基于新工科的應用型土建類專業改革與實踐

摘 要：為了探索地方新建本科院校土建類專業新工科轉型升級問題，該文基于BIM技術，從平臺建設、師資培養、創新創業和課程建設等方面探索土建類專業創新創業路徑。通過改革探索，成效顯著，為其他傳統工科專業新工科轉型發展提供一定參考。

關鍵詞：BIM；土建類專業；創新創業；路徑；轉型升級；探索

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2024）23-0134-05

Abstract： In order to explore the transformation and upgrading of civil engineering majors in newly-built local undergraduate colleges， this paper explores the innovation and entrepreneurship path of civil engineering majors from the aspects of platform construction， teacher training， innovation and entrepreneurship， curriculum construction based on BIM technology. Through reform and exploration， remarkable results have been achieved， which provides a certain reference for the transformation and development of other traditional engineering majors.

Keywords： BIM; civil engineering specialty; innovation and entrepreneurship; path; transformation and upgrading; exploration

新工科建設是當前我國為了應對新經濟、新業態挑戰，服務中華民族偉大復興的國家發展戰略，適應產業未來發展及需求提出的一項深化工程教育改革的重大行動計劃。新工科建設已經成為高等工程教育領域必須面對的一項重要任務[1]。而土建類專業作為高等工程教育領域的傳統工科專業，就需要在新工科建設背景下，基于土建類行業需求進行專業建設，以新技術、新業態、新模式為特點的土建類行業發展，促使土建類領域向新型工業化、信息化、綠色化轉變，對土建類專業人才的知識、能力和素質結構提出了更高、更新的要求。新形勢下建筑行業對土建類專業人才的需求更多地開始聚焦BIM數字技術引領、崗位能力導向，現有人才培養目標定位已經不能滿足需求側的這一最新需求，急需進行教學方法及培養模式的創新和改革。

新建地方高校在歸屬上屬于應用型高校類屬，土建類專業的建設和改革中受傳統優勢學科或一流學科建設高校的雙重影響，專業培養目標設置與行業需求有較大差距，課程體系對培養目標的支撐度還明顯不足，未能有效回應行業的新需求。貴州工程應用技術學院（以下簡稱“我?！保┩两悓I辦學歷史較短，受學校傳統教育模式影響較大，新工科建設的理念還未有效深入，教學模式沿襲傳統，課堂仍然是以教師講授為主導，學生中心的思想未得到有效彰顯，學生創新思維和創新意識一定程度上受到限制。專業教師的現代教育理念更新不能適應新時代新形勢對立德樹人的要求，傳統的學科導向模式根深蒂固，“學生中心、產出導向”的工程教育理念未能得到真正落實，應用型工程教育的研究缺乏系統性。針對出現的這些問題，眾多的學者展開了新工科方面的研究，崔冬等[2]以土木工程材料課程為例，從教學理念、培養方案、專業建設、校企合作及產教融合等方面探討了基于新工科的課程建設；曾永慶等[3]基于新工科產教融合背景下土木類專業人才培養模式的內涵特征，針對傳統人才培養模式存在的問題，提出了土木類專業產教融合人才培養模式的實現路徑；羅愛忠等[4]在新工科視域下，以土木工程專業為例，從當前創新創業存在的問題、創新創業教育目標確定、創新創業課程體系構建、專創融合課程建設和專創融合教學方法等方面探討土建類專業創新創業教學改革。張建華等[5]提出以創新創業為核心，工匠精神與創新意識相融合、專業教育與創業教育相融合、通識培養與卓越培養相融合的“一核心三融合”培養理念。崔巖松等[6]針對“新工科、新經濟”背景下創新人才培養的需求，構建多元融合、高新牽引、全員協同的新工科創新型人才培養模式和創新創業教育體系。蘇凱新等[7-9]研究者從創新創業能力等方面開展了研究。張詩嘉等[10]、童慧芬等[11]、呂玉增等[12]等學者從創新創業課程體系方面展開了研究。張蘇娟等[13]、劉麗等[14]、于蘭等[15]在新工科背景下，以BIM技術為手段，研究了數字技術與專業課程體系及課程內容體系的結合。

綜上所述，基于“學生中心、成果導向、持續改進”的教育教學新理念，以土建類專業新工科建設為目標，重構應用型土建類專業課程內容體系，更新人才培養教育理念、凝練人才培養新模式是培養適應土木工程建設行業新需求的高素質土建類專業人才的必然路徑，開展相應的教學改革探索研究也具有重要的意義。

