劉占省 白文燕 杜修力

摘要：推動建筑產(chǎn)業(yè)改革、發(fā)展、升級，需要大力推進“新工科”建設(shè)，培養(yǎng)創(chuàng)新型人才。北京工業(yè)大學(xué)率先開展智能建造專業(yè)建設(shè)的研究和實踐，提出了一種適用于智能建造專業(yè)的基于新型教學(xué)平臺的綜合性數(shù)字化教學(xué)模式。學(xué)校確定了智能建造專業(yè)的人才培養(yǎng)目標，并對課程集群建設(shè)進行探究，打造智能建造專業(yè)集群課程體系。依托學(xué)校學(xué)科優(yōu)勢和科研實力，立足于學(xué)習過程，以“面向完整任務(wù)”為教學(xué)核心，籌建了新型教學(xué)平臺;依托新型教學(xué)平臺，分別從技術(shù)層面、軟件層面和硬件層面對教學(xué)模式進行了改革，提高了教學(xué)質(zhì)量。同時，完善了學(xué)生的知識架構(gòu)，提高了他們的邏輯思維能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新型專業(yè)技術(shù)人才提供了支持。

關(guān)鍵詞：新工科;智能建造;數(shù)字化教學(xué);教學(xué)新模式

中圖分類號：G642.0 ? 文獻標志碼：A ? 文章編號：1005-2909（2022）01-0015-09

當前，中國建筑行業(yè)正處于深化改革、轉(zhuǎn)型升級以及科技創(chuàng)新跨越并行相協(xié)調(diào)的重大發(fā)展時期[1]。傳統(tǒng)建造技術(shù)的轉(zhuǎn)型和升級一直是國內(nèi)外廣泛關(guān)注的研究熱點，各國也都已提出了與之相應(yīng)的行業(yè)和產(chǎn)業(yè)長遠發(fā)展前景，如建筑工業(yè)化、中國制造 2025、德國的“工業(yè) 4.0”、美國的“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)”等[2]。中國信息化建造的進程逐漸由手工化、機械化向智能化、智慧化的階段發(fā)展。然而，由于我國建造業(yè)起步較晚，建造智能化進程緩慢，在基礎(chǔ)理論、軟硬件、人才儲備等方面，仍與國外有著較大的差距。為了盡快縮短我國與國外的技術(shù)差異，推動我國建造業(yè)實現(xiàn)現(xiàn)代智能化的快速發(fā)展，國家相繼出臺了相關(guān)政策。住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部等13部門聯(lián)合印發(fā)的《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》指出，將全面提高建設(shè)工程行業(yè)的信息化水平，著手提高大數(shù)據(jù)、區(qū)塊鏈、數(shù)字孿生、物聯(lián)網(wǎng)、云計算、BIM 信息技術(shù)的綜合集成應(yīng)用能力[3]。

智能建造專業(yè)的設(shè)立充分符合建筑業(yè)發(fā)展和轉(zhuǎn)型升級的時代需求，是我國大力推進"新工科"建設(shè)，培養(yǎng)我國智能建造的科技人才，支撐我國邁向科技強國的重要舉措[4]。目前，同濟大學(xué)、東南大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、北京建筑大學(xué)等紛紛開設(shè)智能建造專業(yè)，以培養(yǎng)一批智能建造工程師，從而推進智慧城市發(fā)展和智能建造新技術(shù)的應(yīng)用。對于高校的智能建造人才培養(yǎng)目標如何順應(yīng)未來土木建筑領(lǐng)域新時代發(fā)展，如何將傳統(tǒng)的建筑技術(shù)學(xué)系與最新智能化建造新技術(shù)元素融為一體[5]，搭建一個以學(xué)生為本，全面而又適合個性化發(fā)展的多維立體化建筑技術(shù)培養(yǎng)體系[6]，是我國高校土木建筑類相關(guān)專業(yè)課程教育需要解決的，同時關(guān)乎到提高大學(xué)生建筑技術(shù)培養(yǎng)水平和質(zhì)量的一個關(guān)鍵性問題。

