工程管理專業智能建造人才培養創新課程體系研究

許慧 孔娜

摘要 信息技術的快速發展引發了建筑行業的深刻變革，培養創新型智能建造工程科技人才，已經成為高校人才培養的重要任務。文章借鑒國內高校工程管理相關專業創新課程體系的設置經驗，以增設多模塊跨學科選修課為課程體系改革思路，建立工程管理專業智能建造人才培養創新課程體系。所構建課程體系能為各高校實施工程管理專業智能建造人才培養改革提供一定借鑒。

關鍵詞 工程管理；智能建造；人才培養；課程體系

中圖分類號：G642文獻標識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2023.18.013

我國傳統建筑業表現出粗放式、碎片化的建造模式，迫切需要作出變革。目前，新的產業革命隨著大數據、人工智能、物聯網等信息技術的快速發展成為必然之勢，在這種趨勢下，將信息技術應用于工程建造，發展智能建造，成為建筑業發展的重要方向。面對這一發展趨勢，如何培養支撐產業轉型升級的智能建造人才，成為高等院校人才培養的關鍵任務和重要挑戰。根據教育部和住建部發布的行業資源調查報告（2019年），未來十年我國從事建造行業技術與管理工作人員的占比將達到20%，智能建造技術人員缺口將超過100萬人/年。基于此，各高校也開始設置智能建造人才培養的專業及方向。截至2020年，全國共44所高校獲批“智能建造”專業。此外，如何對工程管理專業進行改造升級，培養面向建筑工業化、智能化的工程管理人才也是亟待解決的問題。

關于智能建造創新型人才能力需求，丁烈云提出應具有T型知識結構，包括多學科交叉融合及傳統建筑領域與信息技術的融合。國內智能建造人才培養研究方向可分為三類：一是著重智能建造教學方案的設計創新。盧昱杰等從多個維度提出智能建造專業創新教學模式，包括師資、課程、教學平臺及方法等，構建專業建設“P―S―R（要求-挑戰-響應）”框架體系；毛超等對重慶大學智能建造專業建設方案進行剖析，從培養目標、課程體系、教學模式等方面提出創新和思考。二是重點研究專業實踐教學。滿軻等提出了3大類實踐課程，即認識實習、企業工程實踐以及工程實戰。三是探索學科交叉教學實驗課程的教學活動。李慧莉等提出多專業教師共同授課、專業間相互選修課程等方式，探索多學科交叉的可行模式；馬瑩以應用型本科高校工程管理專業為背景，將OBE理念融入人才培養方案和課程設置中，構建OBE理念下融合BIM的應用型工程管理專業課程體系，針對學生特點，制訂保證BIM順利融入專業課程的實施措施。總體來看，國內研究開始時間較晚，不論是智能建造專業還是工程創新教育，相關研究文獻總量都較少，并主要集中于近幾年，是一個較新的研究課題。

本文結合實際人才需求，采用文獻研究法、案例分析法、歸納與演繹法等方法分析國內外高校相關課程體系、培養方案，汲取案例經驗，以培養學生具備扎實的工程建造類知識、扎實的信息類基礎知識、多學科交叉融合的知識儲備為目的，探索工程管理專業培養智能建造人才的創新課程體系，推進實現專業升級。

1已有智能建造專業本科課程體系分析

智能建造創新人才的兩種主要培養途徑為：對工程管理、土木工程等既有本科專業的升級改造和新增智能建造本科專業。無論選擇何種方式，均是以培養智能建造創新型人才為最終目的。

1.1重慶大學

1.1.1課程體系

重慶大學的課程體系主要分成8個知識模塊，分別為基礎模塊（K1）、建筑土木模塊（K2）、工程管理模塊（K3）、信息技術模塊（K4）、其他學科模塊（K5）、系統工程模塊（K6）、智能應用模塊（K7）和創新實踐模塊（K8），如表1所示。

