綠色建造在土木工程專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)中的實(shí)踐

李鵬波，顧榮軍，曾雪琴，馬興亮

（1.常州工學(xué)院，江蘇常州 213000；2.常州市建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，江蘇常州 213000）

1 綠色建造概述

改革開(kāi)放以來(lái)，建筑業(yè)作為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱產(chǎn)業(yè)，推動(dòng)了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，提高了人們的生活水平。但是，建筑業(yè)在快速發(fā)展的同時(shí)也存在資源消耗大、建造方式粗放、勞動(dòng)效率不高、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)滯后、信息化水平較低、科技創(chuàng)新能力不足等制約其發(fā)展的問(wèn)題，與國(guó)家倡導(dǎo)的“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的新發(fā)展理念還存在較大差距[1-2]。

我國(guó)發(fā)布了一系列建筑業(yè)向綠色產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的政策，如2016 年2 月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市規(guī)劃建設(shè)管理工作的若干意見(jiàn)》；2016 年9 月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見(jiàn)》；2017 年2 月，國(guó)務(wù)院辦公廳印發(fā)《關(guān)于促進(jìn)建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見(jiàn)》。

高校積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，將綠色建筑理念融入傳統(tǒng)土木工程和建筑學(xué)教學(xué)中。如尹巧玲等[3]探討了綠色建筑理念如何融入高職院校建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程體系中。管東芝等[4]分析了新時(shí)代土木工程施工建造專(zhuān)業(yè)人才需求變化，提出土木工程施工創(chuàng)新教學(xué)理念，并探討了土木工程施工教學(xué)體系的構(gòu)建與實(shí)踐。王江麗等[5]、楊維菊等[6]、董海榮等[7]、劉杰[8]、湯闖[9]從不同角度研究了將綠色建筑理念融入建筑課程專(zhuān)業(yè)教學(xué)改革，并取得了較好的效果。但是這些教學(xué)研究大多涉及綠色建筑方面[10-12]，涉及綠色施工以及綠色建造的較少。

當(dāng)前，我國(guó)建筑業(yè)發(fā)展的核心任務(wù)和主要目標(biāo)是在繼續(xù)推行綠色建筑的同時(shí)，采用新型先進(jìn)綠色建造方式。綠色建造已經(jīng)成為建筑業(yè)的必然趨勢(shì)。2012 年，科技部設(shè)立了“十二五”國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目“建筑工程綠色建造關(guān)鍵技術(shù)研究與示范”，首次在國(guó)家層面啟動(dòng)了綠色建造的研究。綠色建造是按照綠色發(fā)展的要求，通過(guò)科學(xué)管理和技術(shù)創(chuàng)新，采用有利于節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境、減少排放、提高效率、保障品質(zhì)的建造方式，實(shí)現(xiàn)人與自然和諧共生的工程建造活動(dòng)[13-14]，圖1 為綠色建造概念的邏輯圖。

圖1 綠色建造概念邏輯圖

住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部于2020 年12 月啟動(dòng)綠色建造試點(diǎn)工作，常州市被選為綠色建造試點(diǎn)城市，為全國(guó)其他地區(qū)推行綠色建造奠定了基礎(chǔ)。常州工學(xué)院土木工程專(zhuān)業(yè)緊跟時(shí)代的發(fā)展，抓住行業(yè)轉(zhuǎn)型的機(jī)遇，以服務(wù)地方為宗旨，從人才培養(yǎng)目標(biāo)到課程體系以及課程教學(xué)，嘗試融合綠色建造的理念，培養(yǎng)學(xué)生綠色、可持續(xù)的工程發(fā)展理念，為社會(huì)培養(yǎng)綠色土木工程人才。

2 綠色建造融入人才培養(yǎng)方案

土木工程專(zhuān)業(yè)按照“9775”模式修訂培養(yǎng)方案，即90%的教師參與、調(diào)研7 家典型企業(yè)、調(diào)研7 家同類(lèi)高校、有5 位校外企業(yè)專(zhuān)家參與。通過(guò)調(diào)研常州市多個(gè)土木工程相關(guān)企事業(yè)單位，決定將綠色建造相關(guān)內(nèi)容寫(xiě)入培養(yǎng)方案，經(jīng)過(guò)企業(yè)專(zhuān)家和同類(lèi)高校專(zhuān)家共同研討，2023 級(jí)人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)目標(biāo)修改如下。