一 基于新工科和BIM技術背景的土建類專業轉型升級研究

建筑信息模型（BIM）技術是繼CAD技術之后建筑行業的又一次重要革命。BIM是建筑模型信息化的英文簡寫，在工程項目的設計和建造運維過程中能有效地實現工程設計的優化、建造過程的模擬及運維過程的信息化等。BIM技術對于土建類專業轉型升級尤為重要，數字經濟、數字模型等創新手段是推動土木工程行業適應新業態、新經濟的必然需要。黨的二十大報告指出，人才是第一資源、創新是第一動力。BIM技術及智能建造技術等對培養土建類專業學生創新創業能力培養具有重要意義。統計發現，應用BIM技術，可實現建筑成本降低達到33%，工期節省50%，建筑建造過程及運維過程碳排放降低50%，以及減少50%～70%的工程項目變更。但現行大部分土建類行業院校的課程體系都很少涉及BIM技術，更沒有系統地把該項技術作為學生創新創業意識和創新創業能力進行培養手段。在地方新建本科高校，土建類專業的發展相對較晚，這些新的理念、新的技術與創新創業及專業課程的融入相對滯后于行業對土建類專業創新創業人才的需求。因此，在新工科建設背景下，基于BIM數字技術，開展土建類專業人才培養路徑研究具有重要的意義。

二 基于新工科和BIM技術的土建類專業發展路徑設計

（一） 改革探索思路

根據全國教育大會精神和卓越人才及拔尖人才培養的要求，圍繞新工科建設、工程專業認證和國家一流專業建設標準，堅持“學生中心、產出導向、持續改進”的人才培養理念，對標對表，以促進學生知識、能力、素質協調發展為目的，以新工科建設為重要抓手，持續深化土建類創新創業教育改革，通過調整培養方案，改革培養模式等措施，深化校企協同育人，培養學生創新能力和創業能力，提高人才培養質量，提升地方特色應用型土建類專業畢業生創新創業能力和服務地方經濟社會能力。在改革中以新工科建設為核心，以社會主義核心價值觀為引領，以現代土建類行業BIM技術為抓手，構建漸進式、多角度、跨行業構建土建類專業創新創業培養路徑體系；以學生為中心，以學生“專業思想”形成為導向，以持續改進為路徑推進學生創新創業能力培養；以BIM創新工作坊、BIM實訓中心為載體，以深圳市斯維爾科技股份有限公司等企業平臺為依托，堅持立德樹人為根本任務，以培育學生正確的世界觀、人生觀、價值觀為目標，以德育為先導，搭建創新創業培養路徑。堅持“以本為本”，推進“四個回歸”；以學生為中心，以學生“創新創業思想、專業思想”形成為導向，以持續改進為路徑；不斷更新創新創業教育教學理念，遵循現代建筑產業碳減排路徑，突出教學過程的學生創新意識和創業意向培養，推動理論與實踐、專業思想與專業技能、創新能力與創業能力的結合。

（二） 新工科和BIM技術背景下土建類專業發展路徑探索

1 強化BIM技術工程教育實踐平臺建設

應用型人才和創新創業人才都離不開優質實踐教學資源平臺的支撐，高校各專業與行、政、企開展的協同育人模式是專創融合教育并軌前行的首選途徑。強化高校、企業、政府等多主體參與、校內外資源共享的BIM工程教育實踐平臺，建設基于BIM技術的校企合作協同育人平臺，建設完成學院“BIM實訓中心”。針對土建類相近專業開展BIM技術人才培養，滿足建筑行業對土建類專業人才培養需求；充分開發校外的行、政、企等資源，強化校企、校政合作，提升BIM數字技術與工程項目深度融合的實戰支撐。

2 優化土建類專業人才培養方案

人才培養方案是高校人才培養的總規劃，持續優化專業教學與創新創業教育各要素之間的關系，將BIM技術作為現代數字技術元素融入相關課程、開設BIM技術系列課程，強化互動、聯動等不同形式獲得最佳的育人效果。一是基于新工科人才培養需求，系統、具體地分解、落實人才培養的知識、能力、素質的“三維一體”人才培養要求，將BIM建筑模型信息技術融入人才培養方案，構建包含BIM技術課程結構體系及課程內容體系，全方位、全過程培養學生專業能力、工程實踐能力。二是將BIM技術與人才培養在各環節上進行有機融合，構建完整的BIM技術人才培養方案及教學體系，實現行業需求與人才培養在思想層面一體化、內容層面層次化、師資層面多元化、管理服務層面長效化、實踐教育落地化。

