智能建造背景下高职建筑专业人才需求调研及人才培养路径探究

［摘要］智能建造技术是未来发展趋势，专业人才需求紧迫。通过所收集的311份有效调查问卷系统分析建筑行业的发展态势以及主要行业部门对智能建造背景下建筑人才在知识和能力方面的需求，在此基础上从人才培养的顶层设计、课程体系设置以及教材与校企合作等方面给出建筑专业人才培养的建设路径，为高校建筑类专业人才培养优化提供借鉴。［关键词］智能建造；调研分析；人才培养；课程体系一、引言建筑业作为国民经济支柱产业之一，年产值超30万亿元，支撑着中国经济社会的健康发展[1]。然而，我国建筑业大而不强，与高质量发展要求相比还有很大差距。2020年，住房和城乡建设部等十三部门联合印发《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》，明确提出了推动智能建造与建筑工业化协同发展的目标、重点任务和保障措施[2]。越来越多的企业开始智能化转型升级，对智能设计、智能装备与施工、智能运维与管理等专业领域的高水平人才的需求与日俱增。如何培养社会需求的高质量智能建造复合型人才，是高等教育面临的重要课题。本研究全面了解建筑企业在智能建造领域的发展现狀和趋势，智能建造技术在企业的实际应用情况，以及企业对智能建造人才的需求状况、对智能建造人才知识能力的要求，结合调研结果和数据分析为建筑类高校智能建造的人才培养和专业建设提供建设思路及方向，助力高职院校培养既掌握科学技术又能适应建筑产业变革需要的高水平、创新型智能建造复合型人才。二、调研的基本情况本次调研主要围绕智能建造背景下建筑行业发展的困境，对建筑行业和相关单位对建筑工程技术专业复合型人才应具备的能力及专业知识、人工智能与大数据知识、编程能力等需求进行信息收集[3]。此次调研共收集有效问卷311份，分别来自行政主管部门、建设单位、施工单位和高职院校等7类行业、用人单位，如表1所示。从企业类型上看，本次问卷调查覆盖包括政府或行业主管单位、建设、开发企业、勘察设计企业、施工企业咨询机构和科研及教育机构等不同性质的企业共105家。其中，来自施工企业和建设企业的占比最高，分别为34.29%和28.57%；其次是高职院校的占比为17.14%；来自政府或行业主管单位为7.62%；还有12.38%的被访对象来自其他相关单位。这表明，本次调查覆盖范围较广，被访对象更多来自施工企业和建设、开发企业，体现了一定的行业代表性。三、问卷调研结果分析（一）智能建造背景下当前建筑行业可能面临的困境问题本次调查问卷设计了7个关于智能建造背景下当前建筑行业可能面临的困境问题，调研结果如图1所示。由图1可知，受访者认为“智能建造关键技术的运用能力”“智能建造软件的成熟和适用性”和“智能型人才的培养或引进”等是阻碍单位发展的主要行业困境的超过50%，这三个困境问题均与智能建造技术的知识密切相关。由此可见，推动建筑工业化、数字化、智能化升级，智能建造是重要的技术支撑。面对新的形势和技术发展趋势，企业在探索智能建造的过程中需要大量专业人才，建筑从业人员新技术应用能力继续提升，对保证建筑行业的高质量发展具有积极的推动作用。（二）智能建造的关键技术根据图2调查显示，77.17%的受访对象认为感知技术是实现智能建造的关键支撑技术，该技术可以实现建筑施工中的实时监测和数据采集，对建筑结构进行监测和预警，而感知技术的成熟度还不够高，技术发展空间较大；其次，55.95%的受访对象认为机器人技术是实现智能建造的关键支撑技术，该技术可以实现建筑施工中的自动化和智能化，例如利用机器人进行混凝土浇筑、砌墙、装配等工作，而机器人技术的成熟认可度只有35.69%，这表明机器人技术在实际施工中应用度不高，符合实际现场施工的现状；再次，云计算技术和大数据技术被47.91%的受访对象认为也是实现智能建造的关键技术，该技术的成熟认可度达到82.64%，这与2020年大数据和云计算的进一步深度融合，即大数据拥抱云计算，走向云原生化的现象相符；46.30%的受访对象认为人工智能技术是实现智能建造的关键支撑技术，该技术可以实现建筑施工中的智能决策和自主控制，例如可以利用人工智能技术对建筑施工过程进行智能调度和优化，但人工智能技术的成熟度还不是非常高，发展潜力较大。除此之外，被访对象认为实现智能建造的关键支撑技术还包括虚拟仿真技术、GIS+区块链和计算技术，分别占38.91%、32.15%和28.94%，这三项技术作为关键技术的认可度虽不及前四项，但其发展得较为成熟，认可度较高；最后还有3.86%的被访对象认为其他技术也是实现智能建造的关键技术。