地方院校工程教育成果导向理念下课程体系研究——以哈尔滨学院智能建造专业为例

李 琳，王大勇，贾 贞，张翠娜，何延宏，孙 路

(哈尔滨学院，黑龙江 哈尔滨 150080)

智能建造是建筑业的一种生产方式，它将设计与管理相结合，实现了动态管理和配置；并通过物理信息技术对建筑的建造方式进行改造、升级进而实现智能工地。智能建造的前提是智能的使用工程建造机械、设备和材料，将信息技术与先进建造技术应用于建筑的设计、构件加工生产、安装、测控、安全监测、感知建造环境中。[1]

2016年，住房和城乡建设部在《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》中提出：“十三五”期间，增强智能化、BIM、大数据等信息技术的集成应用，大力推进建筑行业智能化。国务院在《关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》中提出：力争在未来十年使装配式建筑占新建建筑的比例达到30%。这一占比标志着中国建筑业进入智能建造的时代。

另据国家紧急人才办公室调研数据显示：目前我国智能建筑专业人才需求量约为100～150万，技术与管理人员占比达到20%，高等教育每年至少要培养30万人左右。

然而，当前我国工程建设行业对智能建造专业人才的需求与传统土木工程类专业培养模式之间仍存在很多矛盾。如：BIM技术是智能建造的主要技术手段和平台，相关调查也显示了国内外建筑行业趋于聘用有此类知识背景的土木工程类专业毕业生，[2]但传统土木工程类专业中BIM类课程缺失，学生缺乏适应当今建筑行业信息化技术知识，没有为数字化建造市场所带来的挑战和机遇做好充分准备。

基于以上分析可知，探讨智能建造专业课程对培养适应社会需求的专业人才具有重要的理论和实践意义。

二、智能建造的专业技能

本研究在工程教育成果导向理念指导下，根据智能建造的专业对人才技术和能力的要求，制定专业教学目标，设计与其相适应的课程体系，突出主要技术和能力在课程体系中的重要作用。根据目前行业发展对智能建造技术专业人员的技术和能力要求，结合学院学科背景，可将智能建造专业技术界定为以下八项核心技术：

第一，三维建模分析技术。采用BIM技术，实现复杂构件及结构的三维建模，对其受力特征、建造过程等进行模拟。

第二，预制设计与加工技术。对构件进行深化设计，借助于先进的数控设备对构件进行自动加工，促进模块化生产和现场装配。

第三，机械化安装技术。采用自动控制机械设备，根据实际建造过程，进行现场构件高精度的安装。

第四，精密测量技术。利用先进的测量仪器，对工程现场进行快速放样定位和实时监测。

第五，信息化管理技术。以BIM为平台，以土木工程领域知识本体为基础，构建智能信息化管理体系。通过项目信息管理平台、多方协同平台、4D施工管理和采集传输现场信息系统，实现智能管理建造过程的动态信息。

第六，结构安全与健康监测技术。通过使用传感技术和数据采集技术、系统识别技术、损伤定位技术，对结构的安全性、强度、整体性和可靠性进行分析。

第七，建造环境感知技术。进行建造环境的分析识别、感知、实时预测和预警。

第八，人员安全、健康监测技术。对施工人员的生理指标进行监测，对施工人员行为进行指导，保证其安全的技术。

三、智能建造课程体系建设方案

因设立院校专业背景与层次不同，智能建造课程体系差异也会较大。本文以服务地方的应用型院校土木工程背景专业为例进行阐述。

(一)教学目标

智能建造专业的课程体系教学目标是：本着工程教育关注建筑行业市场需求，使学生熟知智能建造领域的理论知识，掌握智能建造领域的主要技术，包括三维建模分析技术、预制构件设计技术、信息化管理技术、机械化安装技术、精密测量技术，用于设计、施工、控制及运维管理等方面。同时，结合建造行业发展在以后的专业课程中将逐步增加结构安全、健康监测技术、建造环境感知技术、人员安全与健康监测技术等三项技术。

(二)课程体系设计

智能建造专业的专业知识由土木工程、信息技术、控制技术等三大知识领域构成。智能建造课程体系的设计难点在于智能建造专业打破了传统学科的界限，它已经不属于某个专门的知识领域，是一个将传统技术和软件开发与应用结合起来的新兴专业。因此，必须将知识领域、专业技术技能、课程设置相结合，针对具体专业技术设立相应专业课程(如图1)。

图1 智能建造专业技能与支撑课程

(三)专业核心课程及特色课程

为了重视学生专业技能的习得，还应设立三大知识领域的专业核心课程，其中包括：Python程序设计基础与应用、房屋建筑学、土力学与基础工程、钢筋混凝土原理、钢结构原理、工程经济、土木工程大数据与云计算、智能感知与信息融合。

特色课程包括：智慧施工技术、智慧施工组织、智能建造系统建设及数字运维、装配式结构设计与施工、工业化制造技术/3D打印、智能建造技术与装备、物联网技术与应用、智能控制、BIM技术和绿色建筑。

四、结语

智能建造的兴起给建筑行业和教育界带来新的机遇和挑战。鉴于目前我国建筑行业对智能建造人才的迫切需求，在高等教育中大力发展智能建造专业教育是大势所趋。现阶段，我国高校对智能建造专业课程设置还不够完善，对智能建造专业的教育在理解上仍存在一定偏差，这些都有待于教育界进行深入的探讨，根据不同院校的专业定位，结合建筑行业需求分阶段教育，最终达到跨学科协作培养人才的目的。