土木工程專(zhuān)業(yè)堅(jiān)持立德樹(shù)人，面向長(zhǎng)三角地區(qū)，適應(yīng)不斷發(fā)展的現(xiàn)代工程建設(shè)需求，培養(yǎng)德、智、體、美、勞全面發(fā)展，具備良好人文素養(yǎng)、社會(huì)責(zé)任感和工程職業(yè)道德，能綜合應(yīng)用基礎(chǔ)理論和專(zhuān)業(yè)知識(shí)，分析與解決土木工程專(zhuān)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題，具有良好的組織管理、溝通協(xié)作和開(kāi)拓創(chuàng)新能力，能在土木工程建設(shè)領(lǐng)域從事勘察、設(shè)計(jì)、施工和管理等工作的應(yīng)用型工程技術(shù)人才。畢業(yè)生經(jīng)過(guò)5 年的工作實(shí)踐和能力培養(yǎng)，具備以下工程師職業(yè)能力。

目標(biāo)1：遵守職業(yè)道德和規(guī)范，具有良好的社會(huì)責(zé)任感，具備綠色建造理念，在工程實(shí)踐中能綜合考慮法律、文化與可持續(xù)發(fā)展因素。

目標(biāo)2：能綜合運(yùn)用基礎(chǔ)理論和土木工程專(zhuān)業(yè)技術(shù)，交叉融合多學(xué)科知識(shí)，解決土木工程領(lǐng)域的復(fù)雜工程問(wèn)題。

目標(biāo)3：通過(guò)土木工程實(shí)踐和自主學(xué)習(xí)，形成勘察、設(shè)計(jì)、施工和管理等相關(guān)領(lǐng)域的綜合能力。

目標(biāo)4：具有國(guó)際化視野，良好的交流溝通能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神，在團(tuán)隊(duì)合作中發(fā)揮骨干作用。

目標(biāo)5：具備終身學(xué)習(xí)與開(kāi)拓創(chuàng)新的精神，緊跟土木工程領(lǐng)域新理論和新技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，適應(yīng)社會(huì)經(jīng)濟(jì)與工程建設(shè)發(fā)展需求。

其中，在目標(biāo)1 中增加了“具備綠色建造理念”的相關(guān)內(nèi)容，并在具體的課程設(shè)置上進(jìn)行了一系列的優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生培養(yǎng)環(huán)保低碳的建筑理念。

3 綠色建造融入課程體系

3.1 多學(xué)科交叉融合，綠色建造和智能建造融合

綠色建造的發(fā)展應(yīng)以綠色信息技術(shù)為支撐。土木工程專(zhuān)業(yè)以蘇南地區(qū)建筑產(chǎn)業(yè)體系為基礎(chǔ)，探究土木行業(yè)智能建造領(lǐng)域的新技術(shù)、新模式，在課程體系設(shè)置中將云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、BIM 等新一代信息技術(shù)融入專(zhuān)業(yè)教學(xué)，打破學(xué)科壁壘,建立跨學(xué)科的培養(yǎng)體系,通過(guò)多學(xué)科交叉融合提升學(xué)生綠色建造素養(yǎng)及綜合應(yīng)用能力,培養(yǎng)具有綠色建造、智能建造意識(shí)和技能的專(zhuān)業(yè)人才，實(shí)現(xiàn)綠色建造和智能建造的協(xié)同發(fā)展。為此，土木工程專(zhuān)業(yè)以 OBE （成果導(dǎo)向教育）理念重構(gòu)課程體系，以產(chǎn)出為導(dǎo)向進(jìn)行教育教學(xué)體系的設(shè)計(jì)，在綜合調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)一些課程進(jìn)行調(diào)整和修改，如圖2 所示。