这表明，智能建造需要多种信息技术相互协作，通过相对成熟的虚拟仿真技术和计算机技术为智能建造提供底层平台支撑，人工智能、机器人技术等在施工过程中提供技术保障，大数据、感知技术对智能建造全过程进行智能研判、分析与改进，为工程项目全生命周期的质量、安全和成本控制提供技术支持。（三）智能建造必需的基础软件系统根据图3显示，94.86%的受访对象认为智能建造必需的基础软件系统包括BIM应用软件，BIM是以建筑工程项目的各项相关信息数据为基础而建立的建筑模型，它具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性5大特点。各高校建筑专业均开设该课程，符合发展实际；75.24%的受访者认为大数据分析软件是智能建造必需的基础软件系统，主流大数据分析软件为Python、Excel、R、SPSS、SAS等，通过大数据帮助管理者做出正确的判断和决策，最终实现建筑工地智能化管理和收益的最大化，大数据分析软件的应用符合智能建造发展的趋势；认为智能建造必需的基础软件系统包括人工智能训练平台、CIM（城市信息模型）和三维图形平台的分别占56.27%、43.41%和35.37%；有3.86%的被访对象认为其他软件是智能建造必需的基础软件系统。可见，BIM技术成为智能建造发展必不可少的关键一环，是建筑行业数字化转型的核心，这与智能建造关键技术的调研结果相一致。（四）智能建造人才能力需求受访者对智能建造人才6种主要能力的侧重需求分析见图4。专业知识运用能力被82.64%的受访者认可为智能建造人才的必备能力，62.38%的受访者认为工程实践能力是用人单位重视的人才能力，超过一半的受访者还特别重视自主学习能力。对专业交叉融合能力和创新能力的能力需求率占比分别为50.16%、32.80%，组织管理能力及其他能力占比较低，分别占10.29%和4.18%。这表明对于绝大多数行业用人单位而言，建筑专业知识运用能力和工程实践能力是人才需求的第一要素，高职院校在人才培养过程中要将学生专业知识的掌握和实践能力的提升放在重要位置。人才培养过程中还要重视培养学生的自主学习能力和创新能力，并注重交叉融合能力的培养，在信息化时代不断提升接受新知识的能力。然而，调研结果也显示出一部分用人单位对创新能力的需求较低，这可能与目前行业发展阶段以解决当前问题为主有关。另外，大多数受访单位对组织管理能力的需求相对较低，表明现阶段的智能建造技术还处于发展阶段，符合实际情况。（五）智能建造人才专业知识需求本次调研对智能建造人才10种主要专业知识储备的需求分析见图5。人才培养方案中的相关课程如建筑识图与房屋构造、BIM技术与应用、建筑施工技术、AutoCAD、建筑材料、建筑工程计量与计价六门课程的重视程度均超过45%，“招投标与合同管理”和“项目管理”的重视程度分别为32.48%和26.37%，“文字功底”和“英语能力”的单位需求率较低。说明用人单位更加重视工程实践能力，对原有专业的知识储备要求较高，特别是对BIM和CAD的软件应用能力的需求量较大，人才专业知识需求调研结果与之前“智能建造人才能力需求”的调研相对一致，这表明建筑相关企業在智能建造人才上还是倾向于具备扎实建筑专业知识的学生。（六）智能建造背景下建筑专业新增课程需求根据调查结果分类总结，新增课程主要分为智能施工技术类和大数据类。智能施工技术类建议课程有：智能建造概论、土木工程智能施工、工程物联网技术和施工技术智慧管理；大数据类建议课程有：人工智能与大数据、Python程序设计、智慧测绘、智能检测与监测技术和智能机器人应用。四、存在的问题与建议（一）人才培养目标与智能建造岗位需求匹配度不够智能建造背景下，建筑工程专业人才培养目标从单一趋向多元，目前行业虽未出现智能建造专项岗位，但对岗位人才的能力需求有升级变化。不少企业岗位对数字化、信息化应用有了较高的要求，在掌握原有岗位核心能力的基础上，懂数字化工具及平台的运用，能利用各类新技术、新手段、新工具解决原有岗位的核心业务问题，提高效率是根本。但是各院校在人才培养目标上过分偏重施工单位、建设单位、监理单位三大常规岗位群，而对建筑智能背景下涌现的如智能测绘、智能装备与施工、施工技术数字化管理等岗位重要性认识不足，从而导致院校人才培养内容与建筑行业对人才类型与技能的需求匹配度不高。（二）课程体系与建筑业发展匹配度不高当前，我国建筑专业的课程体系与建筑业发展的匹配度不高，传统的课程体系已无法满足行业对人才的需求。在当前的建筑工程专业教学中，实践教学环节相对不足，尤其是智能建造相关技术的实践操作更少。这使得学生在理论学习中难以充分掌握相关技能，导致毕业后在实际工作中难以胜任智能建造相关岗位。