人才培養(yǎng)的最終落腳點在教學(xué)，需要通過 “教什么”來確定 “學(xué)什么”，教學(xué)直接影響學(xué)生學(xué)習進度和學(xué)習質(zhì)量[7]。隨著新工科教育改革，傳統(tǒng)教學(xué)方法已經(jīng)無法滿足當今人才培養(yǎng)的需求。為適應(yīng)當下需求，北京工業(yè)大學(xué)系統(tǒng)開展智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)數(shù)字化教育的實踐探索，以新型智能建造教學(xué)平臺為基礎(chǔ)，依托學(xué)科特點和專業(yè)優(yōu)勢，將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于智能建造課程教學(xué)中。

一、智能建造專業(yè)概述

（一）專業(yè)設(shè)立

智能建造專業(yè)，是以土木工程專業(yè)為基礎(chǔ)，面向國家策略需求和建筑業(yè)的升級轉(zhuǎn)型，融合機械設(shè)計制造及其自動化、電子信息及其自動化、計算機科學(xué)與工程、工程管理等專業(yè)發(fā)展而成的新興復(fù)合型工科專業(yè)[8]。自2018年同濟大學(xué)首次設(shè)立智能建造專業(yè)以來，東南大學(xué)、北京工業(yè)大學(xué)、華中科技大學(xué)等國內(nèi)多所院校陸續(xù)設(shè)立了智能建造專業(yè)。截至2021年2月，我國已有20多所高等院校開設(shè)了智能建造專業(yè)（表1—表3）。

北京工業(yè)大學(xué)依托城建學(xué)部于2019年申請成立智能建造專業(yè)，并獲得了教育部批準。北京工業(yè)大學(xué)自獲批開設(shè)智能建造專業(yè)以來，推行產(chǎn)學(xué)研教育實踐、校企共同培育模式，致力于培育基礎(chǔ)理論扎實、專業(yè)知識面廣、實際操作能力強、科學(xué)與現(xiàn)代人文素養(yǎng)深厚，并掌握智能化建造相關(guān)原則及基本方法，具有可持續(xù)學(xué)習與創(chuàng)新能力的復(fù)合型工程技術(shù)創(chuàng)新人才。為呈現(xiàn)建筑行業(yè)前沿智能建造技術(shù)，積極打造科研創(chuàng)新平臺，搭建智能建造實驗室，不斷提升學(xué)生認知水平。

（二）智能建造人才培養(yǎng)目標

北京工業(yè)大學(xué)智能建造專業(yè)緊密圍繞國家對該領(lǐng)域?qū)I(yè)人才的迫切需求，結(jié)合北京市科技創(chuàng)新中心建設(shè)目標，面向建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級，以土木工程專業(yè)為基礎(chǔ)，融合電子信息及其自動化、機械設(shè)計制造及其自動化、計算機科學(xué)工程等專業(yè)知識，培養(yǎng)一批掌握土木工程項目中的智能設(shè)計、智能施工、智能管理等技術(shù)的復(fù)合型創(chuàng)新人才，為國家京津冀地區(qū)經(jīng)濟社會的發(fā)展建設(shè)提供了有力的技術(shù)支撐。人才培養(yǎng)目標主要包括以下幾個方面。

（1）自然科學(xué)方法及邏輯思維能力：熟練掌握數(shù)學(xué)、力學(xué)、物理等自然科學(xué)的理論基礎(chǔ)知識;熟悉人工智能、信息科學(xué)、工程技術(shù)、環(huán)境科學(xué)等相關(guān)的科學(xué)基礎(chǔ)知識;了解當代科學(xué)和信息技術(shù)不斷進步及其未來發(fā)展的主要趨勢與發(fā)展前景。在此知識基礎(chǔ)上，熟練掌握基本的自然科學(xué)思維方法，具備基本的邏輯思維能力，能夠運用以上知識及方法解決實際問題。