圖2 課程體系中的綠色建造元素

其中，智能檢測(cè)技術(shù)現(xiàn)代工程測(cè)量、智能施工組織與管理為智能制造相關(guān)課程，綠色工程材料城市生態(tài)規(guī)劃、BIM 技術(shù)與應(yīng)用、綠色建造與智能建造、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代施工技術(shù)為綠色建造相關(guān)課程，整個(gè)課程體系將綠色建造和智能智造有機(jī)融合，如綠色建造與智能建造、BIM 技術(shù)原理與應(yīng)用等課程，緊跟時(shí)代需求和地方需求，發(fā)展有常州工學(xué)院特色的土木工程課程體系，為培養(yǎng)新時(shí)代土木工程人才提供有效支持。

3.2 加強(qiáng)產(chǎn)教融合，重構(gòu)多維度綠色建造課程體系

土木工程專(zhuān)業(yè)注重校企聯(lián)動(dòng)化，與企業(yè)、行業(yè)或相關(guān)高校聯(lián)合開(kāi)展課程體系設(shè)計(jì)，緊跟時(shí)代發(fā)展，進(jìn)行課程體系動(dòng)態(tài)重構(gòu)；加強(qiáng)實(shí)踐課程建設(shè)，融入多維度綠色建造理念和相關(guān)知識(shí)，在專(zhuān)業(yè)課程、實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、學(xué)科競(jìng)賽、虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)等不同維度中進(jìn)行綠色建造教育，以此推進(jìn)新興技術(shù)與傳統(tǒng)工科教學(xué)的深度融合，圖3 為多維度課程體系。

圖3 多維度課程體系

對(duì)標(biāo)常州市武進(jìn)綠色建筑產(chǎn)業(yè)集聚示范區(qū)（簡(jiǎn)稱(chēng)常州武進(jìn)綠色建筑區(qū)），其是全國(guó)唯一的綠色建筑產(chǎn)業(yè)集聚示范區(qū)，產(chǎn)業(yè)覆蓋綠色建材、施工建造、建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化、建筑科技服務(wù)等領(lǐng)域。專(zhuān)業(yè)積極與常州武進(jìn)綠色建筑區(qū)對(duì)接，共同建設(shè)綠色建造課程，如現(xiàn)代施工技術(shù)、綠色工程材料等課程為校企合作課程，聘請(qǐng)校外企業(yè)導(dǎo)師來(lái)校授課。

搭建綠色建造創(chuàng)新平臺(tái)，建有“土木工程技術(shù)研究中心”“智能建造技術(shù)與管理研究中心”等平臺(tái)。在“雙碳”背景下綠色建造及其建筑信息化等領(lǐng)域開(kāi)展科技研發(fā)，助力地方企業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)，具體包括：在“雙碳”背景下實(shí)現(xiàn)精確高效的結(jié)構(gòu)參數(shù)化設(shè)計(jì)方法、國(guó)產(chǎn)化CAD 平臺(tái)、云端拓?fù)鋬?yōu)化軟件等的研發(fā)；城市地下工程與環(huán)境交互作用機(jī)理研究，探索地下工程實(shí)施過(guò)程中的智能監(jiān)測(cè)技術(shù)及運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的健康檢測(cè)技術(shù)；研制綠色環(huán)保，新型高強(qiáng)、高耐久性綠色土木工程材料，從源頭實(shí)現(xiàn)低碳減排，助力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)。通過(guò)綠色建造創(chuàng)新平臺(tái)，可使學(xué)生提前介入綠色建造的工程實(shí)踐，提升了學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力。

土木工程專(zhuān)業(yè)建有BIM+VR 實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)模擬建筑施工中大型構(gòu)件運(yùn)輸和裝配的過(guò)程，可以檢驗(yàn)出是否存在構(gòu)件的碰撞，優(yōu)化運(yùn)輸和裝配流程，經(jīng)過(guò)虛擬施工建造過(guò)程，可以檢查施工計(jì)劃和技術(shù)的合理性和有效性，減少資源浪費(fèi)，提高經(jīng)濟(jì)效益。專(zhuān)業(yè)與企業(yè)在建的虛擬仿真資源有4 個(gè)：基于校園實(shí)境的建筑空間認(rèn)知與設(shè)計(jì)分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，工程結(jié)構(gòu)事故鑒定分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，基于探地雷達(dá)的公路隧道襯砌無(wú)損檢測(cè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)和高層建筑懸挑腳手架施工虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)虛擬平臺(tái)進(jìn)行綠色建造的學(xué)習(xí)，可深入綠色建造的全生命周期。