3 強化BIM創新創業師資培養

教學改革的關鍵在教師，教師在學生創新創業培養上擔任著至關重要的角色。依托深圳市斯維爾科技股份有限公司等企業，培養培訓相關創新創業師資，把握現代建設工程行業發展趨勢，實現教師知識結構滿足跨學科的BIM雙創教育培養路徑需求，在專業教學過程中將BIM技術融入專業課程教育，有效地通過專業課程對學生進行創新創業教育，使得專業教育與創新創業有機融合；從深圳市斯維爾科技股份有限公司等企業或相關創客基地聘請的創新創業導師在BIM技術實務操作上進行指導和培訓，實現土建類專業教師在教學的理論性、系統性和連續性更進一步完善和提高，勝任基于專創融合的土建類專業創新創業教育教學活動。

4 注重BIM技術學科交叉融合

學科專業交叉融合，注重現代信息技術融入是新工科人才培養的根本要求。讓學生充分吸收相近學科間學科思維，創新解決工程復雜問題的思維方式，運用BIM數字技術手段，構建學生多學科思維模式能有效改造傳統工科專業適應新時代新形勢新需要。土建類專業工程教育習慣于傳統學科教育的基本模式，更多地關注學科知識的整體性，在人才培養上不適應高素質應用型人才培養的需求。BIM技術可以有效地將地理信息、工程地質和水文地質、風景園林技術、土建類技術、工程管理技術和室內環境設計等專業跨學科融合，將技術、經濟、管理等知識融合（如土建類、工程管理專業的相關知識融合），更有利于培養學生的工程能力培養。依托相關企業平臺進一步在“BIM實訓中心”形成涵蓋工程設計、工程造價、工程管理、智慧建造等方向，以及基于BIM技術和“互聯網+大數據”的建設行業信息化整體教育解決方案，實現BIM及綠色建筑交叉學科人才培養。

三 基于BIM技術的土建類專業新工科發展路徑實踐

基于現階段土建類專業新工科人才行業需求，土建類專業人才培養需要適應這個時代變改的重大課題，土建類專業發展也面臨如何轉型升級和改造的問題。立德樹人是新時代的呼喚和工程人才培養的根本遵循。土建類專業的人才培養也需要通過工程實踐的過程來實現學生的求善目標，讓土建類專業學生在自我的學習和創業過程中發現工程科學的真理，通過復雜工程的有效解決實現自我的求真目標。土木工程建設行業的工程教育應在求真求善的基礎上聚焦于學生學習知識的轉化，通過工程實踐項目的BIM技術訓練使得學生在解決復雜工程問題的過程實現自我的人生目標。

（一） 新工科背景下土建類專業應用型人才培養目標的確定

新工科人才培養的理念與OBE人才培養理念具有天然的一致性，都強調在學生中心、產出導向的反向設計思路?，F代工程教育人才的培養更強調與產業、行業的有效銜接，建筑行業對BIM人才的強烈需求需要土建類專業工程教育的反思性介入。通過調研企業和行業，我校土建類專業人才培養的目標定位為：立足建設服務畢節新發展理念示范區，建立學校土建類專業工程教育與區域發展戰略的城鎮化建設協調發展模式，支撐建筑業現代化建設和建筑業轉型升級。

（二） 基于BIM技術的土建類專業課程體系建設

建筑新經濟新業態條件下，建筑工業化和智能化是土木工程行業發展的總體趨勢。結合工程教育認證的先進理念，以OBE教育理念為指引，以BIM數字技術為手段，構建基于BIM數字技術的土木工程專業課程體系。該專業課程體系除了遵循工程認證基本要求外，還依據新工科人才培養要求，按照工程項目建設的邏輯構建模塊化課程體系，促進多學科交叉融合，引入現代數字技術、現代信息技術及虛擬現實技術等，基于BIM技術設置課程體系，進行成果導向、能力導向的土木工程專業課程體系重構。具體模塊分為工程通識教育模塊、專業教育模塊、學科交叉融合模塊、創新創業教育模塊和工程人文教育模塊等。在工程通識教育模塊側重于培養學生數理思維、邏輯思維能力，設置了高等數學、現代信息技術、工程化學與環境、思政教育和工程哲學等課程；在專業教育模塊，側重于學生專業技能及專業思維培養，主要設置力學類課程、結構類課程和施工管理類課程等；在學科交叉融合模塊主要側重于學生職業拓展和行業適應能力培養，主要設置了現代BIM數字技術、建筑工業化、云計算等課程；創新創業教育模塊主要側重于學生創新創業能力培養，主要設置了學科競賽、學科前沿、學科實踐和創業基礎等課程；工程人文教育模塊側重于學生工程人文素養養成，主要設置了工程倫理、工程文化等課程活動。土建類專業新工科建設更強調交叉、融合、協調和共享，強調學生能力達成的產出導向，基于BIM技術的課程體系實現了學生能力達成與課程體系之間的相互支撐關系，是適應新經濟新業態的專業課程新體系。該體系依托BIM技術優勢，及時更新課程內容體系，將行業和產業最新研究成果實時補充進入課程教學大綱，能有效提高學生對行業產業的適應和應變能力。

