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
基金项目：2024 年度江苏省高校哲学社会科学研究一般项目“智能建造背景下高职土建施工类专业发展及人才培养实践研究”（2024SJYB1574）
赵威　万连建　顾小娟

      【摘要】智能建造技术的快速发展，对建筑行业的人才需求产生了深远影响。本文探讨了高职土建施工类专业在智能建造时代面临的转型挑战与机遇，并分析了相应的人才培养实践。随着智能建造技术的快速发展，建筑行业对高素质技术技能人才的需求日益迫切。高职土建施工类专业需紧跟时代步伐，通过不同措施，培养适应智能建造需求的专业人才。本文总结了当前高职土建施工类专业在智能建造背景下的转型路径与人才培养实践案例，为同类专业提供参考与借鉴。
      【关键词】高职土建施工类专业；智能建造；人才培养；校企合作；教学模式创新
      在智能建造技术崛起和广泛应用的背景下，建筑行业正在发生着一场史无前例的变革。智能建造技术在提升建筑效率和质量的同时，也促进建筑行业向数字化、信息化和智能化方向发展。在此背景下，高职土建施工类专业是建筑行业技术技能人才培养的主要基地，人才培养模式急需适应智能建造技术的发展潮流。文章旨在通过对智能建造时代高职土建施工专业转型路径及人才培养实践进行探索，以期对提高专业竞争力和适应行业需求提出一些思考和建议。
一、智能建造时代对高职土建施工类专业的影响
      在科学技术快速发展的今天，智能建造已经成为建筑行业中的一个重要发展趋势，对于高职土建施工类专业都有着深刻和广泛的影响。
      一是智能建造技术在土建施工中的普遍应用，使得土建施工工作模式与过程发生了变化。如建筑信息模型技术（BIM）的推广使项目规划、设计与施工阶段达到了高度信息化与可视化协同，施工人员可通过虚拟环境下的施工模拟来预先发现和解决可能出现的问题，降低施工过程中出现的失误与改动。根据数据显示，使用 BIM 技术的工程项目可以降低大约 30% 的施工中的冲突和返工情况，同时也能提升大约 20%的施工效益。这就意味着以纸质图纸为主、现场经验为辅的传统施工方法已逐步退出历史舞台，高职土建施工类专业学生有必要熟练掌握这些高级数字技术。
      二是智能建造中引进大量新型建筑材料与装备，例如 3D 打印建筑材料、自动化施工机械以及智能监测设备。这些新材料、新装备在性能、用途、维修要求等方面都与传统材料、装备存在较大差异。学生要了解其特点，使之符合本行业发展的要求。以 3D 打印建筑为例，它的材质的特性以及打印工艺，都是需要有专门知识与技能才能进行操作管理。
      三是智能建造对于施工人员技能的需求也有明显改变。除常规施工技能外，还要掌握数据分析、编程、传感器技术及机器人操作的相关知识与能力。比如在智能化施工现场中，要求施工人员能对监控施工进度与施工质量所使用的传感器网络进行运行与维护，并能对数据进行判读与分析以便进行决策。根据行业的研究报告，掌握这些综合技术的施工团队的平均工资比只拥有传统技术的团队高出大约 30%。另外，智能建造促进建筑行业产业链整合与跨领域合作。土建施工已经不是一个孤立的重要环节，它已经和设计、制造以及运维等诸多领域进行了深度结合。这就需要高职土建施工类专业学生具有跨专业沟通与合作能力，对建筑产业链整体运作流程有一定认识。
二、高职土建施工类专业在智能建造时代的转型与人才培养的目标
      在智能建造时代来临的背景下，高职土建施工专业迎来了转型的迫切要求，人才培养目标需要被重新审视与厘清。从知识结构上看，学生既要对建筑力学、施工技术、工程测量等土建施工传统知识有较深的理解，又要对智能建造有关前沿技术与理论有较深理解，其中包括 BIM 技术原理、建筑大数据分析应用、智能设备运行和维修等。比如学生要熟悉怎样使用 BIM 软件建立并优化建筑模型，怎样使用大数据分析预测施工成本与进度等。从技能培养上看，除砌砖，抹灰，钢筋绑扎这些常规施工技能外，更应该重视对学生数字化技能及创新能力的培养，学生需熟练运用多种智能建造工具与软件，并能数字化模拟与优化建造过程，还要有创新思维并能在实践中给出创新性解决方案，例如，当遇到复杂施工难题的时候，可以利用智能技术对施工方法进行革新，提升施工效率与质量。
      从职业素养上看，应培养其责任心，安全意识及环保意识。尽管智能建造使建造更加自动化，但是人的责任心仍是保证项目质量与安全的重点。学生应了解自身工作在整个工程中的意义，并严格按照施工规范及安全标准进行施工。与此同时，在建设过程中要注重环境保护，降低资源浪费以及环境污染。
三、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的方法
      1. 新增智能建造的有关课程