（2）專業(yè)知識與技術(shù)水平：熟悉智能建造等相關(guān)知識，基礎(chǔ)知識扎實，專業(yè)知識深厚;掌握解決建筑工程實際存在問題的理論與方法，并參加全面的建筑工程理論與實踐培訓(xùn)，具備解決復(fù)雜建筑工程中存在的問題與管理的基本能力。

（3）基本身心素質(zhì)：具備良好的個人修養(yǎng)及基本職業(yè)道德;有責任擔當，具有將所學(xué)的智能建造相關(guān)知識貢獻社會的意識和價值取向。

（4）表達與溝通能力：具有口頭和書面表達能力，能夠在團隊中與人合作，發(fā)揮有效作用。

（5）學(xué)習能力：具備終身學(xué)習智能建造相關(guān)技術(shù)的能力，借助繼續(xù)教育或者其他途徑不斷提高自己的個人能力，了解和緊隨相關(guān)學(xué)科發(fā)展。

（三）專業(yè)集群課程體系

北京工業(yè)大學(xué)城市建設(shè)學(xué)部打造了智能建造專業(yè)集群課程體系?；谕ㄗR教育理念，逐步加強對數(shù)理基本能力的培養(yǎng)，打造一個交叉式的學(xué)科和信息技術(shù)新元素的模塊化教育課程，并將其融入傳統(tǒng)的學(xué)科知識體系中[9];逐步建立“人工智能+”人才培養(yǎng)模式，開發(fā)“數(shù)字+設(shè)計”“BIM+建造”“綠色+建筑”等適應(yīng)行業(yè)升級轉(zhuǎn)型發(fā)展的特色課程;不斷推進教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)新，從而培養(yǎng)具備解決問題能力、滿足智能建造行業(yè)需要的人才隊伍。

智能建造專業(yè)的教育課程體系以土木工程課程為基礎(chǔ)，結(jié)合機械工程、電子信息工程、工程管理等課程，培養(yǎng)學(xué)生的智能設(shè)計、智能施工和智能管理能力，學(xué)生畢業(yè)后主要從事智能建造領(lǐng)域的設(shè)計、施工和管理等方面的技術(shù)工作。課程的主要特色如圖1所示。

（1）專業(yè)基礎(chǔ)方面，強化力學(xué)、電學(xué)、土木工程、機械工程、控制科學(xué)與工程、計算機、互聯(lián)網(wǎng)、工程管理等基礎(chǔ)知識，要求學(xué)生掌握建筑智能建造相關(guān)設(shè)計方法和工具，開設(shè)智能建造導(dǎo)論、機械原理、自動控制原理、運籌學(xué)等課程。

（2）核心課程中融入智能建造新思維和新技術(shù)，開設(shè)課程包括智能測繪、圖形學(xué)與虛擬設(shè)計、智能機械與機器人、土木工程智能施工、建筑環(huán)境智能化系統(tǒng)等。

（3）實踐環(huán)節(jié)重視項目化課程建設(shè)，綜合培養(yǎng)學(xué)生“智能設(shè)計、智能施工與智能管理”的能力，課程包括智能建造實驗、BIM技術(shù)應(yīng)用課程設(shè)計、裝配式結(jié)構(gòu)課程設(shè)計、智能施工課程設(shè)計、智能化管理課程設(shè)計、智能建造全過程課程設(shè)計等。

