摘要:智能建造是推动建筑业转型升级的重要途径。我国智能建造专业设立时间短,培养体系仍在探索中,人才培养规模偏小,供给难以适应实践的需求,亟需培养大批智能建造技术技能人才支撑智能建造的应用。智能建造技术技能人才培养路径是完善专科、本科层次人才贯通培养体系,完善技术技能人才培养方案,通过增加专业点设置、完善专业教材及课程资源、强化实习实训环节、培养“双师双能型”教师队伍等措施,畅通人才职业发展通道,扩大智能建造技术技能人才成长空间。
关键词:智能建造;技术技能人才培养;培养体系;专业教材及课程资源;实习实训;“双师双能型”教师队伍
引言
建筑业是我国国民经济的支柱产业,产业规模大,就业人数多,也是实现数字化转型升级的重要场景之一。住房和城乡建设部陆续发布《关于推进建筑信息模型应用的指导意见》《2016-2020年建筑业信息化发展纲要》《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》等,提出“到2025年,建筑工业化、数字化、智能化水平显著提高;到2035年,建筑工业化全面实现,迈入智能建造世界强国行列”“建筑信息模型(BIM)技术迅速发展,建筑施工机器人、人工智能工具等逐步应用于建造施工阶段,5G、物联网、大数据等数字化管控平台已在建筑环境运营与维护中发挥重要作用”[1]。面对建筑业向智能化、信息化、工业化发展的变革,其核心和关键在于培养大批智能建造人才以适应和支撑这种转型升级,尤其是培养具有实际动手操作能力、适应建筑行业岗位实践需求的技术技能人才,应摆在首要位置。
一、智能建造技术技能人才的内涵及素质要求
关于智能建造技术技能人才,通常理解为从事智能建造的技术技能人才。丁烈云认为,“智能建造是新一代信息技术与工程建造融合形成的工程建造创新模式,通过规范化建模、网络化交互、可视化认知、高性能计算以及智能化决策支持,实现数字链驱动下的工程立项策划、规划设计、施工生产、运维服务一体化集成与高效率协同”[2]。智能建造意味着“在建筑工程设计、生产、施工等各阶段,充分利用云计算、大数据、物联网、移动互联网、人工智能等新一代信息技术,以及建筑信息模型、地理信息系统、自动化和机器人等新兴应用技术,通过智能化系统,提高建造过程的智能化水平”[3]。智能建造能便捷地改变建筑物的使用功能,精准适应用户及市场的需求,精准化设计、施工和运维管理,实现现场作业赋能、建造水平提升,并可提供今后改造的可能性,满足建筑环境发展的需求,实现人工智能与建造要求深度融合。
智能建造技术技能人才主要指以传统土木、建筑类专业为基础,融合信息技术、人工智能、项目管理等形成“工程建造+数字化、智能化、信息化”的复合型、应用型人才,具备扎实的专业理论、基础知识和娴熟的实践技能。具体包括:其一,学科交叉的融合能力。需掌握多学科的基本原理和使用方法,不仅包括土建类基本理论知识,还包括建筑3D打印、建筑智能机器人、物联网技术、计算机语言等学科的综合素养。其二,技术创新的科研能力。需具有大数据、区块链等新兴技术手段思维,并且可以将多种思维模式形成综合体系框架。同时,对新技术具有敏锐的洞察力,能快速整合资源新技术,对传统领域进行技术迭代创新。其三,解决问题的工程能力。智能建造作为在传统土木工程学科基础上发展起来的一个新兴专业,“建造”依然是本,“智能”只是新型手段。综合来说,智能建造技术技能人才需具备专业素养、实际动手能力以及跨学科、整体思维的工程管理能力。
二、智能建造技术技能人才培养面临的困境
智能建造属于新兴的领域,智能建造人才的培养尚未跟上产业发展的需求,在技术、环境要求提高和劳动力供给减少的多重冲击下,我国智能建造技术技能人才培养的供给不够、能力不足等问题尤为突显。
1.智能建造技术技能人才培养体系不健全
首先,培养技术技能人才的职业教育体系本身仍在完善之中,尽管推进了本科层次职业教育试点,但是中职、专科高职、职业本科贯通衔接的体系尚未形成,本科层次的智能建造专业设点较少,人才培养的梯次衔接尚不具备。其次,培养学校对行业及需求缺乏充分的调研,并未形成完备、合理的人才培养方案,不清晰的培养定位,致使无法形成符合实际需求的培养计划,课程设置通常只是简单地在传统建筑类专业课程基础上,拼盘式地增加一些信息技术方面的课程,未能实现培养方案的改造升级。再次,智能建造技术涉及建筑工程、计算机科学、机械工程等多个领域,属于典型的新工科,智能建造人才的培养需要整合多种学科,建立跨学科的培养模式,但高校传统的分门类、分专业培养模式囿于惯性及利益藩篱短期内难以突破。
