎。特別是通過第四年在企業的綜合實踐，做到個性化選擇、實戰化訓練、前沿性引領和品質化培養。通過“做中學”“學中做”，參與企業的研發項目、工程實例，學生的綜合素質和工程能力得到明顯提升。將畢業設計與生產項目、素質教育與跨界能力培養有機結合，實行雙導師制，與工程界保持同步，獲得現代工程師的初步訓練。2015級和2016級畢業生需求旺盛，且大都進入中建、中交等大型企業的新技術崗位。首屆畢業生在企業表現調查反饋表明：智慧建筑學院土木工程專業基于新工科理念培養的學生，更適合現代企業發展的需要，能夠滿足建筑企業既懂專業，又能應用智能、信息手段進行工程設計、施工與管理的人才需求。

企業在人才培養中起著舉足輕重的作用，實踐環節的教學主要以企業為主，企業需要提供具備一定水平的導師和適當的崗位，也需要有目的地安排實踐項目讓學生參與。這對以生產為主要目標的企業而言需要付出一定的代價和成本。如何使學校與企業互利互惠、合作共贏，實現可持續發展，是一個需要解決的問題。積極探索混合所有制辦學，以股份制產業學院方式聯合辦學，強化企業的辦學地位，增強專業的主人翁意識并從中獲得收益，是值得探討的產教融合辦學模式。

四、結語

校企共建智慧建筑學院的成立，是響應“新工科”建設的需要，是適應建筑工業化、智能化的發展的重要舉措。通過實施“3+1”校企合作、協同育人培養模式，組建“1+1+1”的多結構專兼結合的教師隊伍，搭建校內與校外多主體、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人才培養方案的有效實施，并達到預期效果，可供同類院校土木工程專業新工科建設借鑒、參考。參考文獻：

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[3]新工科建設形成“北京指南”：新工科研究與實踐專家組成立暨第一次工作會議在京召開[EB/OL].（2017-04-08）.http：www.moe.gov.cn/jyb-xwfb/gzdt_gzdt/moe_1485/201706 /t20170610_306699.html.

[4]朱志軍， 張樹明.“新工科”背景下地方高校創新型人才培養體系的探索[J].教育教學論壇，2018（31）：147-148.

[5]姜肖坤， 朱泓， 李志義.面向新工業革命的新工科人才素質結構及培養[J].中國大學教學，2017（12）：13-17;23.

[6]朱為鴻， 彭云飛.新工科背景下地方本科院校產業學院建設研究[J].高校教育管理，2018， 12（2）：30-37.

[7]武鶴.面向新工科的土木工程專業改造升級路徑探索與實踐[J].高等建筑教育，2018（6）：12-16.

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）