缩略图

智能建造背景下高职土建类专业人才培养改革探究

作者

杨琼

浙江长征职业技术学院建筑工程学院

一、引言

1.1 研究背景与意义

2020 年 7 月,住房和城乡建设部等 13 部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》,明确提出要构建涵盖科研、设计、生产加工、施工装配、运营维护等全产业链融合一体的智能建造产业体系。这一政策导向标志着建筑行业从传统粗放式建造向精细化、智能化模式的转型进入加速期。智能建造技术(如 BIM、3D 打印、物联网、建筑机器人等)的普及,不仅改变了施工工艺与管理模式,更对从业人员的知识结构、技能储备和职业素养提出了全新要求。

高职土建类专业作为培养建筑行业一线技术技能人才的主阵地,其人才培养质量直接关系到智能建造技术的落地应用。当前,传统培养模式与行业新需求之间的适配性不足,导致毕业生在智能施工管理、数字化协同等领域的能力缺口显著。因此,探索高职土建类专业人才培养改革路径,对实现教育供给与产业需求的精准对接、助力我国从 “建造大国”向 “建造强国” 转型具有重要现实意义。

1.2 国内外研究现状

国外对智能建造人才培养的探索起步较早。美国、德国等发达国家的工程类高校在BIM 课程整合方面已形成成熟体系,本科低年级侧重识图与 BIM 软件基础操作,高年级及研究生阶段则聚焦 BIM 在进度管理、成本控制等领域的综合应用,强调全生命周期协同能力培养。例如,德国某应用技术大学将企业真实项目融入教学,学生需完成从 BIM模型创建到施工机器人路径规划的全流程训练,实现了 “学习即工作” 的培养目标。

国内高职土建类专业对智能建造的响应虽逐步深入,但仍存在明显短板。据调研,多数院校仍处于 “传统课程 + 智能技术模块” 的简单叠加阶段,课程体系缺乏系统性顶层设计;BIM、智能设备操作等课程多停留在软件演示层面,与施工管理、质量控制等核心能力的结合不足;校企合作多为 “企业参观 + 短期实习” 的浅层次模式,未能形成协同育人的长效机制。这些问题导致学生虽掌握部分智能技术工具,却难以在实际工程中综合应用,凸显了人才培养改革的紧迫性。

二、智能建造时代对高职土建类专业的影响

2.1 工作模式与流程的颠覆性变革

智能建造技术的应用彻底改变了土建施工的传统逻辑,其中 BIM 技术的全流程渗透最为典型。BIM 通过建立数字化建筑模型,实现了项目规划、设计、施工、运维各阶段的信息共享与协同工作 —— 设计师可在模型中完成管线碰撞检测,施工方通过虚拟施工模拟优化工序,运维团队则基于模型数据开展设备管理。数据显示,应用 BIM 技术的工程项目可降低约 30% 的施工冲突和返工率,提升约 20% 的施工效益,这使得依赖纸质图纸和经验积累的传统工作方式逐渐被淘汰。

这种变革要求高职土建类专业学生必须具备 “数字化协同” 思维:不仅要掌握BIM 软件的操作技能,更要理解模型信息在各参与方之间的传递逻辑。

2.2 新型材料与装备带来的技术冲击

智能建造推动了建筑材料与施工装备的迭代升级,对从业人员的技术认知提出新挑战。在材料领域,3D 打印建筑材料(如纤维增强混凝土)的力学性能、养护要求与传统材料差异显著,施工人员需掌握其配比设计、打印参数设置等专业知识;在装备领域,自动化砌砖机器人、混凝土布料机等智能设备的应用,使施工效率提升 5 倍以上,但设备的编程调试、故障排查需要跨学科技能支撑。

2.3 岗位技能需求的复合型转向

智能建造背景下,土建施工岗位的技能需求从 “单一操作型” 向 “复合创新型”转变。具体表现为三个维度:一是核心技能的拓展,除传统的砌砖、钢筋绑扎等工艺外,需新增传感器网络运维、建筑大数据分析、机器人编程等数字化技能;二是跨领域协作能力的强化,土建施工已与设计、制造、运维等环节深度融合,学生需理解建筑产业链的整体运作逻辑;三是问题解决能力的升级,面对复杂工程场景(如智能工地的多设备协同),需能运用创新思维优化施工方案。

三、高职土建类专业在智能建造时代的转型与人才培养目标

3.1 知识结构的优化

在智能建造时代,高职土建类专业学生不仅要掌握传统的建筑力学、施工技术、工程测量等知识,还需深入理解智能建造相关的前沿技术与理论,如BIM 技术原理、建筑大数据分析、智能设备运行与维护等。

3.2 技能培养的升级

除了传统的施工技能,如砌砖、抹灰、钢筋绑扎等,高职土建类专业学生还需具备数字化技能和创新能力。他们应熟练掌握多种智能建造工具和软件,并能够通过数字化手段模拟和优化建造过程。例如,学生可以通过BIM 技术进行施工模拟,提前识别潜在问题并提出解决方案,从而提高施工效率和质量。

3.3 职业素养的提升

在智能建造背景下,职业素养的培养尤为重要。学生需要具备责任心、安全意识和环保意识。尽管智能建造技术提高了施工的自动化程度,但人的责任心仍然是保证项目质量和安全的关键。学生应了解自身工作在整个工程中的重要性,并严格按照施工规范和安全标准进行操作。同时,他们还应注重环境保护,减少资源浪费和环境污染。

