建筑業轉型與“新工科”建設需求下土木類既有專業升級改造的探索

摘要：針對建筑業轉型升級及“新工科”建設的需求，如何升級土木類既有專業培養模式，并形成可持續的智能建造人才生態供給，已成為各高校面臨的迫切任務。文章首先闡明了智能建造新專業建設與土木類既有專業升級之間的關聯，借助OBE（Outcome Based Education）教育理念，提出了土木類既有專業升級改造面臨的主要挑戰，厘清了專業從局部課程到方案總體升級改造的基本思路。隨后，以大連理工大學為例，探討了土木類既有專業升級改造的具體途徑。實踐表明，明確培養目標、重構課程內容、優化知識結構、強化實踐訓練、提升教學能力、改進教學手段和創新管理機制是土木類既有專業升級改造的有效策略。該研究的結論可為其他高校土木類專業改革及教學研究提供參考。

關鍵詞：建筑業轉型；新工科建設；土木類；既有專業；升級改造

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2025）01-0102-09

基金項目：遼寧省普通高等教育本科教學改革研究項目

當前，世界正處在一個以信息產業為主導的數字時代，這一時代的特點是廣泛應用了包括人工智能、物聯網、大數據和智能機器人在內的新一代信息技術。在建筑與基礎設施建設領域，很多國家發布了面向新一輪科技和產業革命的發展戰略，比如美國先后提出“國家3D-4D-BIM”計劃和智能設計建造（ICD）戰略，德國出臺了“高科技戰略2025”，英國發布了數字建造戰略“The Digital Built Britain Strategy”以及日本制定的“i-Construction”戰略，以此爭先搶占智能建造的戰略高地。在全球工業化、信息化、智能化背景下，把握產業數字化與數字產業化變革機遇已成為產業界共識。

作為我國國民經濟建設的重要產業，建筑業迫切需要順應時代發展，發揮工業化、數字化與智能化的杠桿效應，促進新一代信息技術與建筑產業的深度融合，實現更大的經濟增長點。2019年，中國工程院在重慶啟動重點項目《中國建造2035戰略研究》，旨在實現工程建造的轉型升級和可持續高質量發展。2020年，我國住房和城鄉建設部等十三部委聯合制定并印發《關于推動智能建造與建筑工業化協同發展的指導意見》（建市〔2020〕60號），致力提升建筑與基礎設施建設的發展質量和效益。2021年，“十四五”規劃綱要和建筑業信息化發展綱要進一步強調“推進互聯網、大數據、人工智能同建筑與基礎設施實體經濟深度融合，推動行業轉型升級，促進建筑與基礎設施建設高質量發展”。

在國家頂層框架支持與行業整體變革驅動下，建筑業企業對智能建造專業型、復合型及領軍型人才需求旺盛[1]，主要表現在兩個方面：（1）《建筑產業現代化發展綱要》提出，“到2025年，我國裝配式建筑占新建建筑的比例將達到50%以上”，這意味著建筑工業化規模持續擴大，智能建造市場潛力巨大；（2）教育部和住建部組織的行業資源調查報告指出，智能建造技術人才短缺突出表現在智能設計、智能裝備與施工，以及智能運維與管理等專業領域，通過企業孵化和成果轉化等有效措施，有望形成一個年產值達10 000億元的新興產業，急需智能建造人才[2]。教育部積極推進“新工科”建設，相繼發布了《關于開展新工科研究與實踐的通知》《關于推進新工科研究與實踐項目的通知》《高等學校人工智能創新行動計劃》等指導文件。各高校響應國家號召，越來越重視土木類專業人才培養模式升級的探索和實踐[3-5]。

一、土木類既有專業人才培養現存問題

現階段，智能建造人才培養數量距離旺盛需求存在巨大缺口，而土木類既有專業人才知識結構也存在一些問題，使得人才培養質量遠不能滿足我國經濟建設快速發展需求[3]，最為突出的表現是：（1）土木類既有專業培養方案仍然較為傳統，注重本學科基礎理論的學習，缺乏對行業新技術、新工藝、新理論的引入[6]，且與計算機科學與技術、信息與通信工程等學科的交叉融合不充分[7]，工程實踐創新和信息化技術應用水平較低[8]，導致大學教育滯后于工程實踐和時代發展，土木類專業生源數量和質量逐年走低，不利于學科可持續發展。（2）既有土木類專業知識結構和課程體系在培養行業協同化與復合化人才方面有所欠缺[9]，且教學模式大多存在“重理論知識、輕工程實踐”和“重局部細節、輕系統整體”的弊端[10]，學生在創新實踐能力和全局系統思維方面的培養亟待加強，畢業生能力與行業轉型發展的現實需求存在脫節現象。新形勢下如何改造土木類既有專業培養模式并形成良性、可持續的智能建造人才生態供給，是高校面臨的迫切任務。具體而言，在土木類既有專業本科生培養的過程中，如何建立土木類傳統學科與信息技術類學科之間的紐帶，實現跨學科知識的有機融合？如何完善既有課程體系，培養契合行業發展需求的復合型領軍人才？如何創新性地改進教學模式和培養機制，保障土木類既有專業升級的順利實施？這些問題亟待解決探究和解決。

