基于核心素養的智能建造人才培養模式探索

趙興祥 朱美春

摘要：在新時代發展背景下，分析新工科人才的本質特征，準確把握學科核心素養的內涵，面向新興產業對人才的需求，建構新工科人才核心素養指標框架。以核心素養為基礎，制定智能建造專業人才的培養目標和課程體系，從學習結果界定智能建造專業人才的培養規格、樹立素養本位的專業教學理念、探索行動與反思的工程教學方法等方面，提出基于核心素養的新工科人才學業評價實施建議，體現了工程教學實踐性和創新性的特點，對新工科人才培養具有一定的理論意義和應用價值。

關鍵詞：核心素養；新工科人才；智能建造；培養模式

中圖分類號：G642；C961? ? ? 文獻標志碼：A? ? ? 文章編號：1005-2909（2023）04-0064-06

新工科建設是我國在工程教育領域的重大改革，為新時代工程教育發展指明了方向，同時也對工程人才培養質量提出了更高要求。隨著新興技術的發展，在工程建造過程中開始應用BIM、物聯網、人工智能及虛擬現實等信息技術，以提高工程建造的生產力和效率。目前，智能建造專業建設還處于起步階段，其內涵、特征仍不確定，專業重點仍需要在建設過程中不斷明確［1］。核心素養導向的新工科人才培養致力于探索“培養什么人”和“怎樣培養人”的問題。以智能建造專業為例，深入分析專業培養目標、培養規格和課程體系，提出具有創新性和實踐性的教學理念、教學方法和教學評價。智能建造是新一代信息技術與工程建造融合形成的新興專業，是新工科建設背景下實現工程高質量發展的重要抓手［2］。本文通過建構新工科人才的核心素養指標框架對智能建造專業教學問題進行探索，在工程教學過程中加深對新工科教育理念內涵的理解，密切課程內容與產業需求的聯系，明確新工科人才的培養目標和規格，提出基于核心素養的智能建造人才培養模式。

一、時代背景下新工科人才的核心素養框架

新工科人才培養是一個教學和實踐共同作用的系統過程，是一個多因素綜合形成的學習結果，不僅注重學生的知識和能力培養，而且還要注重品格和價值觀的培養。新工科人才核心素養的含義是新型工程人才應用新技術應對工程活動面臨的問題所應具備的工程知識、技能和價值觀的整合性能力體系。新工科人才核心素養作為完整的目標體系可以轉化為專業人才培養方案，進而形成教學內容、教學方法和學習環境。王世斌（2020）對新工科人才的核心素養體系進行了系統性研究，建立了具有代表性的新工科人才核心素養結構模型［3］。該模型由兩個層次、五個維度和16個具體指標構成。為了進一步優化和驗證新工科人才的核心素養指標框架，面向高校和企業開展了調研，通過對企業專家和高校教師函詢、訪談和問卷調查，收集了大量有效數據，在統計分析的基礎上，對模型作了部分補充和修訂，形成了如表1所示的新工科人才核心素養指標框架。

二、基于核心素養的智能建造專業培養方案

（一） 智能建造專業人才的培養目標與規格

核心素養肇始于課程教學改革，完善于理論框架構建，落實于學科課程設置［4］。核心素養具有描述人才形象的功能，不同的學科人才可以通過不同的學科核心素養界定；核心素養能夠通過有針對性的學科教育而逐漸形成，具有動態性、時代性的特征。在核心素養導向的教學改革過程中，其具有雙重作用，既具有結果導向性又具有過程導向性。新工科人才的核心素養具體體現在課程體系和教學評價中，將專業教學與工程情境聯系起來。新工科人才的核心素養可以理解為一個統一的學科群的目標體系，是對具體的學科人才培養目標的抽象，按照從抽象到具體的發展過程，核心素養貫穿了新工科人才的培養目標、培養規格和教學課程，使三者相互聯系、相互支持，共同構成新工科專業教學體系。