（三） 基于數字引領的BIM技術教育教學方法探索

新工科及數字化背景下，有針對性地采用了多種教學方法，主要的教學方法有：BIM三維模型展示法、實地教學法，賽教融合教學法。課程教學團隊在每一堂課不是采用單一的教學方法和手段，而是多種教學方法教學手段的綜合運用。

BIM三維模型展示法（如圖1所示），有效解決學生平面到空間的轉換。BIM的引入，讓學生擺脫二維圖樣空間理解束縛，從高緯度深入了解造價管理項目，提出賦能行業發展目標項目的重點、難點，質量控制薄弱點，造價管理敏感點，施工安全危險點等，全方位培養學生的大局觀和工匠精神。

實地教學法（如圖2所示），引導學生學會解決復雜工程問題。課程教學團隊經過精心設計，把學生帶到工程項目部，把學生的學習過程放到建筑工地進行。學生通過實地觀察，親手丈量，分組計算，評比選優。實地教學能讓學生進一步理論聯系實際，實現理論知識和工程實踐的有機結合和呼應，從實踐中認識各施工環節的技術銜接和安全質量保障傳遞，查找施工現場安全技術保障薄弱環節和待加強措施，為下一步工程管理提供有力的預案和措施，從經濟角度做好質量、技術、安全的費用保障，樹立行業使命感和執業操守，全面培養學生的職業操守，工匠精神和家國情懷。

賽教融合教學法（如圖3所示），引導學生提高崗位適應能力。學校每年定期舉辦和組織學生參與各級BIM技能大賽、BIM畢業設計創新大賽、各種計量計價軟件應用大賽等相關比賽，學生自由組合，組建各個團隊參與這些賽事，通過對各項賽事的參與，學生自主學習能力得到很大提升，學習激情得到很大激勵。通過參與賽事并獲獎，實現成功是推動向前成功的重要動力，更進一步增進學生的創新探索能力、團隊協作能力等的提升。學科競賽，以賽促學，學生在參賽過程中，進一步夯實專業知識，磨煉專業技能，體驗數字技術在專業領域的高效、準確、便捷應用，查找自身不足的同時，激發創新意識，培養團隊協作精神，樹立科技興國、知識強邦的奮斗目標和執業信念。

四 結束語

通過近年來的改革和探索，建設完成貴州工程應用技術學院“BIM實訓中心”“BIM創新創業工作坊”，優化了土建類專業等專業創新創業人才路徑體系；組織土建類相關專業學生參加BIM創新創業學科競賽及畢業設計大賽等活動，獲得較好名次排位；依托相關企業培養BIM技術創新創業師資，師資質量穩步提升。依托學科競賽、創新創業項目、“互聯網+”等項目，探索了對土建類專業、工程管理專業、水利水電工程專業創新創業人才培養，完善了土建類專業BIM技術人才培養體系。

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基金項目：教育部新工科建設項目“新工科建設背景下西部地方高校土建類專業創新創業教育類課程體系建設”（E-CXCYYR202000945）；貴州省本科質量工程項目“雙碳背景下土木工程專業新工科人才培養路徑探索與實踐”（2022254）；貴州省本科質量工程項目“新工科建設背景下的‘土力學’課程思政改革”（黔教函〔2021〕116號）；貴州工程應用技術學院本科質量工程項目“面向新工科的土木工程專業發展路徑探索與實踐”（202106）；貴州工程應用技術學院本科質量工程項目“‘123456’應用型本科人才培養體系構建”（2023031）

第一作者簡介：羅愛忠（1980-），男，漢族，貴州畢節人，博士，教授，碩士研究生導師。研究方向為土木工程專業教學。