（三）产学研结合不紧密，校企合作深度不够当前，我国智能建造领域存在产学研结合不紧密、校企合作深度不够的问题。一方面，高校在科研教学中，较少与企业实际工程项目相结合，导致研究成果难以落地，人才培养与企业需求脱节；另一方面，校企合作多数停留在表面，企业参与学校教育过程的程度不够，使得教师和学生难以真正了解行业前沿技术和实际应用场景。五、智能建造背景下建筑工程技术专业人才培养路径（一）以岗定课，重构课程教学体系智能建造背景下建筑业加速转型，对新型建筑工业化专业化人才缺口较大，高职院校人才培养模式要随行业需求进行相应调整。高职院校要紧扣岗位技能标准设置课程内容，提高人才培养的适应性[4]。课程设置要对建筑行业进行充分调研，对相应的岗位职责和知识能力素质要求进行细化和分解，以符合学生认知规律的逻辑主线进行课程设置[5]。课程体系的设计要以学习者为中心，遵循进校即能就业、毕业即上岗的原则，通过课程内容整合，按照“以岗定课”的要求重构课程体系。对原有的专业核心课程，如建筑力学、建筑材料、地基与基础工程、建筑工程施工技术等进行保留，同时需要增加计算机、人工智能等专业的相关课程，如Python编程基础、人工智能与大数据、工程物联网技术、智能测绘、智能机器人应用等，具体开设时间如表2所示，以确保能以信息技术等手段支撑高质量智能建造的实施。（二）“岗课”融合，创新教学模式要培养新型人才，就需要学习更新、更前沿的内容，也就必然要促进教学模式的变革。第一，线上线下混合教学法。课程内容升级必然面临课堂教学时间有限的问题，交叉学科内容丰富，仅依靠传统课堂教学模式无法实现全覆盖教学，因此，需要推动线上线下混合教学法。线上线下混合教学方式与传统课堂教学模式有所不同。通常要求学生提前预习，让学生自己学习基础知识和相关概念，并准备好问题以便在线下课时进行讨论和学习[6]。通过这种方式，学生已经开始对所学内容进行思考和理解。教师在线下课程中的角色是引导学生进行小组合作和讨论，并及时解答疑惑。第二，案例教学法。首先，学生通过课前预习了解即将学习的建筑专业知识，为后续的学习打下基础。其次，在教学过程中，教师会提供真实的工程案例，这些案例成为课堂活动的核心，学生需要通过阅读和分析这些案例解决相关问题。同时，学生还需要发挥自主性，在教学过程中根据案例进行讨论和思考。在案例教学中，教师扮演着引导和协助学生的角色。最后，引导学生进行案例分析，并结合相关的建筑专业知识进行讲解和解释。通过案例教学，学生能够更好地掌握知识点和技能，并提高他们的学习素养。此外，案例教学还可以利用较少的课时达成教学目标，提高教学质量。通过案例教学，学生可以亲身体验真实的建筑工程案例，并将所学的理论知识应用于实际问题的解决中。这种实践性的学习方式能够激发学生的学习兴趣和动力，培养他们的创造力和解决问题的能力。第三，项目化教学法。目的在于激发学生的创造潜能，提高他们解决实际问题的能力。通过参与真实而有挑战性的项目，学生可以积极主动地探索、发现和应用知识。这种教学方法强调学生的主体性和合作性，使他们在团队中学会相互合作、协商和解决问题。在项目化教学中，教师扮演着导师的角色，引导学生进行自主学习和探索[7]。教师通过为学生提供资源、指导和支持，帮助他们克服困难，培养解决问题的能力和批判思维能力。学生在完成项目过程中不断反思和总结经验，并通过学习评价提高自己的学习效果，提高学习积极性和主动性。（三）把握智能建造的核心崗位要素，建设智慧教材为了使学生更好地适应智能建造行业的快速发展，高校和企业应紧密合作，共同把握智能建造的核心岗位要素。在课程教材方面，要结合实际工程项目开发智慧教材，将理论知识与实践操作相结合，使学生能够更好地掌握智能建造相关技术。智能教材是近年来高职教材数字化转型的创新形式，在传统纸质教材的教授、学习模式基础上，通过二维码链接慕课平台，以及利用AR/VR等技术实现智慧教学[8]。在开发智慧教材的过程中，我们需要注意以下几个方面。首先，把握“为谁培养人，培养什么人”逻辑起点进行教材建设。其次，一是要结合实际工程项目开发智慧教材，将理论知识与实践操作相结合，使学生能够更好地掌握智能建造相关技术。二是对照“1+X”职业技能等级证书的标准，系统分析行业需求，将技能与知识匹配到相应章节中，建立项目化案例库、模块化教材、活页式讲义和工程化手册。三是加强教材与数字化资源的匹配度，针对不同工程案例配有全过程施工的视频，同时借助虚拟仿真手段模拟出工作场景，形成沉浸式学习状态。最后，注重教材实用性和可操作性，构建基于人本理念的智慧教材。（四）搭建产学研一体化平台，促进校企深度合作产学研一体化是培养高素质应用型人才的重要途径。智能建造背景下高职院校应与企业紧密合作，共同搭建产学研一