近年來，全國各類土木院校積極探索傳統專業改革。截至2022年底，教育部審批設立智能建造本科專業的高校達70所。高校在智能建造人才培養機制優化方面取得一定成效，學生創新實踐能力有所提高。然而，一方面，并不是所有高校都有意愿或具備條件新增智能建造專業，而智能建造復合型人才培養也不只依賴于新建專業，在多數高校，土木類既有專業升級改造對實現智能建造創新人才培養目標發揮重要作用[1]。另一方面，新形勢下，土木類既有專業人才培養不能因循守舊，不宜與智能建造專業培養方案相互割裂，且單純依靠一個專業培養智能建造創新人才遠遠達不到行業和社會發展需求。土木類既有專業必須與時俱進，完成升級改造，與智能建造專業相輔相成、協同發展。

需要注意的是，土木類既有專業升級改造與智能建造專業課程體系設置有相通之處，也存在內涵差異。比如，土木類既有專業更強化力學基礎，要求學生精通力學理論、建模與計算技能。同時，信息技術相關課程作為輔助工具，旨在促進力學基礎知識的學習，并助力于新應用場景的開發。智能建造專業則既要求學生掌握力學基礎知識，又具備數據驅動的建模分析能力。土木類既有專業升級改造和智能建造專業建設都需跨學科知識的深度融合。然而，前者以土木工程學科為核心，其畢業生主要致力于新型土木工程建設相關工作；而后者則強調力學基礎與信息技術類課程的均衡發展，培養出的畢業生具備跨領域工作的能力[1]。因此，在土木類既有專業升級改造的過程中，需要重視并處理好二者的關系，實現相關學科的健康、可持續發展。

聚焦土木類既有專業人才培養現存問題，本文首先系統梳理土木類既有專業升級改造面臨的挑戰，進而提出土木類既有專業培養模式改革的基本思路，最后以大連理工大學建設工程學院為例，探明土木類既有專業升級改造具體途徑。本論文研究框架如圖1所示。

二、土木類既有專業升級改造面臨的挑戰

為明確當前行業和社會對土木類畢業生能力需求，課題組走訪了土木、水利、交通領域數十家知名企業和科研院所，采用問卷調查與半結構化訪談方式，調研企業對智能建造人才需求的情況。其中，調查問卷主要針對走訪企業定向發放，獲取數據直接支持定量分析；半結構化訪談則通過面對面、電話、微信等多渠道同步進行，且不限于走訪企業，訪談記錄用來補充和檢驗問卷調查分析結果。本研究設計的調查問卷由用人單位基本情況、智能建造畢業生能力總體需求、用人單位對智能建造畢業生能力具體需求，以及智能建造校企合作意向四個核心部分構成。能力需求調研設計如表1所示。

問卷設計完成后，借助專業問卷調查平臺“問卷星”對走訪企業定向發放，最終獲取來自上海建工、中交雄安、中交公規院、中建二局、中建八局、上海市政、大連公路集團、大連市政、中國二冶BIM技術研究院、中交水運規劃設計院，以及中國電建的完整反饋，有效問卷共計11份。經統計，新形勢下調研企業對土木類專業畢業生能力需求如圖2所示。

由圖2可知，調研企業對工程、機械、管理與計算機等多學科知識交叉融合需求占比很高，尤其土木工程、計算機科學與信息類技術知識的融合是當前業界最大關切，而畢業生創新實踐類知識與能力，以及基礎人文素養也越來越受到關注，這與課題組半結構化訪談結果基本一致。

本研究基于OBE（outcome based education）教育理念，以行業社會需求和學生能力目標為導向，通過逆向思維和系統思維，整體規劃和推進土木類既有專業的升級改造。為此，結合土木類既有專業問題現狀，分析土木類既有專業升級改造過程中主要面臨的四大挑戰。