以新工科人才核心素養為視角探討智能建造專業人才的培養問題，有利于加深對人才培養本質的理解。智能建造專業人才培養目標是面向新一輪產業革命的需求，培養德、智、體、美、勞全面發展，基礎理論扎實、專業知識和實踐能力突出、人文素養深厚，掌握智能建造理論和技術，嚴格遵守職業道德規范，具備自主學習、自主創新和團隊合作能力的新型工程人才。培養規格可以歸納為4個方面：一是具有深厚的科學和人文素養，堅守理想信念和職業道德，在工程實踐活動過程中能夠承擔社會責任；二是具備工程專門能力，能夠在行業勝任工程協同設計、智能施工、智能運維和智慧管理等具體工作；三是掌握與行業相關的工程通用能力和專門能力，具備獲得智能建造工程領域執業資格的能力；四是具有跨學科能力和終身學習的能力，具備從事智能建造科學研究和產品研發等的工作能力。培養規格是對培養目標的具體化描述，基于核心素養的智能建造專業人才培養規格如表2所示。

（二） 建構核心素養為基礎的專業課程體系

智能建造人才培養目標是新工科人才核心素養在學科專業層面的具體化，課程體系是落實核心素養的重要載體。在進行智能建造專業課程體系設計的過程中，堅持以新工科人才核心素養為綱，以人才培養為本的理念，綜合考慮課程群模塊化、綜合性的特點，與工程實踐密切結合，建構核心素養為內涵的課程體系，重點處理好新工科人才核心素養與通識課程、專業課程、拓展課程和實踐環節的關系。智能建造專業課程體系融合了土木工程、工程管理、人工智能和信息技術等多個學科專業，凸顯了學科的交叉性。智能建造專業課程體系，特別是專業課和實踐環節的設計對于培養目標的全面實現有著重要影響。智能建造專業必須充分考慮土木工程的特點，不能偏離工程建造領域［5］，從產業人才需求出發，綜合考慮專業培養目標和教學內容，在課程模塊設計過程中，明確各課程的知識點和任務鏈。

為了將新工科人才核心素養育人目標有效落實到專業課程體系之中，將智能建造專業課程分為專業基礎課、專業交叉課程、專業方向課、專業拓展課及實踐環節5個模塊，每個模塊承擔著落實核心素養指標的具體任務。模塊一、模塊二體現了新工科人才所必需的通用能力、專門能力、工程能力及土木類基礎知識和信息化技術等方面的要求。模塊三通過對所包含的專業知識、專門能力和工程能力的合理匹配，增強學生的專業技能，為學生提升工程適應能力創造條件。模塊四是專業拓展課程，主要培養學生的通用能力、人文素養和正確價值觀，其中主要包括跨學科能力、道德情操、職業規劃和發展方向等。模塊五是實踐性教學環節，主要包括專業實驗、實習、畢業設計和社會實踐等內容，目的是讓學生更好地理論聯系實際，增強專業實踐能力。基于新工科人才核心素養的智能建造專業課程體系如圖1所示。

三、核心素養本位的專業教學改革創新

（一） 樹立素養本位的專業課程教學觀

核心素養導向的新工科人才培養理念是對工程教育本質的一種回歸。核心素養整合知識、能力和價值觀“三位一體”，實現新工科人才培養從單純知識學習向注重核心素養培育轉變。素養本位教學的目的在于幫助學生發展認知能力和學習策略，綜合運用知識、技能和價值觀解決問題，這種教學理念具有實踐性和反思性的特征［6］。通過學習使核心素養在特定的具體情境中充分發揮與運用，是素養本位學習的關鍵所在。重視發展知識與價值、合作與溝通、批判與反思、理解與關愛等素養，充分體現了素養本位學習的價值追求。素養本位學習可以實現學習與社會的融合，可以通過解決復雜情境中各種問題而獲得實踐能力，從而為社會培養具有良好素養的專業人才。

素養本位的學習是基于問題的學習。素養本位的教學理念將學習看作是問題解決的過程，問題在素養本位學習中有著重要意義。相對于事先設計好的問題，情境中的問題具有更強的復雜性。素養是知識、能力、態度和品格等各種成分交互整合而形成的。核心素養與學科課程體系密切聯系，核心素養導向的教學需要啟發學生的問題意識，從提出問題到問題解決。素養本位學習關鍵在于：一是提出具有真實性、實踐性與開放性的問題；二是引導學生在問題探究與實踐創新中獲得技能［7］。

