基于“智慧工地”平台提升建筑施工实践课程改革

摘要：伴随着网络技术的强大支持，建筑施工中引入了“智慧工地”平台，与此同时，受到互联网巨大影响与冲击的中国传统建筑行业，也由上至下进行了转型、技术创新与信息化改革。而在建筑施工实践课程中，混合式课堂和翻转教学等各种教育技术手段以更高级的形式被许多一线老师掌握并学会，在高等教育领域也更加切实地进行着全方位的教学方法变革。作为建筑产业中科技人才的主要输送端，建筑类高校必须敏锐了解与应对产业的发展变化，并适时将产业的最新要求纳入教学改革之中，以保持教学的前瞻性，进一步拓展建筑类高等教育的格局与眼界，进一步增强学校的综合实力。因此本文主要探讨基于“智慧工地”平台提升建筑施工实践课程改革。

关键词：“智慧工地”;建筑施工;课程改革

智慧工地系统在工程管理上将大数据分析信息处理技术与完成了有效的工程监理任务技术相互联系，信息的采集、汇总和大数据分析处理的工作效率迅速提升，这些方法既有利于工程项目管理施工期间工作标准率的提高，也有利于对在工程管理工作中发生的一些重大安全问题、工程质量问题等进行了有效监测，从而使项目工程监理工作系统中的信息管理技术更加精细化。智能工地系统是将计算机技术与人工智能运用到项目中，以网络技术为主要的使用对象，利用项目监管系统的创新技术，使不同工作单元间的沟通工作更加简单，数据共享工作也更加快捷。在建设“智能工地”的实际中，建筑施工上将更多人工智能、传感器科技、虚拟现实等高新技术应用到建筑物、机械设备、工作人员佩戴设备、现场出入关口设备等各种物品中，而且被广泛互联网，成为‘物联网，再与‘互联网科技集成在一起，从而进行了在建筑施工管理中人和建筑物施工现场之间的融合，因此不管对提高建筑施工管理的总体品质与效能，还是对提高建筑施工管理人和劳动工作者之间的技能，都具有重要的意义。因此本文基于“智慧工地”平台，提出对于提升建筑施工实践课程改革的措施。

一、智慧工地

“智慧工地”就是把互聯网+的管理理念与技术导入施工工地中，从建设施工现场源头入手，最大程度地获取了人力、安全技术、环保、材料等关键行业数据，并借助物联网、互联网，搭建了云端服务器大数据处理平台，建立了"端+云+大数据分析"的经营体系与管理创新的模式，打通了从前线运营与远程管控之间的大数据分析链线，完成了劳务、安全技术、环保、物料等业务环节的自动化、互联网化管控，从而提高了施工工地的精益化生产水平。实现"互联网+"和与建筑工地的跨界融合，助推产业转型升级促使产业转型升级[1]。

建筑业是中国国民经济的重要组成部分，在改善城市人居环境、完善基础设施、减轻城市就业压力、推动国民经济发展等方面都起到了积极作用。但随着中国城市化进程的加速，建筑业已越来越呈现了规模体量大型化、建设功能多元化、生产流程复杂化、现场管理精细化等新特征。改变传统建筑粗放式的发展模式，但面临着人才流动密集、现场管理混乱、安全事故多发、环境污染严重、土地资源使用率较低等问题，已不再符合城市建设领域中节约环保、安全高效、可持续性健康发展的总体需求。所以，在现场建筑施工过程中怎样科学、合理、高效地实施质量监督管理，从而减少各种违规操作、提升施工品质、提高公司的竞争能力和维护社会安全稳定，就成为了摆在政府部门、建筑行业人员和专家学者们眼前的一个重大研究课题。

在如此的大历史背景下，伴随高新科技、无线感知、计算机科学等的发展，“智慧工地”建设系统应运而生。它是集合安全、品质、时间、设施、物料和劳务信息管理于一身的综合信息网络平台，并运用在工程项目整个企业流程中，使原有的建设施工长出"智能脑袋"，最终达到了施工管控智能化、数据收集智能化、生产流程管控可视化和行政决策科学化。智能施工的推行能够有助于施工企业节约人力投资、提高技术水平、保证工程质量进度、防止重大安全事故。目前，智能化施工建设在中国的北京、上海、浙江、深圳等许多省市都产生了相当成熟的例子，而且获得了明显效果。

大量技术和多元化理念的引进与普及不但给工程的有效实施带来了重要动力，使技术手段焕发出了实实在在的价值，还为智慧施工的构建提供了诸多机会，而数据库系统及信息化管理的运用也为施工效益和服务质量的提高带来了有利条件。针对施工现场的物资管理，很多项目团队不但针对时代发展要求对传统的管理手段作出了革新，还对影响物资合理配置的阻碍原因做出了深层次研究，并根据各种原因选择了适当的解决对策，以此为物资管理方法的科学合理地建立提供了基础，从而助力于施工现场的有序管理。