二、智能建造數(shù)字化教學(xué)平臺

（一）教學(xué)平臺

北京工業(yè)大學(xué)籌建了新型教學(xué)平臺，平臺的建立采用五星教學(xué)原理，立足于學(xué)習過程，以“面向完整任務(wù)”為教學(xué)核心，包括兩層相互聯(lián)系的循環(huán)圈，內(nèi)外層循環(huán)圈共同指導(dǎo)學(xué)生在真實的情境中科學(xué)且循序漸進地自主學(xué)習，以實現(xiàn)學(xué)生學(xué)習效果好、效率高和主動性強的預(yù)期目標。該方法可改善網(wǎng)絡(luò)學(xué)習、多媒體教學(xué)或E-learning等在線教學(xué)只注重信息呈現(xiàn)，忽視有效教學(xué)特征的問題。

教學(xué)平臺在五星教學(xué)原理指導(dǎo)下，按照“以學(xué)生為中心、促進自主學(xué)習、提升綜合能力”的思路，緊密對接建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級，并對從業(yè)人員提出新要求，將最新理論、技術(shù)、規(guī)范、方式方法及新版軟件操作及時引入課堂，以完整項目任務(wù)的實施過程作為教學(xué)主體內(nèi)容;遵循職業(yè)成長規(guī)律，按照由簡單到復(fù)雜、由基礎(chǔ)到核心的方式將項目任務(wù)合理序化為若干相對獨立又有銜接的工作任務(wù)。同時，將崗位工作要求和思政教育等內(nèi)容有機融入平時課堂，并利用信息化技術(shù)手段將課程標準、微課視頻、動畫演示、模型展示、PPT、教學(xué)設(shè)計、高階訓(xùn)練任務(wù)及討論等課程資源嵌入教學(xué)任務(wù)中，配合訓(xùn)練基地等相關(guān)軟硬件設(shè)備，使課堂學(xué)習為學(xué)生高階能力發(fā)展提供有效支撐。

新型教學(xué)平臺研究與開發(fā)的基本設(shè)計思路與步驟：第一步，深入相關(guān)企業(yè)調(diào)研，了解該專業(yè)崗位對從業(yè)人員的技術(shù)應(yīng)用能力要求，同時，根據(jù)專業(yè)教學(xué)標準和相關(guān)人才培養(yǎng)方案確定本專業(yè)教學(xué)目標; 第二步，根據(jù)教學(xué)目標和崗位要求確定教學(xué)框架結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)梳理教學(xué)過程中涉及的專業(yè)知識點和職業(yè)技能點，遴選典型的企業(yè)真實項目，對接智慧建筑施工的全過程，遵循專業(yè)人才成長規(guī)律和認知規(guī)律，序化課程中的專業(yè)知識點和技能點; 第三步，根據(jù)各知識點和技能點的特征，設(shè)計其在教學(xué)中的表現(xiàn)形式，確定重難點，設(shè)計微課視頻、訓(xùn)練基地等課程資源，以及思政元素呈現(xiàn)方式; 第四步，制作教學(xué)所需視頻、模型等嵌入到課堂學(xué)習中，并根據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展及新技術(shù)、新標準動態(tài)更新。圖2為新型教學(xué)平臺建設(shè)路徑圖。

（二）數(shù)字化教學(xué)

智能建造是在傳統(tǒng)土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)上，融合了大數(shù)據(jù)、人工智能、物聯(lián)網(wǎng)等新技術(shù)發(fā)展而來的新興學(xué)科[10]，涵蓋整個建筑的生命周期（工廠化構(gòu)件的制作、設(shè)計、施工以及運維等），涉及多個子體系（建筑體系、結(jié)構(gòu)體系、施工裝備體系、運維和管理體系等）[11]。

北京工業(yè)大學(xué)采用“三位一體”與“四個目標”相結(jié)合的理念，進行智能建造專業(yè)數(shù)字化建設(shè)，實現(xiàn)虛擬操作、數(shù)字化全媒體方式、仿真模擬的一體化，使教學(xué)形式立體化。建設(shè)方案以教學(xué)為核心，在課堂教學(xué)的基礎(chǔ)上配備服務(wù)平臺，嵌入數(shù)字孿生技術(shù)的BIM建設(shè)項目智能管理數(shù)字化平臺，建筑虛擬仿真實訓(xùn)實習二合一訓(xùn)練基地這三項內(nèi)容作為輔助教學(xué)的數(shù)字化手段，結(jié)合數(shù)字孿生原理形成一套完整的智能建造專業(yè)數(shù)字化解決方案，其結(jié)構(gòu)框架如圖3所示。

