基于“智慧工地”平臺提升建筑施工實踐課程改革

摘要：伴隨著網絡技術的強大支持，建筑施工中引入了“智慧工地”平臺，與此同時，受到互聯網巨大影響與沖擊的中國傳統建筑行業，也由上至下進行了轉型、技術創新與信息化改革。而在建筑施工實踐課程中，混合式課堂和翻轉教學等各種教育技術手段以更高級的形式被許多一線老師掌握并學會，在高等教育領域也更加切實地進行著全方位的教學方法變革。作為建筑產業中科技人才的主要輸送端，建筑類高校必須敏銳了解與應對產業的發展變化，并適時將產業的最新要求納入教學改革之中，以保持教學的前瞻性，進一步拓展建筑類高等教育的格局與眼界，進一步增強學校的綜合實力。因此本文主要探討基于“智慧工地”平臺提升建筑施工實踐課程改革。

關鍵詞：“智慧工地”;建筑施工;課程改革

智慧工地系統在工程管理上將大數據分析信息處理技術與完成了有效的工程監理任務技術相互聯系，信息的采集、匯總和大數據分析處理的工作效率迅速提升，這些方法既有利于工程項目管理施工期間工作標準率的提高，也有利于對在工程管理工作中發生的一些重大安全問題、工程質量問題等進行了有效監測，從而使項目工程監理工作系統中的信息管理技術更加精細化。智能工地系統是將計算機技術與人工智能運用到項目中，以網絡技術為主要的使用對象，利用項目監管系統的創新技術，使不同工作單元間的溝通工作更加簡單，數據共享工作也更加快捷。在建設“智能工地”的實際中，建筑施工上將更多人工智能、傳感器科技、虛擬現實等高新技術應用到建筑物、機械設備、工作人員佩戴設備、現場出入關口設備等各種物品中，而且被廣泛互聯網，成為‘物聯網，再與‘互聯網科技集成在一起，從而進行了在建筑施工管理中人和建筑物施工現場之間的融合，因此不管對提高建筑施工管理的總體品質與效能，還是對提高建筑施工管理人和勞動工作者之間的技能，都具有重要的意義。因此本文基于“智慧工地”平臺，提出對于提升建筑施工實踐課程改革的措施。

一、智慧工地

“智慧工地”就是把互聯網+的管理理念與技術導入施工工地中，從建設施工現場源頭入手，最大程度地獲取了人力、安全技術、環保、材料等關鍵行業數據，并借助物聯網、互聯網，搭建了云端服務器大數據處理平臺，建立了"端+云+大數據分析"的經營體系與管理創新的模式，打通了從前線運營與遠程管控之間的大數據分析鏈線，完成了勞務、安全技術、環保、物料等業務環節的自動化、互聯網化管控，從而提高了施工工地的精益化生產水平。實現"互聯網+"和與建筑工地的跨界融合，助推產業轉型升級促使產業轉型升級[1]。

建筑業是中國國民經濟的重要組成部分，在改善城市人居環境、完善基礎設施、減輕城市就業壓力、推動國民經濟發展等方面都起到了積極作用。但隨著中國城市化進程的加速，建筑業已越來越呈現了規模體量大型化、建設功能多元化、生產流程復雜化、現場管理精細化等新特征。改變傳統建筑粗放式的發展模式，但面臨著人才流動密集、現場管理混亂、安全事故多發、環境污染嚴重、土地資源使用率較低等問題，已不再符合城市建設領域中節約環保、安全高效、可持續性健康發展的總體需求。所以，在現場建筑施工過程中怎樣科學、合理、高效地實施質量監督管理，從而減少各種違規操作、提升施工品質、提高公司的競爭能力和維護社會安全穩定，就成為了擺在政府部門、建筑行業人員和專家學者們眼前的一個重大研究課題。

在如此的大歷史背景下，伴隨高新科技、無線感知、計算機科學等的發展，“智慧工地”建設系統應運而生。它是集合安全、品質、時間、設施、物料和勞務信息管理于一身的綜合信息網絡平臺，并運用在工程項目整個企業流程中，使原有的建設施工長出"智能腦袋"，最終達到了施工管控智能化、數據收集智能化、生產流程管控可視化和行政決策科學化。智能施工的推行能夠有助于施工企業節約人力投資、提高技術水平、保證工程質量進度、防止重大安全事故。目前，智能化施工建設在中國的北京、上海、浙江、深圳等許多省市都產生了相當成熟的例子，而且獲得了明顯效果。

大量技術和多元化理念的引進與普及不但給工程的有效實施帶來了重要動力，使技術手段煥發出了實實在在的價值，還為智慧施工的構建提供了諸多機會，而數據庫系統及信息化管理的運用也為施工效益和服務質量的提高帶來了有利條件。針對施工現場的物資管理，很多項目團隊不但針對時代發展要求對傳統的管理手段作出了革新，還對影響物資合理配置的阻礙原因做出了深層次研究，并根據各種原因選擇了適當的解決對策，以此為物資管理方法的科學合理地建立提供了基礎，從而助力于施工現場的有序管理。