組織學(xué)生參加綠色建造學(xué)科競(jìng)賽，如大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)大賽、全國(guó)高等院校綠色建筑技能大賽等，通過(guò)這些學(xué)科競(jìng)賽，開(kāi)闊了學(xué)生的視野，增強(qiáng)了學(xué)生理論聯(lián)系實(shí)際的能力，使學(xué)生深入理解綠色建造的內(nèi)涵。

土木工程專(zhuān)業(yè)通過(guò)以上多維度課程體系的建設(shè)，挖掘產(chǎn)教融合潛力，形成企業(yè)發(fā)展和人才培養(yǎng)的合作共同體，在實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)資源共建共享的同時(shí)，對(duì)學(xué)生進(jìn)行全員、全方位、全過(guò)程的綠色建造教育。

3.3 綠色建造全生命周期課程體系

綠色建造全過(guò)程包括綠色策劃、綠色設(shè)計(jì)、綠色施工、綠色建材及綠色交付等內(nèi)容。專(zhuān)業(yè)針對(duì)綠色建造全過(guò)程設(shè)置了相應(yīng)的課程，打造出對(duì)應(yīng)綠色建造全生命周期的課程教學(xué)體系。

綠色策劃是開(kāi)展綠色建造的頂層設(shè)計(jì)，是實(shí)現(xiàn)綠色建造的首要環(huán)節(jié)，也是綠色建造后續(xù)的執(zhí)行綱領(lǐng)。土木工程專(zhuān)業(yè)為此開(kāi)設(shè)了城市生態(tài)規(guī)劃、綠色建造與智能建造等課程，為學(xué)生提供一個(gè)提綱挈領(lǐng)的綠色建造整體框架，從入學(xué)初期就有綠色建造的概念。

綠色設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)綠色建造的決定性環(huán)節(jié)，通過(guò)合適的設(shè)計(jì)方案和設(shè)計(jì)優(yōu)化，來(lái)最大限度地減少建筑對(duì)不可再生資源的消耗和對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染，實(shí)現(xiàn)建造過(guò)程和建造結(jié)果符合綠色的標(biāo)準(zhǔn)。土木工程專(zhuān)業(yè)在傳統(tǒng)的房屋建筑學(xué)課程中增加了綠色建筑的部分內(nèi)容，并且開(kāi)設(shè)綠色建筑設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課，引導(dǎo)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)中統(tǒng)籌建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)加工、材料選用、施工建造、運(yùn)營(yíng)維護(hù)各階段，落實(shí)綠色建造目標(biāo)；開(kāi)設(shè)了裝配式混凝土結(jié)構(gòu)專(zhuān)業(yè)課程，與裝配式建筑深度融合，使學(xué)生掌握綠色建造中結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、外圍護(hù)系統(tǒng)、內(nèi)裝系統(tǒng)、設(shè)備與管線系統(tǒng)的一體化設(shè)計(jì)；優(yōu)化BIM 技術(shù)原理與應(yīng)用專(zhuān)業(yè)課程，使學(xué)生能夠掌握BIM 和信息化技術(shù)，了解如何通過(guò)設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、運(yùn)輸、施工、裝配、運(yùn)維等全過(guò)程的信息數(shù)據(jù)傳遞和共享，提高建造精細(xì)化水平，節(jié)約能源資源。

綠色施工是綠色設(shè)計(jì)的物化生成過(guò)程，是綠色建造的重要組成部分。土木工程專(zhuān)業(yè)將傳統(tǒng)的土木工程施工技術(shù)改為現(xiàn)代施工技術(shù)，增加綠色施工技術(shù)，刪減淘汰技術(shù)，使學(xué)生懂得綠色施工應(yīng)以持續(xù)健康發(fā)展為目的，以科學(xué)管理和技術(shù)進(jìn)步為實(shí)現(xiàn)途徑，以減少資源消耗和環(huán)境保護(hù)為特征，能夠在工程實(shí)踐中推廣應(yīng)用低消耗、低污染、低排放的土木工程施工技術(shù)，全面推進(jìn)永臨結(jié)合、建筑垃圾減量化和資源化應(yīng)用。