（1）土木傳統學科與信息技術新興學科知識的有機融合問題。跨學科課程知識的融合不僅僅是簡單的疊加，而應是多學科知識的深度交叉與融合，形成一門新的土木類特色課程。如何將土木類既有專業課程與信息技術類課程有效結合，如何協調跨學院教師共同設計融合課程的教學大綱，如何有效融入課程思政，如何保證學科融合課程的教學質量和效果，這些都是土木類畢業生能力培養目標得以實現的底層支撐，也是土木類既有專業升級過程需重點解決的關鍵問題。

（2）土木類既有專業課程體系的科學重構問題。土木類既有專業的升級改造不能只依賴特定課程內容的優化，還需重新審視企業對人才的現實需求，以匹配能力培養目標，建構通專融合平衡、創新實踐突出的科學課程體系。那么，在學校總學分限定的前提下，如何合理取舍與有效整合核心課程，調配學分分布；如何擬定教學方案，歸納出建筑領域新工科人才培養所需的知識、素質和能力結構，以滿足社會對土木類人才的新需求，是土木類既有專業升級改造的重點和難點。

（3）土木類既有專業升級改造所需師資的有效配置問題。師資隊伍建設是土木類既有專業升級改造得以順利實施的重要保障。如何以關鍵課程內容改造升級為核心，組建跨學院、交叉學科合作的師資團隊；如何優化現有師資隊伍，提升教師現代化教學能力，并在不增加學時和確保教學質量的前提下，采用何種教學模式講授融合類課程的內容，是土木類專業改造過程中亟待解決的重點問題。

（4）土木類既有專業升級過程中創新性管理機制的合理構建問題。土木類既有專業的升級過程需要配套相應的創新管理機制。若缺乏有效的管理措施或難以量化專業升級改造的效果，則容易導致教學改革的中斷甚至失敗。那么，如何創新傳統專業新工科改造升級的途徑和模式，如何處理智能建造專業建設與既有專業升級改造之間的關系，如何提出與土木類既有專業升級改造相適應的保障措施，如何評估既有專業升級改造效果以提高專業建設可持續性，這些都是土木類既有專業升級改造過程中值得關注的重要問題。

上述四個挑戰環環相扣、牽一發而動全身，需整體規劃布局并反復論證細節。

三、土木類既有專業升級改造的基本思路

為解決土木類既有專業升級改造所面臨的系列挑戰，針對土木大類學生，探索了涵蓋土木工程、水利工程、交通運輸工程和工程管理專業方向培養方案的整體改造。以智能建造新專業為切入點，土木類既有專業的升級改造重點應包括以下四個方面。

（一） 融合多學科知識與課程思政的系列特色課程

在具體課程優化方面，擬從單一土木類學科深化到寬口徑、多學科的交叉融合，并有機融入課程思政，即在傳統土木工程、水利工程、交通工程與工程管理專業課程基礎上，深度融入計算機科學與技術、信息與通信工程、控制科學與工程等學科知識，強化立德樹人宗旨，形成融新一代信息技術與課程思政內容于一體的土木類特色課程。升級后的專業課程不是土木類知識、信息技術類知識與思想政治理論知識的簡單疊加，而是跨學科、跨領域知識的深度融合，是對既有專業培養方案的重新審視與改造。

（二） 強化系統思維與創新實踐的課程體系

在課程體系完善方面，從注重特定能力訓練轉變為強化全局系統思維，從強調專業理論知識調整為突出創新實踐能力。具體地，打破傳統的工程、經濟、法律、管理等知識分散性學習的課程體系，將優化后的跨學科課程進行合理整合，由樹狀知識結構過渡到網絡狀知識結構；從設計、施工等單節點知識學習到建設全壽命期的系統思維與協同能力培養，包括信息技術驅動的工程項目規劃、設計、施工、運維等各個環節；從單一課程設計調整為課程群設計，強化學生解決復雜工程問題的實踐技能訓練，適應社會發展對土木類復合人才的需要。

（三） 匹配多學科的師資與多元化的教學模式

在教學模式匹配方面，面向升級改造后的課程體系，跨學院、跨學科整合師資隊伍，開展校企聯合授課，重構教學內容，強化創新實踐。重視課程開發，突破傳統體系桎梏，確保課程內容與工程實際應用相匹配，通過任務驅動教學，充分發揮教師的引導作用和學生的主體性，提升教學質量。利用移動新媒體技術，采用SPOC等“線上+線下”相結合的教學模式[11]，優化教學效果。