二、建筑施工課程現狀

裝配式建設是中國建筑業新事物，目前正在興起階段。在我國政府引導下，包括地產開發公司、建筑集團、建筑施工公司、科技開發公司、院校等都在積極探索和研發建筑工業化和信息化關鍵技術，已建立一些新型工業化建筑結構體系及技術。所以，根據目前在我國普遍提倡的改革建造方法，大力發展現代化建筑的主要舉措，以及怎樣利用信息化教育技術手段解決這類問題都是一個學校不得不面臨的課題，以及學校課程教學方法的變革與創新是當前課程教學改革研究中的重點與難點[2]。

2.1傳統建筑施工課程教學方法落后

課程教學過程中，受老師學科素質和教育理念等方面的影響，而導致了教學方式發展滯后、對先進的技術信息運用能力欠缺等問題。同時，部分老師在課堂教育過程中主要以直接灌輸教學內容為基礎，而在實際運用信息時，往往也僅僅利用簡易的PPT對有關的技術施工知識點加以總結。這也使得對高等建筑施工學科教育產生了"教"與"學"之間的嚴重分歧，學校教師很難對高層建筑的施工教學受到重視，大大提高了理論課堂教學的困難，學生甚至會形成厭學的心態。由此可見，重理論、輕實際的教學模式，必將導致建筑教育過分依靠理論課堂教學，而無法通過結合信息技術開展更先進的教學模式培訓社會所需要人員。

2.2理論知識與工程實踐結合較差

建筑施工專業課的開設重點，是以培養學生的實際能力為主。同時在工程教育專業認定規范中指出：學生在學習過程中必須具有建筑學科專業知識，比如對知識的了解，對工程技術難題的處理等。不過，因為學校方面并沒有給學生創造實際的工作情景，或者沒有提供"理論+實踐"的平臺，使得學生在對施工技能和施工工藝的把握上容易出現理解誤差。在再加上課程的抽象性和復雜化，導致學生很難全方位地了解建筑的全部施工流程，或者僅僅是對某一種建筑施工結構的基本工藝進行簡單熟悉，因此教學效果相當一般。B374B874-33FC-40EC-B07E-4B2BC71CE31F

三、基于“智慧工地”平臺提升建筑施工實踐課程改革措施

3.1混合式教學

3.1.1課前備課

在協作備課中，許多教師要在教學中相互配合，充分發揮各自的專長，通過有機整合的微課堂、優質慕課、網絡資源信息、實踐資源數據庫等，聚集創新，并通過教學平臺將形成的課前預習材料發送給學習者。學生可以通過自主學習并通過學習平臺記錄學習數據，進一步完成知識檢測環節[3]。同時，他們還可以在網上與同學和老師交流和互動。教師將檢測學生的學習數據和測試結果，并完成教學方案設計、課件修改工作等。

3.1.2授課教學

課堂可以以與教師的交互為主，由學生小組探討，老師集體解答，課堂構建一種學習型共同體，同時具有多方聯系，因此課堂的信息傳播既并非單向途徑，也并非單向途徑。為了一定教學目的，必須圍繞著特定的課程，以促使學習者的全面發展，但并非僅僅局限于認識層面上的發展。

3.1.3課后輔導

傳統教材中，此環節被忽視。網絡便捷的今天，老師們更容易利用網絡輔導協助學生進行個性化的深度復習。雖然學生們對知識點的熟悉程度不一，圍繞同一個知識點展開復習的廣度與深度也有所不同，但在授課后，課程知識點就已經通過思考、積淀、內化在學生個人的意識中。

3.2授課模式改革

問題引導型情境式探究教學。課程上圍繞知識點，逐步導入工程案例，設計教學目標與思考性問題。學生要充分發揮主體能力，沖破傳統課本的限制，進行課內的主動式學習。這一活動中，將涉及各種主體之間的知識探索，知識嵌入，以及行業領域和學科前沿知識的拓展等，這是跨學科的探索性學習過程，他們的學術能力與興趣也將得以發掘，從而推動了課程的整合。情景的探究性學習過程還會被納入學生日后的學業與工作生活中，從而實現了終生學習。

3.3數字化教學資源建設

3.3.1專家遠程講座

使用云端技術，進行由專家和一線技師、生產技術人員共同主持的授課。不僅在組織上高效簡單，所花費人力、物力、財力相對較小，而且更是社會資金對教育工作的有力支撐，教學不受時間場地限制，行之有效。這樣教學更能觸動廣大學生，從而有好的教學效果，是對傳統課程理論教育方法的有力補充。