2.智能建造专业点设置偏少
我国设置开设智能建造专业较晚,直至2017年才设立智能建造普通本科专业,2021年设立智能建造技术高职专业、智能建造工程专业。据教育部公布的数据,2023年我国各类高校达3072所,开设智能建造专业的高校仅215所,其中普通本科94所、本科职业大学5所、专科高职院校116所,只有不足十分之一的高校开设智能建造相关专业。总体来看,我国开设智能建造类专业的学校偏少,专业点和招生规模小,培养供给难以满足实际需要。而传统的土木工程类、建筑类专业每年培养规模超10万人,尚未适应建筑业数字化、智能化转型升级的需要。
3.缺乏优秀的智能建造专业师资
智能建造是产业的新形态,院校的专业设置远落后于产业发展。目前智能建造领域的人才多集中在产业端,我国最早从2018年开始培养智能建造方向的硕士研究生,高校的智能建造专业师资多数从其他相关专业教师中转移而来,科班出身的专业师资严重缺乏。一方面,职前培养的师资供给有限;另一方面,在职教师的岗位转移培训及提升培训少,专业能力提升的培训供给不能满足实际需求。此外,具备较高应用智能建造能力的实体企业较少,教师深入企业实践学习的渠道少,专业教师很难与行业接触,致使难以深层次了解新技术、新工艺、新方法以及行业最新资讯、发展动态等。
4.智能建造专业教材及课程资源不足
智能建造专业领域缺乏高质量的教材,课程资源开发也较少,这与智能建造专业开设时间不长以及其本身特点有关。首先,智能建造技术涵盖的学科领域面广,广泛性、交叉性明显,短期统筹整合宽领域的学科知识难度大,且尚无可参照、模仿的课程体系,需要自行在实践中摸索,这也无形中增加了教材资源开发的难度。其次,智能建造技术的更新迭代快,新兴技术和方法的持续涌现,使得教材编写、课程资源的开发制作跟不上技术的更新速度,总处于滞后、过时、落伍的状态。再次,行业标准尚未成型,致使教材和课程资源缺乏行业的认可和指导,难以推出行业认可的高质量教材。
5.智能建造专业实习实训环节落实难
首先,场所缺失,智能建造需要先进的设备和技术支持,因缺乏相应的设备和资源,无论是学校还是企业都难以建设具备能力的实习实训场所,造成总体上实习实训场所的缺失。其次,资源不足,实习实训课程和教材资源都偏少,实习实训课程开发不够。因场地、师资等因素的限制,培养学校无力充分开设实习实训课程,即使开设了相关课程,也难以达到设定的目标和效果。此外,实习实训教材资源质量不高、实用性不足,联合企业共同参与开发的更是凤毛麟角。
三、智能建造技术技能人才培养的优化路径
智能建造属于交叉专业,智能建造技术技能人才的培养须适应新要求、新环境,要树立学科思维、创新思维及工程思维,采取多种措施推动加快智能建造技术技能人才的培养。
1.完善智能建造技术技能人才培养体系
一方面,推进完善技术技能人才培养的职业教育体系,夯实中职基础地位,做强专科高职,稳步扩大本科层次职业教育试点,形成中、高、本贯通衔接、沟通良好的技术技能人才培养体系,尤其是本科层次的智能建造专业培养学校偏少,与现实需求存在较大差距。另一方面,深化完善智能建造技术技能人才培养方案。培养学校应根据国家专业教学标准和职业岗位标准,将建筑类知识体系与大数据、智能化、物联网、云计算、BIM信息技术等新元素融合,结合生产现场实际岗位的能力需求进行课程体系重构、教学内容重组制定标准化培养方案。智能建造专业不应是简单的传统土木建筑工程专业叠加人工智能、计算机课程,需要建立复合型的学科专业体系,制订统一的标准化培养方案。培养方案需整合多种类学科知识,以土木工程专业为基础,融汇管理工程、材料科学、信息技术、自动化等建立跨学科的培养模式;需强化实践机会和资源,加强与行业合作,增加学生更多参与实际项目或施工场景的设计。在制定智能建造技术专业人才培养方案时,就要有意识地设置多种形式的综合性工程实践[4]。
2.增加智能建造专业点