素養本位的學習意味著團隊合作與情境的互動。學習者在情境中起著主動承擔學習任務的責任，素養體現為在實際情境中遷移和運用知識的能力。學習者實踐能力的發展受情境影響，專業知識只有被轉化為學習者的情境實踐能力才具有實際意義。素養本位學習中的質疑、反思意識與學習情境有著直接的聯系，建立學習團隊成員之間及與情境協作關系是素養本位學習中不可或缺的因素。

（二） 創新核心素養為本的課程教學方法

積極推進教師指導下的學生探究性學習。以智能建造專業為例，探究新工科人才的專業能力和知識的遷移路徑，創新智能建造專業教學方法。基于核心素養的專業教學是真實情境中的探究性活動，探究是學習過程的手段和目的，探究式學習不同于傳統的教學形式，學生更容易從探究學習中獲益。教師在探究過程中對于學生學習主要有兩個方面的作用：一是幫助學生對已有的專業知識進行建構，從而快速理解問題；二是幫助學生將獲得的信息整合成新的知識，為學生解決問題創造條件。核心素養具有廣泛遷移能力，與問題情境緊密地結合在一起有利于促進學生探究能力的發展，課題式學習與項目式學習都是以問題探究為重點的學習方式［8］。

創設真實學習情景，開展校企協同育人。校企協同構建“網狀學習結構”，創造有利于核心素養遷移的環境，提高學生適應工作情境的能力，拉近課堂教學與工程場景之間的距離。“網狀學習結構”是學校與企業合作建立的多層次的實習點，分別由核心層、緊密層和松散層等實習點構成，以學校為核心，輻射多個企業，通過詳細規劃使學校教學點與多個實習點之間相互聯系，形成“網狀學習結構”。在網狀學習結構中，可以通過核心素養實現人才培養與行業需求的緊密對接，促進社會服務與人才培養的聯動，改變以教師為中心的教學模式，以學生為主體開展教學活動，學生主動學習、實踐，充分挖掘學生的潛在能力。

以核心素養為導向，探索分階遞進教學模式。通過設計不同階段的學習塑造學生價值觀，涵養關鍵品行，提高新工科人才核心素養，探索多元開放、優勢互補的專業教學模式。新工科人才培養具有階段性和規律性特點，培養過程可分為四個學習階段，每個階段對應不同的目標和學習任務。第一階段要達到的培養目標是進步的工程初學者，針對工程初學者，在學習的開始階段應給學習者分配專業定向的學習任務，使其對智能建造工程專業內容有初步了解，重點培養學生的通用能力。第二階段要達到的培養目標是熟練的專業實習者，這一階段應保證學習者的真實工作情境，在學習任務設計時應包含多項工程問題的解決方案，使這個階段的學習者能夠有機會根據工程實際需要進行自我決策，重點培養學生的專業能力。第三階段要達到的培養目標是內行的行動學習者，這一階段應包含新工科人才個體和團隊學習的質量要求，需要掌握行動知識、專門的工程技術及豐富的個體實踐經驗，這一階段重點培養學生的工程能力。第四階段要達到的培養目標是成為反思的工程實踐者，在設計學習任務時，需要學生結合自身的興趣和經驗開展行動反思，自行建構處理實際問題的方式，優化個性化的行動方式，這一階段重點培養學生的綜合能力和工程倫理［9］。

（三） 推進素養本位的新工科人才學業評價

當前，學生學業評價過于關注學生記憶碎片化知識的能力，對于專業教學“怎么評價”和“評價什么”這些關鍵問題認識不清［10］。為了解決上述問題，需要制定多元化的學生學業評價體系，促使評價主體多元化和評價標準柔性化。在課程教學中如何促進學生的核心素養發展，已經成為新工科人才培養質量評價的焦點問題。基于核心素養的新工科人才學業評價綜合考慮，重視專業教學活動中的細節，注重采用多種形式考察學生的知識、能力和價值觀。新工科人才學業評價改革應與課程改革同步，更加有效地支持課程改革，進而引領課程教學創新。