3.3.2與現場實踐連接

拍攝并購買施工現場錄像，是對工程理論知識課程的很好補充，也有助于學習者更真切地樹立工程影像化認識，并作為教學案例，讓學習者展開分析探究，在教學實踐中牢記施工正確方式、形成良好的專業素質[4]。

3.3.3增加文件編制能力培養

建筑施工中，特別是技術管理，人員必須具有編制有關建筑施工組織設計文件的能力。相對于畫圖與統計，同學更容易應付了事。因此在建設工程的施工課程分部分項目施工課程中，加強學校對各部分項目施工方案的編制任務，逐步培養學生信息收集、圖文組合、邏輯分析等能力，同時滿足公司對工程管理人才的職業需求。

3.4將BIM和VR技術引進建筑施工課程中

BIM技術是指建筑信息系統模式，采用建筑工程的所有有關信息數據為建模的基石，實現了施工模型的構建，并運用數值信息仿真結果模擬了建筑工程所產生的現實信息內容，其兼具圖像可視化，協調度，仿真性，優化性和可出圖性等五個特點，而將BIM模式運用于教學課堂中則為工程學習者接觸真正的建筑施工現場創造了機會。VR虛擬現實科技，是指一個能夠創造并感受電腦建模體系，它運用計算機技術構成了一個系統仿真學習環境，是一個源信息完全融合的、交互的三維空間動態視景與實物的信息系統模型仿真，同時VR科技也給施工、房產營銷等項目帶來了透視相互關系未來發展的機會，也因此在項目施工初期就能夠對建設項目完工后的結果作出了預測與展望。

將BIM技術引進建筑施工課程中，能提高學生對相關課程基礎知識的了解、專業技能的訓練以及綜合素質的提高，其效果將更加突出，并能夠較好地實現培養學生作為在建筑施工中的"懂工藝、重品質、會管理"新技能人才培養的課程目標。

現階段，在智慧建設中使用的先進信息技術不但可以提升建筑施工的效益，降低質量損失，而且還可以解決居民對房屋的要求。所以，在教學改革中教師們需要在課堂的教育中加入先進的信息技術，并幫助學生們在虛擬的生活情境中，對建筑工藝與技術進行掌握。其中VR技術就是結合了網絡信息技術通過創建三維虛擬空間，在虛擬現實的工作環境中掌握相關技術的一門技能。而老師通過將其整合在課堂教育中可以幫助學生確定自己的角色，從而在虛擬現實的場景中對各施工階段形成了合理的認識[5]。

3.5以實踐教育項目為載體，培養學生實踐精神創新能力

針對實際的施工情況，如某一鋼結構項目中的幕墻施工等，在進行了前期的準備工作后，進行了幕墻結構施工項目的實訓課程。先采用仿真過程，將課堂教學和項目實施的過程融合。然后，再把學生們分成小組，輪流進行BIM建模、項目實施階段的仿真結果模擬等。如：窗戶的裝配流程與注意事項、吊筐的裝配、工程造價的估算、施工計劃的編制等。同時，也要組織學生對項目完成的效果進行總結評價，以調動學生的工作積極性，從而加深學生對有關建筑專業知識的掌握。

四、結束語

綜上所述，由于施工技術的復雜化、施工現場的不穩定性、工程回料成本的巨大代價，使得施工教學體制改革更加具備了重要性與緊迫感，通過結合現代技術，施工學科的教育內容將更加立體直觀、更有實效，但同時新型的教學方法也對學生對課程、對實訓現場的綜合把控能力提出了全新的挑戰。同時現階段，人力資源保障是增強中國中小企業核心競爭能力的重要關鍵，也是建設智慧城市的關鍵保障依據。這就需要高校不但需要全面訓練學生的專業知識、培養學生的良好職業操守，還必須全面提高對現代化信息技術的運用能力。

參考文獻：

[1]劉守宇，宋海港，周亮，朱留洋.基于BIM+智慧工地精細化協同管理平臺架構[J].重慶建筑，2022，21（03）：23-25.

[2]安玉華，王若辰.物聯網技術在智慧工地安全質量管理中的應用[J].智能建筑與智慧城市，2022，（03）：102-104.

[3]李華.智慧工地本質安全管理研究[J].技術與創新管理，2022，43（02）：132.

[4]周群美，盛昌，張衛民.基于BIM技術的裝配式建筑施工課程教學改革與實踐[J].金華職業技術學院學報，2021，21（03）：13-18.

[5]胡溶川，楊鎮，付正權.高等學校建筑施工課程改革的探索與實踐[J].智能建筑與智慧城市，2020，（04）：76-77.

基金項目：教育部2020年第一批產學合作協同育人項目“智慧工地綜合實訓中心建設”（202002113046）。

作者簡介：黃瑤，女，瑤族，1988-04，廣西桂林人，南寧理工學院，研究生學歷，職稱：講師，工學碩士，研究方向：結構工程。B374B874-33FC-40EC-B07E-4B2BC71CE31F