二、建筑施工课程现状

装配式建设是中国建筑业新事物，目前正在兴起阶段。在我国政府引导下，包括地产开发公司、建筑集团、建筑施工公司、科技开发公司、院校等都在积极探索和研发建筑工业化和信息化关键技术，已建立一些新型工业化建筑结构体系及技术。所以，根据目前在我国普遍提倡的改革建造方法，大力发展现代化建筑的主要举措，以及怎样利用信息化教育技术手段解决这类问题都是一个学校不得不面临的课题，以及学校课程教学方法的变革与创新是当前课程教学改革研究中的重点与难点[2]。

2.1传统建筑施工课程教学方法落后

课程教学过程中，受老师学科素质和教育理念等方面的影响，而导致了教学方式发展滞后、对先进的技术信息运用能力欠缺等问题。同时，部分老师在课堂教育过程中主要以直接灌输教学内容为基础，而在实际运用信息时，往往也仅仅利用简易的PPT对有关的技术施工知识点加以总结。这也使得对高等建筑施工学科教育产生了"教"与"学"之间的严重分歧，学校教师很难对高层建筑的施工教学受到重视，大大提高了理论课堂教学的困难，学生甚至会形成厌学的心态。由此可见，重理论、轻实际的教学模式，必将导致建筑教育过分依靠理论课堂教学，而无法通过结合信息技术开展更先进的教学模式培训社会所需要人员。

2.2理论知识与工程实践结合较差

建筑施工专业课的开设重点，是以培养学生的实际能力为主。同时在工程教育专业认定规范中指出：学生在学习过程中必须具有建筑学科专业知识，比如对知识的了解，对工程技术难题的处理等。不过，因为学校方面并没有给学生创造实际的工作情景，或者没有提供"理论+实践"的平台，使得学生在对施工技能和施工工艺的把握上容易出现理解误差。在再加上课程的抽象性和复杂化，导致学生很难全方位地了解建筑的全部施工流程，或者仅仅是对某一种建筑施工结构的基本工艺进行简单熟悉，因此教学效果相当一般。B374B874-33FC-40EC-B07E-4B2BC71CE31F

三、基于“智慧工地”平台提升建筑施工实践课程改革措施

3.1混合式教学

3.1.1课前备课

在协作备课中，许多教师要在教学中相互配合，充分发挥各自的专长，通过有机整合的微课堂、优质慕课、网络资源信息、实践资源数据库等，聚集创新，并通过教学平台将形成的课前预习材料发送给学习者。学生可以通过自主学习并通过学习平台记录学习数据，进一步完成知识检测环节[3]。同时，他们还可以在网上与同学和老师交流和互动。教师将检测学生的学习数据和测试结果，并完成教学方案设计、课件修改工作等。

3.1.2授课教学

课堂可以以与教师的交互为主，由学生小组探讨，老师集体解答，课堂构建一种学习型共同体，同时具有多方联系，因此课堂的信息传播既并非单向途径，也并非单向途径。为了一定教学目的，必须围绕着特定的课程，以促使学习者的全面发展，但并非仅仅局限于认识层面上的发展。

3.1.3课后辅导

传统教材中，此环节被忽视。网络便捷的今天，老师们更容易利用网络辅导协助学生进行个性化的深度复习。虽然学生们对知识点的熟悉程度不一，围绕同一个知识点展开复习的广度与深度也有所不同，但在授课后，课程知识点就已经通过思考、积淀、内化在学生个人的意识中。

3.2授课模式改革

问题引导型情境式探究教学。课程上围绕知识点，逐步导入工程案例，设计教学目标与思考性问题。学生要充分发挥主体能力，冲破传统课本的限制，进行课内的主动式学习。这一活动中，将涉及各种主体之间的知识探索，知识嵌入，以及行业领域和学科前沿知识的拓展等，这是跨学科的探索性学习过程，他们的学术能力与兴趣也将得以发掘，从而推动了课程的整合。情景的探究性学习过程还会被纳入学生日后的学业与工作生活中，从而实现了终生学习。

3.3数字化教学资源建设

3.3.1专家远程讲座

使用云端技术，进行由专家和一线技师、生产技术人员共同主持的授课。不仅在组织上高效简单，所花费人力、物力、财力相对较小，而且更是社会资金对教育工作的有力支撑，教学不受时间场地限制，行之有效。这样教学更能触动广大学生，从而有好的教学效果，是对传统课程理论教育方法的有力补充。