該課程設計原則包括“集成、系統、交叉”，相較于重慶大學傳統工程管理課程新增設了機械工程、軟件工程的專業知識，并強化了計算機科學與技術的內容。

1.1.2專業實踐平臺

重慶大學從學術研究、學生就業、素質培養、實訓實習等方面，與林同棪國際、廣聯達、中建集團等共同建設專業實踐平臺，建立各類教學實踐平臺，包括設計創新實訓基地、建筑數字產業互聯網創新實踐基地、虛擬智慧建造—運維創新實踐基地等。

1.2東南大學

1.2.1課程體系

東南大學智能建造專業涉及的主干學科有：土木工程、計算機科學與技術、控制科學與工程。課程主要分為3類，分別為通識教育基礎課、專業相關課程以及集中實踐環節。

專業相關課程中，首先是土木工程類別課程：理論力學、土木工程材料、土力學與基礎工程、工程結構與設計原理、土木工程施工、房屋建筑學與城市空間規劃、建筑結構設計、橋梁工程等，工程類基礎課在專業課程中占比較大，打牢學生的工程基礎；其次是計算機科學與技術類課程：信號與系統、計算機視覺與圖像處理、傳感與物聯網技術、人工智能等，在通識課中也包含計算機基礎課程、程序語言與科學計算、程序設計與算法語言；第三為跨學科課程，包含多個學院多門課程：電工電子技術、機械原理、工程機械與機器人、機電液控制等。另外在專業選修課中的智能設計模塊為必選模塊，智能建造與智能運維模塊選夠學分即可，智能設計模塊開設課程為工程架構抗震與防災、結構體系創新與實踐、裝配式建筑課。

集中實踐環節課程以研討課的形式展開，從引導學習模式、了解科研基本過程轉變為親歷課題研究歷程的螺旋上升系列研討課程，讓學生在課程教學中親歷探究過程。實踐課程除基礎的土木工程實驗還增加了人工智能綜合課程設計、計算機綜合課程設計、智能測量實習、圖像與傳感網絡實驗等。

1.2.2創新實踐與平臺建設

創新實踐方面，東南大學舉辦了“首屆全國大學生智能建造與工程管理創新競賽”和江蘇省BIM裝配式創新大賽等，開展“多專業協同”的聯合畢業設計，并舉辦土木大講堂“建筑工業化與智慧建造”系列講座；基地平臺方面，牽頭建設國家發展和改革委員會批準的“智慧建造與運維國家地方聯合工程研究中心”，并依托“教育部產學合作協同育人項目”，與領軍企業共建智能建造創新實驗室、大學生裝配式建筑創新實訓基地等產學協同育人創新基地。

1.3智能建造知識體系總結

作為典型的新興交叉學科，智能建造包括多個學科門類，實踐課程類型包括學科基礎類、專業核心類、學科方向類和綜合實踐類。主要涉及以下幾類專業：工程管理、計算機科學與技術、機械工程、信息工程等。以工程管理專業課程為核心，增設建筑信息類課程及機械工程類課程，將工程機械智能化及機器人應用于建造工程，建立認知體系。

2工程管理專業智能建造人才創新培養課程體系構建

2.1課程體系構建思路

2.1.1重構排課邏輯，深化信息類課程

重視智能技術的融入，扎實的信息類基礎知識，新興的物理信息技術與建筑行業的結合，都需要本專業與計算機科學等技術交匯，優化課程體系，進行專業升級。

首先基礎方面，大類通識課為計算機公共課程，包含C語言、計算機網絡、數據庫等課程。針對這類課程，可適當增加學時，深化教學目標，打牢知識基礎，也可以考慮增加相關自然科學類課程，比如離散數學，為后續拓寬知識面作鋪墊。另外，整體課程結構方面也應該隨著新知識體系的加入而變化。加入新的學科課程后，更應該注重基本學科知識的牢固掌握，才能保證與其他學科之間的有機融合。BIM系列軟件教學可培養學生的工程管理信息化應用能力，應加強BIM系列軟件的實踐學習課程并提高課程強度。重構專業課程排課邏輯，與信息類課程相結合，并提升課程考核難度。