（四） 建立創新性的管理與成效評估機制

在管理機制創新方面，提出與土木類既有專業升級改造相適應的保障措施。定期開展多元教學模式培訓，強化教師教學能力的提升，確保教學質量和效果。以智能建造新專業為切入點，通過智能建造“創新班”培養模式的引領示范及動態轉入轉出機制，提升學生對跨學科融合課程與多元混合式教學模式的適應和興趣，建立既有專業升級改造成效的評價機制，加速土木類既有專業的升級改造。

總的來說，在推進土木類既有專業升級改造過程中，具體課程優化是基礎，課程體系完善是目標，教學模式匹配是支撐，管理機制創新是保障，四個維度的重點改革內容由點及面、相輔相成，共同迎接既有專業改革的現實挑戰，推動土木類專業升級改造的順利實施。通過構建理論知識交叉、創新技能訓練、實踐能力強化的人才培養機制，為社會培養并輸送更多具備復合型高素質的新型土木工程人才，以助力我國建筑與基礎設施建設事業的高質量發展。

四、大連理工大學土木類既有專業升級改造途徑的探索

大連理工大學是世界一流大學A類建設高校、國家“211工程”和“985工程”重點建設高校，是我國培養高素質創新型復合人才的重要基地。面向我國建筑業智能化升級及高校“新工科”建設的客觀需求，大連理工大學于2021年通過教育部批準，設立了智能建造新專業，2022年以創新班形式完成首屆招生。2022年大連理工大學智能建造專業與土木類既有專業招生分數位次分析如圖3所示。為體現可比性，本次統計不包括招生數量為零的地區（如港澳臺、上海、廣東等），以及無分數位次的地區（如西藏、新疆等）。

由圖3可知，智能建造專業在大部分省份的分數位次比土木類既有專業更靠前，優質生源招收取得一定成效，其人才培養模式得到社會認可。智能建造專業培養方案歷經大量的調研和深入的論證，為土木類既有專業升級改造積累了經驗。本文以智能建造新專業為切入點，基于OBE（out？ come based education）教育理念，在充分調研建筑業企業對土木類人才新需求的基礎上，重新審視各既有專業培養目標，全面梳理建筑業新工科人才培養所需的知識、能力和素質結構，由點及面，深化落實土木類既有專業升級改造目標。

（1）明確培養目標。面向建筑業轉型升級新需求與“新工科”建設新趨勢，致力于培養具備寬厚理論知識基礎、掌握新一代信息技術、擁有創新實踐能力、符合建筑業現實發展所需的復合型人才，明確人才培養新目標。這些人才不僅具有深厚的跨學科融合知識與全局系統性思維，而且具備較強的創新實踐能力。在既有專業升級改造執行過程中，首先充分調研建筑業企業對土木類人才的新需求，提出大連理工大學特色的人才培養模式。

（2）重構課程內容。基于專業培養目標，打破傳統思維桎梏，重塑跨學科融合類課程內容，將計算機科學、信息技術類與土木工程知識有機結合，形成系列特色課程。比如，將傳統“畫法幾何及制圖”升級為“畫法幾何及BIM制圖”，“鋼筋混凝土設計”改造為“鋼筋混凝土智能設計”，“水資源規劃及利用”改造為“現代水資源規劃”。在傳統土木工程學科主干知識的基礎上，深度融合現代信息技術的應用，使學生既能掌握新型技術與設備的理論知識，又能得到相應的實踐技能訓練。此外，對于非融合類的傳統專業課程，需進一步優化，更新教材內容，保留基礎理論概念，剔除陳舊知識，并融入課程思政，引入相關案例及數值解法、計算機技術等創新教學內容，以激發并正確引導學生的開拓性思維。

（3）優化知識結構，明確土木類既有專業升級改造后各個模塊的具體課程。以土木工程專業為例，各模塊課程設置框架如圖4所示。在各模塊課程調整優化后，以突出全局系統思維與創新實踐能力培養為目標，在不突破160總學分的前提下，合理設定每門課程學分，并優化調整課程體系的學分分布，從而實現不同課程模塊與不同修讀學期學分配置的均衡。邀請學院相關系所、外校以及企業專家共同研討，通過多輪修訂和論證，完善土木類既有專業升級后的課程體系。

（4）強化實踐訓練。以解決工程項目實際問題為出發點，強化在“新工科”背景下“信息技術+土木類”的創新實踐教育，構建數字化、網絡化和智能化的實習實踐平臺。全面開展校企聯合授課、聯合指導畢業設計、聯合舉辦創新競賽、學生創新聯合項目、師資培訓及工程師認證等活動，實施“課堂-項目-競賽-畢業設計”四維一體的創新教學模式。依托中建八局、上海建工等知名企業，建立校外“新工科”人才培養的實習實踐及產學協同育人創新基地，加強理論與實踐的一體化建設。