3.3.2与现场实践连接

拍摄并购买施工现场录像，是对工程理论知识课程的很好补充，也有助于学习者更真切地树立工程影像化认识，并作为教学案例，让学习者展开分析探究，在教学实践中牢记施工正确方式、形成良好的专业素质[4]。

3.3.3增加文件编制能力培养

建筑施工中，特别是技术管理，人员必须具有编制有关建筑施工组织设计文件的能力。相对于画图与统计，同学更容易应付了事。因此在建设工程的施工课程分部分项目施工课程中，加强学校对各部分项目施工方案的编制任务，逐步培养学生信息收集、图文组合、逻辑分析等能力，同时满足公司对工程管理人才的职业需求。

3.4将BIM和VR技术引进建筑施工课程中

BIM技术是指建筑信息系统模式，采用建筑工程的所有有关信息数据为建模的基石，实现了施工模型的构建，并运用数值信息仿真结果模拟了建筑工程所产生的现实信息内容，其兼具图像可视化，协调度，仿真性，优化性和可出图性等五个特点，而将BIM模式运用于教学课堂中则为工程学习者接触真正的建筑施工现场创造了机会。VR虚拟现实科技，是指一个能够创造并感受电脑建模体系，它运用计算机技术构成了一个系统仿真学习环境，是一个源信息完全融合的、交互的三维空间动态视景与实物的信息系统模型仿真，同时VR科技也给施工、房产营销等项目带来了透视相互关系未来发展的机会，也因此在项目施工初期就能够对建设项目完工后的结果作出了预测与展望。

将BIM技术引进建筑施工课程中，能提高学生对相关课程基础知识的了解、专业技能的训练以及综合素质的提高，其效果将更加突出，并能够较好地实现培养学生作为在建筑施工中的"懂工艺、重品质、会管理"新技能人才培养的课程目标。

现阶段，在智慧建设中使用的先进信息技术不但可以提升建筑施工的效益，降低质量损失，而且还可以解决居民对房屋的要求。所以，在教学改革中教师们需要在课堂的教育中加入先进的信息技术，并帮助学生们在虚拟的生活情境中，对建筑工艺与技术进行掌握。其中VR技术就是结合了网络信息技术通过创建三维虚拟空间，在虚拟现实的工作环境中掌握相关技术的一门技能。而老师通过将其整合在课堂教育中可以帮助学生确定自己的角色，从而在虚拟现实的场景中对各施工阶段形成了合理的认识[5]。

3.5以實践教育项目为载体，培养学生实践精神创新能力

针对实际的施工情况，如某一钢结构项目中的幕墙施工等，在进行了前期的准备工作后，进行了幕墙结构施工项目的实训课程。先采用仿真过程，将课堂教学和项目实施的过程融合。然后，再把学生们分成小组，轮流进行BIM建模、项目实施阶段的仿真结果模拟等。如：窗户的装配流程与注意事项、吊筐的装配、工程造价的估算、施工计划的编制等。同时，也要组织学生对项目完成的效果进行总结评价，以调动学生的工作积极性，从而加深学生对有关建筑专业知识的掌握。

四、结束语

综上所述，由于施工技术的复杂化、施工现场的不稳定性、工程回料成本的巨大代价，使得施工教学体制改革更加具备了重要性与紧迫感，通过结合现代技术，施工学科的教育内容将更加立体直观、更有实效，但同时新型的教学方法也对学生对课程、对实训现场的综合把控能力提出了全新的挑战。同时现阶段，人力资源保障是增强中国中小企业核心竞争能力的重要关键，也是建设智慧城市的关键保障依据。这就需要高校不但需要全面训练学生的专业知识、培养学生的良好职业操守，还必须全面提高对现代化信息技术的运用能力。

参考文献：

[1]刘守宇，宋海港，周亮，朱留洋.基于BIM+智慧工地精细化协同管理平台架构[J].重庆建筑，2022，21（03）：23-25.

[2]安玉华，王若辰.物联网技术在智慧工地安全质量管理中的应用[J].智能建筑与智慧城市，2022，（03）：102-104.

[3]李华.智慧工地本质安全管理研究[J].技术与创新管理，2022，43（02）：132.

[4]周群美，盛昌，张卫民.基于BIM技术的装配式建筑施工课程教学改革与实践[J].金华职业技术学院学报，2021，21（03）：13-18.

[5]胡溶川，杨镇，付正权.高等学校建筑施工课程改革的探索与实践[J].智能建筑与智慧城市，2020，（04）：76-77.

基金项目：教育部2020年第一批产学合作协同育人项目“智慧工地综合实训中心建设”（202002113046）。

作者简介：黄瑶，女，瑶族，1988-04，广西桂林人，南宁理工学院，研究生学历，职称：讲师，工学硕士，研究方向：结构工程。B374B874-33FC-40EC-B07E-4B2BC71CE31F