2.1.2加強院系合作，增設多模塊跨學科選修課

智能建造人才需要多學科交叉融合的知識儲備。新興技術與建造行業的結合可以解決更多復雜的工程問題。根據高校院系情況，開展跨院系合作，開設大方向選修課，學生可選擇自己感興趣的領域進行學習，不同學院合作開設不同模塊的選修課，比如可與自動化學院合作開設物聯網類模塊課程，與先進制造學院/機械工程學院合作開設工程機械與機器人模塊課程等，每個模塊下可設計兩到三門課程并設置學分要求，學生可以循序漸進深入了解某一技術，也可了解更多的先進技術。

2.2課程體系構建

本課程體系主要由四個課程模塊構成，分別為學科基礎課程、專業主干課程、跨專業選修課程和實踐課程，未包含大類通識課程。其中，學科基礎課程為知識基石，實踐課程與專業主干課程相輔相成以達到專業知識與實踐相結合的效果，跨專業選修課選擇高新智能技術在建筑領域的應用選題，根據選題開設系列課程，培養學生解決問題的技術應用能力。所構建的課程體系能為各高校工程管理專業培養智能建造人才提供一定的借鑒。

2.2.1學科基礎課程

學科基礎課程主要包括數理類基礎、計算機學科基礎，以及管理學科基礎。其中計算機基礎課程可適當增加課時及難度。如表2所示。

2.2.2專業主干課程

專業主干課程可分為三個課程組，按照知識循序漸進的學習過程，分別開設于第三、四、五學期，同時課程安排上與BIM軟件應用相結合。第一課程組開設學期可同時開設BIM結構建模類軟件學習；第二課程組開設造價、算量軟件學習；第三課程組開設BIM綜合管理類軟件學習。將課程教學內容與BIM軟件學習有效融合，增強學生BIM軟件應用能力的同時也反復鞏固理論知識并應用。如表3所示。

2.2.3跨專業選修課程

通過院系合作，開展跨專業選修課，可開設在第五、六學期。課程主體可為人工智能、大數據、物聯網、移動互聯網、VR、機器人、3D打印等信息技術在建筑領域的應用。在具體選題下開展系列課程供學生選擇，學生只能選擇一個院系課程，并至少選擇該院系四門課程修滿學分。具體課程開設應體現循序漸進的課程結構，從基礎原理到應用。該模塊課程不僅拓寬知識廣度還要適度深挖，以增強學生在該方向上的應用能力。如表4所示。

實踐課程應注意BIM軟件學習課程的結構安排，從平面圖紙到三維立體再到單個工程的應用（算量、計價、綜合管理）并與課堂教學相輔相成，此外，還可開設院系合作的選修課配套實驗。如表5所示。

3結論與展望

借鑒國內已有高校工程管理相關專業創新課程體系的設置經驗，本研究提出工程管理專業培養智能建造型人才的課程體系，總體思路可總結為：重構排課邏輯，深化信息類課程；加強院系合作，增設多模塊跨學科選修課。所構建的課程體系包括四個課程模塊，分別為學科基礎課程、專業主干課程、跨專業選修課程和實踐課程。所構建的課程體系能為各高校工程管理專業培養智能建造人才提供一定的借鑒。目前，智能建造方向學生的培養模式尚未成熟，以上問題后續可進一步探索。

*通訊作者：許慧

基金項目：2021年重慶郵電大學教育教學改革項目“面向智能建造多學科交叉融合的工程管理專業人才培養模式研究與實踐”（XJG21109）；2022年重慶郵電大學課程思政示范建設項目“工程招投標與合同管理”（XKCSZ2234）；重慶市高等教育教學改革研究重點項目“數字經濟背景下產學融合的信息管理類復合人才培養模式研究”（222087）；重慶市高等教育教學改革研究重點項目“新文科背景下大數據管理與應用專業產學協同育人模式研究與實踐”（222082）。

參考文獻

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