綠色建材是實(shí)現(xiàn)綠色建造的物質(zhì)基礎(chǔ)，建筑材料的選擇從某種意義上來(lái)說(shuō)直接決定了是否是綠色建筑。課程體系將傳統(tǒng)的土木工程材料課程優(yōu)化為綠色工程材料課程，使學(xué)生能夠在設(shè)計(jì)施工中采用可循環(huán)材料、高輕度和耐久性建筑材料以及能大幅度降低建筑物使用過(guò)程中耗能、耗水的建筑材料和設(shè)備，如結(jié)構(gòu)與保溫裝飾一體化外墻板、高性能門(mén)窗、節(jié)水器具等。

經(jīng)過(guò)改革和實(shí)踐，專(zhuān)業(yè)最終建立了多學(xué)科交叉融合、注重實(shí)踐、多維度、對(duì)應(yīng)綠色建造生命周期的課程體系，對(duì)學(xué)生進(jìn)行多方位的綠色建造理念和知識(shí)教育。

4 綠色建造融入課程思政體系

土木工程專(zhuān)業(yè)在“三全育人”的思想指導(dǎo)下，全面開(kāi)展課程思政建設(shè)[15]。以社會(huì)主義核心價(jià)值觀為引領(lǐng)，圍繞“思想引領(lǐng)、知識(shí)傳授、能力提升”三位一體的課程建設(shè)目標(biāo)，形成專(zhuān)業(yè)課教學(xué)與思想政治理論課教學(xué)緊密結(jié)合、同向同行的育人格局，培養(yǎng)土木工程應(yīng)用型高級(jí)人才。

同時(shí)，在綠色建造的背景下，將社會(huì)主義核心價(jià)值觀、家國(guó)情懷、文化素養(yǎng)、法律法規(guī)、道德修養(yǎng)、哲學(xué)思辨以及科學(xué)創(chuàng)新等思政主題融入課程教學(xué)，并持續(xù)改進(jìn)，圖4 為綠色建造融入課程體系中的思政主題。

圖4 綠色建造融入課程體系中的思政主題

在綠色建造的思政主題下，將“碳達(dá)峰、碳中和”的國(guó)家戰(zhàn)略通過(guò)節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等思政元素融入，潛移默化中讓學(xué)生形成“創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享”的綠色建造理念，在工程實(shí)踐中踐行綠色建造，最終實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧相處。

5 結(jié)束語(yǔ)

（1）土木工程專(zhuān)業(yè)按照“9775”模式開(kāi)展培養(yǎng)方案修訂，通過(guò)調(diào)研常州市多個(gè)土木工程相關(guān)企事業(yè)單位，將綠色建造相關(guān)內(nèi)容寫(xiě)入培養(yǎng)方案，2023級(jí)人才培養(yǎng)方案培養(yǎng)目標(biāo)增加了“具備綠色建造理念”的相關(guān)內(nèi)容。

（2）土木工程專(zhuān)業(yè)經(jīng)過(guò)實(shí)踐和調(diào)查研究，將綠色建造和智能建造融合，同時(shí)在注重實(shí)踐的基礎(chǔ)上開(kāi)設(shè)多維度綠色建造課程，并且對(duì)應(yīng)綠色建造生命周期建立課程體系，形成有常州工學(xué)院特色的土木工程課程體系，為培養(yǎng)新時(shí)代土木工程人才提供有效支持。

（3）在綠色建造背景下，擴(kuò)展綠色建造思政主題，通過(guò)環(huán)境保護(hù)、可持續(xù)發(fā)展等思政元素的融入，開(kāi)展課程思政教育。

專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)方案的修訂是在調(diào)研多家企業(yè)和校外企業(yè)專(zhuān)家后進(jìn)行的，通過(guò)學(xué)生、企業(yè)和專(zhuān)家的反聵發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍反映新的培養(yǎng)方案緊跟時(shí)代發(fā)展，融合了綠色建造和智能建造理念，能夠?qū)W習(xí)到最新的學(xué)科知識(shí)；企業(yè)對(duì)此普遍持贊賞態(tài)度，認(rèn)為培養(yǎng)方案能夠使學(xué)生在行業(yè)變革過(guò)程中始終保持著較強(qiáng)的競(jìng)爭(zhēng)力，能夠促使學(xué)生終身學(xué)習(xí)、不斷提高。