四、高职土建类专业在智能建造时代的转型与人才培养实践的方法

4.1 课程体系的优化

高职土建类专业应新增与智能建造相关的课程,以完善学生知识体系和技能结构。例如,BIM 技术应用课程应涵盖 BIM 软件操作、建筑模型创建与分析、基于 BIM 的协同工作等内容,如表 1。此外,还应开设大数据与建筑智能化课程,教授学生如何收集、分析和应用建筑施工中的大数据,以实现施工过程的优化和决策支持。同时,智能设备和机器人操作课程也必不可少,学生可以在实践中熟悉各种智能化施工设备及机器人的应用。

表1 融入 BIM 技术的课程体系(以土建类工程造价专业为例)

4.2 虚拟现实技术的应用

虚拟现实(VR)技术为高职土建类专业的人才培养提供了新的手段。通过VR 技术,学生可以身临其境地感受建筑工地的施工场景,进行沉浸式学习。这种技术不仅可以用于施工工艺的仿真训练,还可以模拟施工危险场景,增强学生安全意识。此外,VR 技术还可以用于设计方案的论证与评价,帮助学生直观感受设计方案的效果,及时发现并修正问题。

4.3 校企合作的深化

智能建造时代下,高职土建类专业的人才培养离不开校企合作的深化。学校与建筑企业应密切合作,共同制定人才培养方案,更新课程内容,确保学生所学知识与行业需求紧密结合。企业可以为学生提供实习和实训机会,让学生在实际工程中积累实践经验。同时,企业技术专家和能工巧匠可以到校担任兼职教师,分享最新技术和实践经验。学校教师也可以到企业挂职学习,提升自身的实践能力和专业水平。此外,校企双方还可以联合开展科研项目和技术创新活动,推动智能建造技术的研究与应用。

五、智能建造背景下高职土建类专业人才培养改革的思考

5.1 人才培养目标的调整

智能建造背景下,高职土建类专业的人才培养目标应向智能建造需求转变。培养目标应融入智能建造理念下的行业变革特征、岗位需求变化和工作技能属性等要素。课程体系应考虑知识交叉融合,师资队伍建设应重视“双师”型教师的培养,实训基地建设应引入虚拟仿真技术,并邀请智能建造企业技术人员参与教学改革。

5.2 课程内容的整合

工程建造模式由传统模式向数字化、信息化和智能化的智能建造模式转变,需要具备多学科交叉融合知识体系的复合型人才。专业课程设计应围绕培养目标,以“系统性、全局性、集成性、交叉性”为原则,整合多学科内容。课程设置应涵盖传统建筑工程知识、计算机信息技术、自动化技术和物联网技术等,以满足智能建造对复合型人才的需求。

5.3 教学技术的创新

传统的教学技术和手段已不能满足智能建造时代的需求。高职院校应将新一代虚拟仿真信息技术,如 BIM 技术、AR 技术和 VR 技术,融入教学过程。这些技术可以将学生从被动接收知识转变为积极参与学习,充分发挥学生的学习积极性和主动性。通过 BIM技术进行项目管理的模拟教学,可以让学生更好地理解智能建造技术在实际项目中的应用。

5.4 实训基地的升级

高职院校的实训基地建设应向生产性实训室转型升级。生产性实训室能够让学生在真实的工作环境中进行实践操作,提升其职业技能。建立虚拟仿真的智慧工地实训基地,让学生在模拟环境中进行 BIM 技术应用、智能设备操作等实践,使其更好地适应智能建造的工作要求。

5.5 师资队伍的建设

“双师”型教师队伍是高职院校人才培养的关键。在智能建造背景下,师资队伍建设应向结构化“双师”型转型升级。高职院校在招聘新教师时应优先考虑有企业工作经验的教师,并对现有教师进行企业培训,提升其实践能力。同时,邀请行业专家到校指导,也是提升师资水平的有效途径。

六、结论

智能建造是传统建筑行业转型升级的必然结果,对加快我国向“建造强国”迈进具有重要意义。本文通过分析高职土建类专业在智能建造背景下的转型路径与人才培养改革策略,提出了相应的思考和建议。希望这些内容能够为高职院校探索智能建造人才培养模式、完善职业教育体系、培养复合型建筑行业技术技能人才提供有益的参考。

参考文献:

[1] 中 华 人 民 共 和 国 住 房 城 乡 建 设 部 网 站 . http://www.mohurd.gov.cn/zxydt/202008/t20200817_246767.html

[2]王胜男 .BIM 融入土木工程专业的人才培养研究 [J]. 砖瓦 ,2022(09):169-174.

[3]中国建筑业BIM 应用分析报告编委会. 中国建筑业BIM 应用分析报告(2020)]. 北京: 中国建筑工业出版社,2020.

[4]赵威 , 万连建 , 顾小娟 . 高职土建施工类专业在智能建造时代的转型与人才培养实践 [J]. Shanghai Business, 2024(10):199-201.

基金项目:2023 年浙江长征职业技术学院校级项目(jg20230709)

作者简介:杨琼(1980- ),女,副教授,主要研究方向:BIM 技术、装配式智能建造。