      高职土建施工类专业要想满足智能建造时代对人才的要求，就应该加入与智能建造有关的系列课程来改善学生知识体系以及技能结构。一是 BIM 技术应用课程设置非常关键。该课程应该涉及 BIM 软件运行，建筑模型创建和分析以及基于 BIM 的协同工作过程。学生在学习的过程中，可以熟练地应用 BIM 技术开展建筑设计，施工模拟以及碰撞检测等工作。举例来说，在一个具体的教学楼建设项目中，学生利用 BIM 技术提前识别了结构和机电系统之间可能存在的冲突，从而避免了施工过程中的返工现象，节约了大约 15% 的建设成本和 20% 的施工时间。
      二是要将大数据和建筑智能化课程融入到教学体系。该课程将教授学生如何收集、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。例如，通过对历史项目成本数据、进度数据进行分析来预测新建项目资源需求以及可能出现工期延误等风险。根据数据显示，利用大数据技术进行项目管理的公司，其项目的准时交付率增加了大约 25%，而成本超支的比例则下降了大约 18%。
      三是离不开智能设备和机器人操作课程。其中包括对各种智能化施工设备及机器人工作原理，操作方法及维修要点等方面的融入，学生可以在实践中熟悉例如混凝土3D 打印机器人和自动化砌砖机器人的应用。某建筑工地在引进自动化砌砖机器人之后，砌砖效率增加五倍多，施工质量也更稳定。另外还可以开设智能监测和质量控制课程，学生们将学会如何使用传感器技术、物联网以及人工智能算法来实时监控施工过程，并评估质量。如在桥梁施工过程中设置应力传感器、位移传感器等，对结构受力、变形等进行实时监控，保证了施工的安全与质量。为了保证这门课的质量及实用性，学校要联合行业领先企业，请企业专家共同参与课程设计及教学，并在此基础上建设与该门课程相匹配的实验室、实训基地等，使学生在实践过程中能够掌握上述前沿技术。
      2. 采用虚拟现实技术
      高职土建施工类智能建造时代变革中，虚拟现实技术的应用是一种创新且有效的培养人才的实践手段。虚拟现实（VR）技术可以给学生营造一种身临其境的学习氛围，使学生犹如置身在现实的建筑工地之中，比如通过 VR 设备让学生走进某高层建筑虚拟施工现场，对施工过程进行全方面观测，其中包括塔吊运行情况、工人施工作业情况、安全设施布置情况等等。这种沉浸式的感受，可以大大强化学生对于施工场景的认知与记忆，教学中应用 VR 技术可对施工工艺进行仿真训练，学生可通过自己动手操作虚拟工具来完成例如钢筋绑扎、模板安装等施工工序，相对于传统理论讲解、视频演示等方式，该互动式体验能让学生更快更准地掌握施工技能。根据相关研究，采用 VR技术培训的学生在技能掌握上的速度比传统方法快大约30%，同时技能的熟练度也增加了大约 20%。
      VR 技术也可应用于模拟施工危险场景和安全教育等。学生经历了虚拟环境下高处坠落、物体被击中等意外情况，从而深刻领会了安全施工的意义，增强了安全意识与自我保护能力。在某高等职业学院实施 VR 安全教育之后，学生在真实的实习环境中发生的安全事故的比例下降了大约40%。另外，运用 VR 技术对设计方案进行论证与评价是行之有效的教学手段之一，学生能直观感受到虚拟环境下自己所设计建筑的效果，及时发现可能存在的问题，及时加以修正，从而提高了设计质量与创新能力。学校要发挥VR 技术优势，就必须投资兴建 VR 实验室、装备先进设备与软件、培训教师熟练运用 VR 技术及教学方法。
      3. 校企合作不断深入
      智能建造时代下高职土建施工类课程的变革和人才培养有赖于校企合作的不断深入。学校通过与建筑企业的密切合作，可以随时掌握行业最新需求及技术发展情况，使得专业设置及课程内容更具有针对性、实用性。比如企业可向学校提供真实的智能建造项目案例及资料，学校根据这些案例及资料对教学内容进行调整，以保证学生学习到的知识与产业需要密切联系。校企合作可以给学生提供大量实习、实训机会，学生可走进企业实际工程，切身感受智能建造工作过程及技术应用。在实际工作环境中，学生能把学过的东西变成实际操作能力和实践经验。根据数据显示，完成企业实习的学生，在毕业后的就业机会增加了大约 30%，同时学生起始工资也得到了显著的提高，企业技术专家、能工巧匠可进校园当兼职教师，也可举办讲座向学生介绍最新技术、实践经验等，分享的实际案例和前线的经验，有助于丰富教学材料并提升教学效果。同时，学校教师还可在企业挂职学习，以提高实践能力与专业水平。校企双方也可联合进行科研项目与技术创新活动。学校科研力量结合企业实践需求，可促进智能建造技术研究开发及应用，比如联合开发适合具体施工场景下的智能设备或者优化施工工艺来提升建筑行业智能化水平，另外，校企合作也能推动人才定向培养。企业结合自身人才需求并配合学校制订个性化培养方案，对需要的人才进行预先预定。该订单式培养模式可以提升人才培养精准度，提升就业质量。
四、结语
      在智能建造时代，高职土建施工类学生迎来了空前的机遇和挑战。通过重构课程体系，创新教学模式，深化校企合作，能有效促进专业转型升级和人才培养质量提高。在今后的发展过程中，我国高职土建建筑类专业要不断与时俱进，探索出符合智能建造要求的新途径和新办法，从而助力建筑行业可持续发展。
参考文献
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