（5）提升教學能力。跨學科融合人才培養及多元混合式教學對任課教師提出了更高要求。教學團隊應當主動學習與專業升級改造相關的知識和理念，加強跨學院、跨學科的溝通交流，合作制定教學大綱和課程群設計方案，為學生提供有效的理論和實踐指導。鼓勵所有任課教師參與教發中心組織的教學沙龍，掌握多元混合式教學模式的應用，獲取多渠道教學資源，全面提升教學水平，以應對新形勢下的挑戰。

（6）改進教學手段。熟練掌握移動新媒體技術，靈活應用多元混合式教學模式。例如，通過翻轉課堂模式加強學生課后自學和課上研討，以解決教學內容增加而課時不夠的矛盾。專業知識的課堂教學采用講授-案例-討論相結合的教學模式，讓學生在討論中學習領會基本概念和技術方法的實際應用，積累深厚的理論知識基礎。融合類課程的實踐訓練可采取教師團隊共同指導下的課程群設計模式，培養學生“從獨立到協作”“從課程到項目”解決復雜工程問題的能力[12]。

（7）創新管理機制。建立適應專業升級改造的創新性管理機制，充分保障土木類既有專業升級改造的順利實施。土木類既有專業升級涉及土木工程、水利工程、交通運輸工程和建設管理多個院系，需要在學院層面統一部署，逐步實施。例如，定期舉辦多元混合式教學模式培訓，提高教師的教學能力，確保教學質量和效果。發揮智能建造“創新班”培養模式的引領示范作用，帶動既有專業的升級改造。通過實施“創新班”動態轉入轉出機制，讓學生更好地適應跨學科融合課程和多元混合式教學模式。依托各專業實驗室建設經費，支撐專業升級改造所需教學設備。此外，同步優化學生評價機制，以適應專業升級，比如改革獎學金評定與保研制度。從教師端到學生端，建立系統的升級改造成效評價機制，及時總結經驗，查漏補缺，促進專業建設的可持續發展。

綜上，在土木類既有專業升級改造過程中，通過“明確培養目標、重構課程內容、優化知識結構、強化實踐訓練、提升教學能力、改進教學手段和創新管理機制”的具體措施，實現“融合多學科知識的系列課程、強化系統思維與創新實踐的課程體系、匹配多元混合式的教學模式、建立創新性的管理與成效評估機制”的改革內容，以應對解決“多學科知識有機融合、課程體系科學構建、優質師資有效配置以及管理機制合理建立”的現實挑戰。

五、結語

聚焦土木類既有專業人才培養現存問題，梳理了升級改造所面臨的跨學科知識融合、課程體系構建、師資有效配置及管理機制建立四個方面的挑戰，進而從師資機制保障到改革核心任務、從局部特色課程到整體課程體系，由點及面地提出了培養模式升級思路，最后以大連理工大學為例，從明確培養目標、重構課程內容、優化知識結構、強化實踐訓練、提升教學能力、改進教學手段、創新管理機制7個方面，提出了土木類既有專業升級改造的具體路徑。本研究既有助于提升土木類生源數量和質量，促進專業建設的可持續發展，又能為學生讀研深造、進入政府企業部門以及跨界就業提供支持。但土木類既有專業涉及面廣，整體升級改造不是一蹴而就的，需要持續地推進和完善。

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Upgrading of existing civil engineering majors under industry transformation and new engineering development

DOU Yudan， LI Dongsheng， WANG Zhong， LI Yu， XIA Yingjie

（Faculty of Infrastructure Engineering， Dalian University of Technology， Dalian 116024， P. R. China）

Abstract： How to upgrade the cultivation mode of existing civil engineering majors and form a sustainable supply of intelligent construction talents has become increasingly urgent for universities under the transformation of the construction industry and the development of new engineering. This paper first clarifies the relationship between the new major construction of intelligent construction and the upgrading of existing civil engineering majors. The main challenges faced by upgrading existing civil engineering majors are then identified using the Output Based Education （OBE） method. A basic framework covered from specific courses to the holistic plan is subsequently proposed. This paper further explores the specific measures to upgrade existing civil engineering majors， taking Dalian University of Technology as an example. Practice indicates that clarifying cultivation objectives， reconstructing course content， optimizing knowledge structure， highlighting practical training， improving teaching ability and methods， and innovating management mechanisms are effective for upgrading. The conclusions provide support for upgrading civil engineering majors in other universities and future research in this field.

Key words： construction industry transformation； new engineering development； civil engineering； existing majors； upgrading and transformation

（責任編輯 梁遠華）