近五年来,建筑业从业人数持续减少,但按人均建筑业生产总值计算,建筑业劳动生产率持续攀高。由此可见,技术密集型劳动力将会逐渐取代劳动密集型劳动力,智能建造人才将成为行业领域急需人才,未来我国土建类单位必须配备一批多学科交叉融合的智能建造专业的复合型技术人才。研究表明,建造行业从业人员中技术与管理人员在该行业所有从业人员总数占比应达到20%以上,才能满足建造行业领域数字化、工业化、绿色化三位一体融合发展的需求。这类人才不仅需要建筑类专业知识,还需要具有“全产业链”的知识。研究表明,“智能建造技术人才短缺突出表现在智能设计、智能装备与施工等专业领域,今后10年高等教育每年至少需培养30万人,相对于我国目前高等教育人才培养而言,该行业人才的需求量远远大于人才供给量。”[5]从产业整体来看,未来智能建造技术技能人才的总体需求保守估计应以百万计。因此,应迅速扩大智能建造专业人才的培养供给,通过与行业紧密合作,加强产学研合作,建立校企合作项目,随时根据需求动态调整培养规模。
3.打造“双师双能型”教师队伍
从经济学角度而言,技术技能型人才的培育过程就是通过教育累积个体及社会人力资本的过程,人力资本的属性、类型、适用范围都会直接影响其对社会经济发展的效用大小[6]。智能建造技术技能人才培养的核心要素之一,就是加强师资队伍建设。鉴于师资紧缺的现状,建议优化教师引进机制,补充具有信息技术、智能运维、机械自动化等相关学习经历的专职教师,组建起跨学科的师资队伍,从规模的角度,尽力增加师资力量。另外,从质量的角度,应提升师资队伍整体素质和能力,加强教师岗位培训,选派教师到企业跟岗培训,提升教师实践能力,打造“双师双能型”教师。
4.完善智能建造专业教材及课程资源
鼓励教师到企业实践,紧跟行业发展,了解行业最新需求,将成果融入教学过程,不断丰富教材和课程资源,提供更多的实际案例和应用示例;推动课程智能化改造,重点研发工作手册式、活页式教材;为学生搭建APP等多终端互联网远程自学平台,开发装配式建筑虚拟仿真实训、BIM虚拟仿真实训等相关专业的虚拟仿真实训项目、精品资源共享课程,进一步充实和丰富教学资源。
5.强化智能建造专业的实习实训环节
技术技能人才的定位是应用型人才,智能建造技术技能人才需具备较强的实际项目操作能力。应强化教育教学中的实习实训环节,培养学校应积极与智能建造技术相关的行业(企业)进行合作,建设实习实训合作平台,包括校内实训中心和长期稳定合作的校外实训基地,为学生实训学习与师资的企业锻炼提供良好的场所。同时,深入推进引企入教,探索产教深度融合,推进实践教学改革,充分发挥校企协同育人在学生创新实践能力与综合素质提升中的作用。搭建创新创业实践平台,推动BIM技术应用与发展,引进企业导师教学,倡导参与式教学,强化提升学生解决实际问题的能力。
智能建造是将现代新技术融入传统建筑行业,是将新一代信息技术与工程建造从规划到设计,再到施工、最后运维的全生命周期相融合的新模式。智能建造的广泛应用是未来发展的新趋势,势必将推动建筑产业变革升级,建筑产品向数字化转变,建造模式向工业化转变,经营理念向服务化转变,市场形态向平台化转变,行业管理向治理现代化转变。当前,智能建造技术技能人才的培养不适应行业、产业发展的需求,迅速培养大批智能建造技术技能人才成为当务之急,教育、住建等部门应从国家现代化建设全局出发,基于建筑产业发展的趋势和需求,统筹规划智能建造技术技能人才的培养,扩大供给、提升质量,为建筑业转型升级提供技术技能人才支撑。
参考文献
[1]住房和城乡建设部等部门关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见[EB/OL].(2020-07-28)[2023-10-30]https://www.gov.cn/zhengce/zhengceku/2020-07/28/content_5530762 .html.
[2]丁烈云.智能建造创新型工程科技人才培养的思考[J].高等工程教育研究,2019(5):1-4.
[3]马智亮.走向高度智慧建造[J].施工技术,2019(12):1-3.
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来源:邬跃,管晗波.智能建造技术技能人才培养路径优化研究[J].教育理论与实践,2024,44(30):30-33.
延伸阅读:
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