本文以裝配式建筑BIM技術(shù)應(yīng)用課程教學(xué)為例，介紹智能建造專業(yè)數(shù)字化建設(shè)的具體內(nèi)容。

1.理論層面：全媒體教材服務(wù)體系

在教材基礎(chǔ)上配備新型數(shù)字資源，即打造“教材+服務(wù)平臺”的模式。擬選配資源有：教學(xué)動畫、微課視頻、習題與答案、VR和AR展示、模型文件等。每一章節(jié)的知識節(jié)點、項目節(jié)點、案例節(jié)點、課后習題等內(nèi)容都設(shè)有專門的二維碼，學(xué)生通過掃描二維碼可進入相應(yīng)的服務(wù)平臺觀看相關(guān)工藝的施工動畫，如：裝配式建筑套筒灌漿、現(xiàn)澆節(jié)點鋼筋綁扎、疊合樓板吊裝等相關(guān)工藝流程動畫。也可以進入微課視頻，重新學(xué)習在授課過程中自己沒有明白的知識點;可以在服務(wù)平臺中找到每一道題目的解析，并配有相關(guān)題目進行反復(fù)訓(xùn)練，其中還包含了歷年期末考試題、國家相關(guān)職業(yè)資格證考試試題、國家相關(guān)競賽考試試題等內(nèi)容。學(xué)生還可以通過佩戴VR設(shè)備進入教材涉及的案例中進行沉浸式體驗，通過VR設(shè)備觀看裝配式建筑部品、部件的生產(chǎn)過程，觀摩具體部品部件的安裝過程等。服務(wù)平臺提供的資源還包括：建筑行業(yè)相關(guān)政策方針、改革措施，國內(nèi)外工程典型案例、先進的技術(shù)手段、新工藝、新方法等資訊信息，建筑行業(yè)最新的數(shù)字化、智能化軟硬件設(shè)備介紹等。最終實現(xiàn)“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”的立體化全媒體教材理念。

思想政治教育工作是一項十分重要的工作，它是人才培養(yǎng)的具體體現(xiàn)，更是抓好立德樹人工作的關(guān)鍵。為此，將思政教育的相關(guān)內(nèi)容有機地融入服務(wù)平臺中，具體內(nèi)容如下：（1）服務(wù)平臺中會不間斷更新相關(guān)資訊、時政要聞、實播中國、快閃、黨史、軍事等信息，信息展示形式為微信朋友圈的模式，學(xué)生可以對自己感興趣的內(nèi)容進行點贊或評論提問，服務(wù)平臺中會設(shè)有專人進行解讀，并定期進行數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，把瀏覽量較高的內(nèi)容作為重點宣傳內(nèi)容;（2）智能黨建VR體驗，服務(wù)平臺中包含各類黨建的體驗場景，學(xué)生通過佩戴VR設(shè)備，即可進入到虛擬場景中進行VR黨建體驗;（3）學(xué)生在服務(wù)平臺中進行思政方面學(xué)習、體驗的過程，系統(tǒng)會自動進行記錄，并作為思政課程的平時成績計入到總成績中;（4）平臺還會設(shè)置一些黨政學(xué)習展示任務(wù)，學(xué)生以小組為單位接受任務(wù)，選擇自己感興趣的黨政內(nèi)容進行學(xué)習準備，在課上的前10分鐘進行學(xué)習成果展示。

