新工科背景下應用型本科高校智慧工地教學改革研究

杜玉杰，朱學敏，馬露，常山，楊瑞敏

（安徽科技學院 建筑學院，安徽蚌埠 233000）

隨著建筑行業信息化的不斷發展，我國目前正處于從傳統建造向工業化、智能化建造過渡的重要階段[1]。2015 年5 月，國務院印發《中國制造2025》，明確提出要大力發展智能制造技術，實現由“制造”向“智造”的轉變[2]，這標志著人工智能逐漸融入我國經濟領域[3]。智慧工地是人工智能技術在建筑業生產作業過程中的集中體現，從技術層面而言，智慧工地是將信息技術融入建造過程，實現自動化、信息化、智能化的手段[4]；從管理層面而言，智慧工地能夠對建設項目有關人員進行有效協調，是一種全新的數據導向型建設項目管理模式。2017年以來，中央和地方相關部門相繼發布文件（見表1），旨在推進建筑業工業化、數字化、智能化的升級，加快轉變建設方式，促進建筑業的高質量發展[5-6]，標志著智慧工地成為未來建筑業發展的主流趨勢。在此背景下，安徽科技學院面向土木工程專業學生開設智慧工地課程，旨在培養技術變革時代滿足建筑行業需求的高素質、復合型人才，但是在教學過程中還存在諸多難題。因此，有必要對智慧工地教學進行改革，提高教學效果，培養學生綜合能力，輸送高素質應用型人才。

表1 智慧工地相關政策

1 智慧工地課程現狀

1.1 重理論，輕實踐

應用型本科重在“應用”二字，注重提升學生實踐能力[7]，培養具有較強社會適應能力和競爭力的高素質應用型人才，其核心環節是實踐教學。地方應用型本科要形成自己的專業特色，必須與具體的工程實踐需要相結合。目前，部分地方本科院校的教學中存在理論與實踐脫節的情況，理論教學占比大，實踐教學占比小，學生雖然掌握了一定的智慧工地理論基礎，但工程實踐能力較差，工作中無法將理論知識對接實際需求[8]。而且傳統實踐教學時間短，方式單一，一般要求學生提交實習報告或實習日記作為考核材料，有些學生為了完成任務，直接拷貝網上資料，缺乏自己動手操作，考核有效性無法保證。

1.2 跨學科師資力量薄弱

智慧工地是一門多學科交叉融合的綜合性課程，涵蓋土木工程、人工智能、計算機技術、大數據、物聯網和智能測繪等專業知識[9]。這不僅對學生學習能力要求高，對授課教師的知識儲備要求也極高。目前跨學科師資隊伍匱乏，部分授課教師在課程教學過程中對某一章節的知識不夠熟悉，難以使學生很好地掌握相關知識。比如土木工程專業教師對計算機專業知識儲備不足，在信息傳輸技術與設備這一節內容的教學中只能簡單介紹相關概念和設備，而對于設備運行原理較少涉及。學生上完課后也是只“知其然”而不知其“所以然”。此外，智慧工地是一門強調工程實踐的課程，目的是解決工程項目實際問題，而教師團隊中缺乏工程經驗豐富的工程師和相關企業人員[10-11]，最終培養的學生達不到建筑行業對人才的需求。

1.3 教學評價機制缺位

傳統單一的教學考核方式與高素質應用型人才培養的要求不匹配[12]。應用型高校在人才培養過程中應以職業需求為導向，以實踐能力培養為重點，以產學研結合為途徑。由于教學過程中重理論、輕實踐，導致實踐考核缺失，較多關注對理論知識的考核，傳統的課程教學考核方式不利于專業技能人才的培養。此外，智慧工地課程考核評價主體單一、考核評價內容不全面、考核評價方式不合理問題突出。一些任課教師為了減輕自己的任務，主要采用期末筆試的考核方式，導致學生考前突擊復習。這種考核方式不能全面反映學生的學習態度、學習能力和學習效果，也不利于學生能力和素質的培養。

2 智慧工地教學改革措施

2.1 加強實踐教學

為了加強學生對智慧工地應用的認識，提升學生對相關先進技術的掌握，在實踐教學環節引入智能建造技術實訓平臺。該平臺是一款集專業性、全面性、創新性于一體的智能建造全過程技術教學實訓系統，采用虛擬現實技術構建崗位實訓實踐體系。該實訓平臺將某實際工程項目分解成4 個模塊，即施工準備、土方基礎、主體建造、裝飾裝修。教師在線上發布模塊任務后，學生可以在實訓平臺完成相應的任務內容。例如，在施工準備模塊，學生了解工程概況后，通過實操完成BIM 圖審、BIM 場地布置、勞務實名制、車輛管理以及揚塵噪音監測等任務。以智慧工地項目為教學場景，圍繞施工和管理，彌補理論教學的不足，讓學生在完成任務的過程中掌握智慧工地相關技術，真正實現崗位任務模擬，由校入崗無縫對接。