采用多元化方式評價學生學業，深入挖掘學生的潛在能力。現行學業評價標準的關注點主要集中在專業知識掌握方面，而對行為和價值觀方面關注較少，積極推進核心素養導向的新工科人才多元化評價方式，這是改變上述評價模式的有效途徑。將總結性評價和形成性評價綜合平衡，充分重視形成性評價的優勢，綜合考察各學習階段學生所具備的核心素養水平。強調對學生日常學習過程的觀察，將學生在綜合實踐活動中的調查報告、解決方案和探究記錄等作為評價學生學習的依據，將評價作為師生共同學習的機會。利用PPT演示文稿進行匯報是綜合性評價的常用方式，能夠使學生準確把握參與的狀態和活動的效果［11］。

將基于核心素養的評價貫穿于整個智能建造專業教學過程中，貫穿于教師和學生的互動交流中，以核心素養為本，促進教學與評價一體化。在評價中應努力將重點轉向學生的學習與創造、探究與反思，以及合作與交流等學習要素，重視學生在學習過程中解決實際問題的能力，做到自我、社會和他人三個維度的融合，采用描述、解釋等評價方式充分挖掘學生的各項潛能，組織各種形式的學習實踐活動，引導學生對自己的學習表現進行反思性評價，積極探索信息對評價的支持，使評價信息及時轉換為教學改革實踐。

參考文獻：

［1］ 盧昱杰，高慧，霍天昭.智能建造專業建設體系與教學方案設計［J］.高等建筑教育，2022，31（1）8-14.

［2］ 丁烈云.智能建造創新型工程科技人才培養的思考［J］.高等工程教育研究，2019（5）：1-4，29.

［3］ 王世斌，顧雨竹，郄海霞.面向2035的新工科人才核心素養結構研究［J］.高等工程教育研究，2020（4）：54-60，82.

［4］ 邵朝友，周文葉，崔允漷.基于核心素養的課程標準研制：國際經驗與啟示［J］.全球教育展望，2015，44（8）：14-22，30.

［5］ 吳飛，吳超，朱強.科教融合和產教協同促進人工智能創新人才培養［J］.中國大學教學，2022（1）：15-19.

［6］ 張紫屏.論素養本位學習觀［J］.全球教育展望，2016，45（3）：3-14.

［7］ 鐘啟泉.學科教學的發展及其課題： 把握“學科素養”的一個視角［J］.全球教育展望，2017，46（1）：11-23.

［8］ 李松林.學科核心素養的發展機制與培育路徑［J］.課程 教材 教法，2018，38（3）：31-35.

［9］ 趙興祥.學科素養導向的工程管理人才培養理論與實踐［M］.成都：西南交通大學出版社，2022.

［10］ 張瑋，王良，錢鶴伊，等.智能化社會工程科技人才核心素養： 要素識別與培養策略［J］.高等工程教育研究，2020（4）：94-98，106.

［11］ 劉世平，駱漢賓，孫峻，等.關于智能建造本科專業實踐教學方案設計的思考［J］.高等工程教育研究，2020（1）：20-24.

Abstract： In the context of the development of the new era， the essential characteristics of emerging engineering education talents are analyzed， grasping the connotation of subject core competence accurately， facing the demand of new industry for talents， constructing the index frame of emerging engineering education talents core competence. To set up the training target and curriculum system of intelligent construction talents， to define the training standard of intelligent construction talents from the results of study， and to establish the professional teaching concept of quality standard， this paper explores the engineering teaching method based on action and reflection， and puts forward some suggestions on the implementation of core competence-oriented academic evaluation of emerging engineering education talents. It embodies the characteristics of practicality and innovation in engineering teaching， and has a certain theoretical significance and application value for the talents training of emerging engineering education.

Key words： core competence; emerging engineering education talents; intelligent construction; training mode

（責任編輯? 梁遠華）

基金項目：上海高校本科重點教改項目“智能建造趨勢下核心素養導向的新型工程管理人才培養模式探索與實踐”［滬教委高〔2020〕55號］

作者簡介：趙興祥（1963—），男，上海師范大學建筑工程學院副教授，博士，主要從事工程項目管理與智能建造研究，（E-mail）zxx181@shnu.edu.cn。