2.軟件層面：虛擬模型（即嵌入數(shù)字孿生技術(shù)的建設(shè)項目智能管理數(shù)字化平臺）

嵌入數(shù)字孿生技術(shù)的建設(shè)項目智能管理數(shù)字化平臺（以下簡稱管理平臺）是模擬裝配式建筑全過程的模擬平臺，它結(jié)合BIM技術(shù)進行實際應(yīng)用。該平臺作為教學(xué)過程中的重要虛擬仿真輔助工具，其目的是將教學(xué)過程中涉及的方案、方法、組織計劃、現(xiàn)場布置等內(nèi)容在平臺中進行仿真模擬，平臺會根據(jù)相關(guān)內(nèi)容給出結(jié)果，讓學(xué)生體驗各類方案、方法的具體應(yīng)用過程與應(yīng)用價值，提前積累實踐經(jīng)驗。學(xué)生根據(jù)平臺給出的結(jié)果進行方案調(diào)整與修訂，真正意義上實現(xiàn)與實際內(nèi)容的銜接。該平臺可從工程建設(shè)的規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維方面提供一套完整的教學(xué)方案，讓學(xué)生全面了解工程建設(shè)的全過程;平臺可以實現(xiàn)規(guī)劃、設(shè)計、施工、運維各個階段成果相互轉(zhuǎn)換，讓每個階段聯(lián)通，通過這樣的形式讓學(xué)生形成相對完整的知識框架，避免出現(xiàn)知識斷層現(xiàn)象。每個階段生成的數(shù)字模型與成果，都可上傳到服務(wù)平臺上，形成個人數(shù)據(jù)庫，并實現(xiàn)與教材內(nèi)容對應(yīng)，學(xué)生在學(xué)習過程中結(jié)合自己所建的模型、擬定的方式方法、具體的操作步驟，加深了印象;還可通過編輯器導(dǎo)出相應(yīng)成果（如：模型、構(gòu)件、工藝等），導(dǎo)出成果可對接VR、3D 打印等設(shè)備，學(xué)生可以通過該方式對自己繪制的模型進行VR漫游體驗，并通過3D打印機將自己所建立的模型在現(xiàn)實中呈現(xiàn)出來，真正意義上達到了虛擬與現(xiàn)實互相交融。在每個學(xué)習階段都配備有物聯(lián)網(wǎng)編輯器，學(xué)生可以根據(jù)自己的愛好對其進行簡單的編程與邏輯搭接，就像搭積木一樣簡單易操作，無需掌握太多編程基礎(chǔ)知識，就可以完成此類操作。嵌入數(shù)字孿生技術(shù)的建設(shè)項目智能管理數(shù)字化平臺框架圖如圖4所示。