校企合作，協同育人。在提升實踐教學條件的同時，也要積極引入社會資源。智慧工地實踐課程體系離不開企業的技術支持，企業需求是應用型高校人才培養的出發點和落腳點。學校應充分征求企業技術人員的意見和建議，結合企業需求，有針對性地編制實踐教學大綱，優化實踐教學內容[13]。在條件允許的前提下，教師帶領學生深入智慧工地企業或項目一線實地參觀，幫助學生了解企業需求和智慧工地現狀，根據反饋持續改進實踐課程體系方案。堅持校企合作、資源共享，拓寬人才培養途徑。相關企業可以提供實踐基地、技術支持和就業保障，高校反哺企業高質量人才和研究成果，最大限度實現校企合作優勢資源互補，實現產教融合、協同發展[14]。

2.2 打造高水平教學團隊

建立跨學科教學團隊。智慧工地是多學科交叉課程，為了保證教學質量，可以與其他學科專業教師建立合作團隊，發揮各專業優勢，共同完成智慧工地理論教學任務。比如：土木工程專業教師對BIM技術有比較深入的理解，但是對計算機技術知之甚少，因此，可以讓土木工程專業教師完成智慧工地中BIM 技術這一節內容的教學，讓計算機專業教師完成物聯網技術、智能分析技術這部分內容教學，通信工程專業教師可以很好地完成信息傳輸技術與設備這一節內容的教學。專業的跨學科教學團隊可以幫助學生全面掌握智慧工地相關技術。

打造“工程師+教師”的團隊。加強教師團隊的業務培訓，有必要把智慧工地專業教師派遣到企業生產一線，讓他們了解BIM、物聯網、大數據等技術在智慧工地項目中的應用現狀，加強新技術、新理論的培訓。從工程應用的角度提升教師的工程素質和工程實踐能力。教師掌握一線工程應用，了解需求，才能將工程實踐與理論知識對接，合理設計實踐課程目標，讓學生以應用“知其然”，推動理論深入“知其所以然”。此外，積極發揮企業優勢，開展企業專家、工程師進課堂活動。邀請智慧工地相關的企業專家和工程師上課，結合親自參與的工程案例，給學生講解智慧工地技術在實際工程中的運用，激發學生學習興趣。打造“工程師+教師”的“雙師型”教師團隊，師資良性互動，不斷提高教師的實踐教學水平，同時也把企業先進的技術和工藝流程引進課堂。

2.3 采用多元化考核評價機制

課程考核是教學過程中的重要環節，是檢驗學生課堂學習效果的重要手段，是提高教育教學質量的重要途徑。

傳統考核方式存在考核主體單一、考核方式落后的問題，因此，在課程考核中創建多元化課程考核方式，包括認知參觀、課堂活動表現、案例討論、期末論文測試4 個方面，突出對學生知識、能力、素質全方位的評價。認知參觀，組織學生參觀施工現場智慧工地展廳，深入了解智慧工地的應用現狀，最后提交實習總結報告，主要考核學生分析問題和學習的能力；課堂活動表現，通過課堂作業、小組討論、隨機選人分享等課堂活動，考核學生思辨能力及發散性思維；案例討論，以某醫院綜合樓建設項目為例，融入智慧工地施工流程內容，設計案例研討主題，分組討論并制作PPT 匯報，考核學生語言表達、團隊協作、創新意識等能力；期末論文，改變期末考試類的終結式考核方式，讓學生總結學習成果，提交一份智慧工地發展與應用方面的論文，內容多樣，主要考核學生搜集信息、撰寫科技論文能力。

突出過程性考核的重要性，多方面反映學生真實學習情況，運用學習通平臺，課后也可以隨時關注學生的學習狀態、學習積極性、對知識的掌握情況等，充分發揮課程考核評價機制對學生學習的促進作用和對教學方式的反饋作用。課前在學習通平臺發布線上學習資料，將學生的學習情況納入最終考核范圍，具體考核項目及權重為：學習進度（占比為10%）、預習題目完成情況（占比為5%）以及學習筆記（占比為5%）；課中設置課堂活動，提高學生參與度，其中學生出勤占比為10%、課堂表現占比為25%、課堂測驗占比為10%；課后發布課后作業（占比為20%）和案例分析（占比為15%），鞏固課堂教學效果，實現對學生教學三階段、學習全過程的數據采集。過程性考核項目及權重見表2。

表2 過程性考核項目及權重

3 結束語

隨著建筑行業工業化、信息化、智能化的不斷推進，智慧工地應運而生，并越來越受重視。安徽科技學院始終緊跟國家政策導向和社會發展需求，創新性地開設了智慧工地課程。本文分析智慧工地課程教學過程中存在的問題，從師資隊伍、教學內容、課程考核評價等方面進行改革探索，構建全新的智慧工地課程體系，能在很大程度上改變師資力量薄弱、考核方式單一、實踐教學欠缺的弊端，極大提高學生的工程實踐能力，培養高素質、復合型應用人才。