3.硬件層面：物理對象（即建筑虛擬仿真實訓(xùn)實習二合一訓(xùn)練基地）

建筑虛擬仿真實訓(xùn)實習二合一訓(xùn)練基地（以下簡稱訓(xùn)練基地）是集裝配式建筑智慧學(xué)習工場演示區(qū)、裝配式構(gòu)件智能建造工法演義區(qū)、裝配式施工員培訓(xùn)工藝演習區(qū)等六大區(qū)域模塊為一體的綜合性實習、實訓(xùn)二合一訓(xùn)練基地，作為教學(xué)內(nèi)容的重要實踐場所，該訓(xùn)練基地的作用是將教學(xué)過程中提到的工藝、工法等相關(guān)內(nèi)容在現(xiàn)實中進行實際操作模擬，學(xué)生可以體驗課堂中所提到的預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程、預(yù)制構(gòu)件運輸過程，親自參與預(yù)制構(gòu)件的安裝，讓教學(xué)形式更加立體多樣，從而更好地培養(yǎng)學(xué)生的實際工作能力。該訓(xùn)練基地各個模塊的功能分別為以下6個部分。（1）區(qū)域模塊一：裝配式建筑智慧學(xué)習工場演示區(qū)，其中，包括裝配式建筑政策宣傳區(qū)、裝配式建筑節(jié)點與構(gòu)造展示區(qū)、預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)區(qū)、裝配式施工展示區(qū)等，可滿足40～50名學(xué)生在此區(qū)域內(nèi)開展裝配式建筑相關(guān)課程的教學(xué)需求;（2）區(qū)域模塊二：裝配式構(gòu)件智能建造工法演義區(qū)，通過建造一座實體工法樓和實體的生產(chǎn)模臺，讓學(xué)生體驗裝配式建筑中相關(guān)工法的實施過程和構(gòu)件的生產(chǎn)過程，工法樓和生產(chǎn)模具都配有特定二維碼，通過移動終端掃描知識點，可在服務(wù)平臺中展示相關(guān)信息化知識，并可通過VR、AR等設(shè)備進行沉浸式體驗;（3）區(qū)域模塊三：裝配式施工員培訓(xùn)工藝演習區(qū)，在演習區(qū)中通過定制相關(guān)的輕質(zhì)構(gòu)件或?qū)嵱?xùn)道具，開展裝配式構(gòu)件吊裝、套筒灌漿、接縫施膠等實訓(xùn)內(nèi)容;（4）區(qū)域模塊四：物聯(lián)網(wǎng)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)設(shè)備模擬仿真區(qū)，其功能為無線傳輸、lora技術(shù)、智能傳感器的使用與實操;（5）區(qū)域模塊五：數(shù)字孿生與智慧管理平臺類模擬仿真區(qū)，其功能為數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用、GIS技術(shù)應(yīng)用、管理駕駛艙、綜合管理平臺等;（6）區(qū)域模塊六：智能監(jiān)測與運輸設(shè)備模擬仿真區(qū)，其功能為健康監(jiān)測系統(tǒng)體驗、智慧化運輸體驗、智慧化管理體驗等。該訓(xùn)練基地的實習、實訓(xùn)內(nèi)容與課堂教學(xué)內(nèi)容一一對應(yīng)，并通過結(jié)合全媒體教材服務(wù)體系、虛擬仿真模型等方法對其進行迭代、交互和優(yōu)化，使得教學(xué)形式呈現(xiàn)出空間化;在掌握相關(guān)理論知識的同時，可以對教材上的內(nèi)容進行實際體驗操作，二者同步進行，最終形成個人的成果數(shù)據(jù)庫，讓學(xué)生獲得一種成就感，使人才培養(yǎng)更加科學(xué)、完善。裝配式建筑虛擬仿真實訓(xùn)實習二合一訓(xùn)練基地框架如圖5所示。

四、教學(xué)成效

采用數(shù)字化教學(xué)，可以最大限度地引導(dǎo)學(xué)生主動學(xué)習和實踐，調(diào)動學(xué)生悟道、問道、尋道的積極性，形成學(xué)生主動求是、求真、求業(yè)的價值觀思想，在這一教育過程中可以提升學(xué)生的思考和積極性，使學(xué)生更多地參與到課程教學(xué)中。教師與學(xué)生充分利用人工智能、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實等技術(shù)手段和方法，建立交流學(xué)習的平臺，將學(xué)術(shù)討論貫穿于整個教學(xué)過程，為廣大師生共同探討、互動營造了積極的學(xué)術(shù)氛圍，學(xué)生的主動性、參與性也得以提高。教學(xué)模式從以教師為主體的課堂學(xué)習改革轉(zhuǎn)化為以學(xué)生為主體的整體性綜合運用學(xué)習。此外，在現(xiàn)代教學(xué)手段和方法的幫助下，教師個性化教學(xué)方法也成為可能，通過開展必要的課程設(shè)計和綜合實踐指導(dǎo)，使學(xué)生的創(chuàng)新能力、實際操作能力得到提高。

注重鼓勵學(xué)生結(jié)合工程項目的啟發(fā)式創(chuàng)新，鼓勵學(xué)生參加各類全國技術(shù)創(chuàng)新大賽，從2019年至今，我校學(xué)生參加優(yōu)路杯全國BIM技術(shù)大賽獲得過金獎;參加第八屆龍圖杯全國BIM大賽獲得過團體一等獎;參加物聯(lián)杯IoT+BIM設(shè)計運維大賽獲得過一等獎等，共計獲得各類國家級大學(xué)生比賽獎項10余項。

在智能建造科研成果方面，學(xué)校開發(fā)了BIM模型管理系統(tǒng)和評論展示系統(tǒng)，在深化設(shè)計、虛擬裝配及三維交底等方面進行了深度應(yīng)用，實現(xiàn)了微觀、中觀和宏觀的多元層次化管理。創(chuàng)建了B/S架構(gòu)的遠程可視化平臺及云端服務(wù)平臺，滿足了建筑工程信息化和智能化管理的要求。研究成果達到了國際先進水平，成功應(yīng)用到北京新機場、FAST、冬奧體育場館等項目，獲得了北京市科技獎二等獎、華夏建設(shè)科技獎二等獎。

在工程實際應(yīng)用方面，學(xué)校承擔了北京大興機場、北京市政服務(wù)中心、 500米FAST射電望遠鏡、哈爾濱火車站房、冬奧會冰上項目訓(xùn)練館、京杭運河樞紐港擴容提升工程、西安350米國瑞·西安金融中心超高層等百余項大型工程項目的智能建造及BIM技術(shù)咨詢。目前正在為北京副中心交通樞紐、冬奧會雪車雪橇項目、亞運會水上運動中心、雄安大型安置房、深圳地鐵16號線5-7工區(qū)、西安浐灞生態(tài)區(qū)灞河隧道項目等工程的智能建造、BIM及智慧工地建設(shè)咨詢服務(wù)。

五、結(jié)語

智能建造專業(yè)是以土木工程專業(yè)為基礎(chǔ)，融合多個學(xué)科內(nèi)容發(fā)展而成的新興復(fù)合型工科專業(yè)，智能建造專業(yè)的設(shè)立為建筑產(chǎn)業(yè)的改革發(fā)展和傳統(tǒng)土木學(xué)科的轉(zhuǎn)型升級提供了技術(shù)和人才支撐。基于智能建造教學(xué)平臺，開展智能建造專業(yè)數(shù)字化建設(shè)，搭建虛擬操作、數(shù)字化全媒體方式、仿真模擬的一體化教學(xué)體系，既創(chuàng)新教學(xué)方式、豐富教育資源，又解決專業(yè)人才培養(yǎng)的模式老化問題，真正將智能建造人才培養(yǎng)目標落到實處。實踐證明，新型教學(xué)模式效果顯著，培養(yǎng)了一批智能建造專業(yè)創(chuàng)新型人才，為國家和京津冀區(qū)域經(jīng)濟社會發(fā)展提供有力的人才支撐。

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Abstract： To promote the reform， development， and upgrade of the construction industry， it is necessary to vigorously promote emerging engineering education and cultivate innovative talents. Beijing University of Technology took the lead in carrying out the research and practice of the construction of the intelligent construction major， and proposed a comprehensive digital teaching model based on a new teaching platform. The school has determined the talent training goal of the intelligent construction major， and has explored the construction of curriculum clusters to create a cluster curriculum system for the intelligent construction major. Relying on the school’s subject advantages and scientific research strength， based on the learning process， with “oriented to complete tasks” as the core of teaching， a new teaching platform has been prepared. Relying on the new teaching platform， the teaching mode has been reformed from the technical level， the software level and the hardware level to improve the quality of teaching. At the same time， the students’ knowledge structure has been improved， their logical thinking ability has been improved， and it has provided support for cultivating innovative professional and technical talents.

Key words： emerging engineering education; intelligent construction; digital teaching; new teaching mode

（責任編輯 胡 玥）