【關(guān)鍵詞】生成式人工智能；建筑工程技術(shù)；教學(xué)場景；機遇；挑戰(zhàn)

引言

生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence），是指基于算法、模型、規(guī)則生成文本、圖片、聲音、視頻、代碼等內(nèi)容的技術(shù)[1]。生成式人工智能可依據(jù)開放式人工智能框架對海量開放式數(shù)據(jù)庫進行學(xué)習(xí)推理，面對知識問答不僅能生成流暢的問答語言，還能夠根據(jù)給定的上下文進行理解和推斷，從而與人類進行高效的知識交互[2]。2022年以來，生成式人工智能模型不斷涌現(xiàn)，生成內(nèi)容模態(tài)多樣，引起社會廣泛的關(guān)注和討論。生成式人工智能的應(yīng)用一經(jīng)發(fā)布迅速在全世界范圍內(nèi)掀起一輪人工智能的浪潮，在諸多行業(yè)中引起爆炸性的反應(yīng)[3]。ChatGPT是目前生成式人工智能領(lǐng)域的代表之一，ChatGPT則是以GPT（Generative PretrainingTransformer）為基礎(chǔ)并進行了優(yōu)化的聊天機器人模型，目前已發(fā)展至GPT-5（第五代GPT模型），除了文本、圖片等傳統(tǒng)語料資源，據(jù)稱GPT-5已經(jīng)學(xué)習(xí)完人類網(wǎng)絡(luò)中的所有視頻（約2000PB容量規(guī)模），并可以根據(jù)需求檢索到任意視頻的、任意時刻的視頻內(nèi)容、知識、聲光信息等。國內(nèi)人工智能領(lǐng)軍企業(yè)也發(fā)布了多款生成式人工智能的框架與服務(wù)，如百度“文心一言”、華為“盤古”、商湯科技“商量”、阿里“通義千問”等諸多開放式人工智能大模型[4-5]。

得益于強大的學(xué)習(xí)與推理能力，人工智能在促進自然語言處理、人機交互、知識服務(wù)、協(xié)作創(chuàng)新等領(lǐng)域的應(yīng)用方面，具有強大的推動作用。在高等職業(yè)教育領(lǐng)域，生成式人工智能可極大的促進學(xué)生和教師之間交流、提升教育多元化場景的知識交互服務(wù)效率，使教學(xué)方式、教學(xué)管理、課程設(shè)置、學(xué)習(xí)方式等多元化教學(xué)場景產(chǎn)生極大的改變，例如在線輔導(dǎo)、測評系統(tǒng)、學(xué)習(xí)助手等功能，但同時也帶來了一些挑戰(zhàn)和問題[6]。

一、建筑工程技術(shù)專業(yè)特點及面臨的挑戰(zhàn)

建筑工程技術(shù)專業(yè)是集設(shè)計、施工與工程管理為一體的具有很強實踐性的工程學(xué)科，旨在培養(yǎng)建筑工程技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的各種高級技術(shù)與管理人才。建筑工程技術(shù)專業(yè)實踐性較強。學(xué)生在校期間將接受大量的實踐教學(xué)，包括實地勘察、設(shè)計實踐、施工實習(xí)等。通過實踐訓(xùn)練，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的理論知識，提高解決實際問題的能力。建筑工程技術(shù)專業(yè)涉及多個學(xué)科，如建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工技術(shù)、巖土工程、材料科學(xué)等。學(xué)生需要全面了解建筑工程領(lǐng)域的相關(guān)知識，并具備跨學(xué)科的綜合能力。

目前，建筑工程技術(shù)專業(yè)教育面臨以下四個方面的挑戰(zhàn)：一是技術(shù)更新?lián)Q代，科技的快速發(fā)展促進了施工工藝、工具的不斷更新?lián)Q代，市場對專業(yè)人才的需求也在不斷發(fā)生變化。二是實踐教學(xué)的復(fù)雜性，建筑工程技術(shù)專業(yè)需要與實際工程項目結(jié)合，使學(xué)生能夠接觸和解決真實的建筑工程問題。學(xué)校要與企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，提供學(xué)生實習(xí)和參與工程項目的機會，以培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。三是師資隊伍培養(yǎng)。學(xué)校應(yīng)加強師資隊伍建設(shè)，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平。同時，加強質(zhì)量評估和監(jiān)控，及時調(diào)整教學(xué)計劃和教學(xué)方法。四是持續(xù)學(xué)習(xí)能力，建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的知識和技術(shù)在不斷發(fā)展，教師及學(xué)生需要具備持續(xù)學(xué)習(xí)的能力，以適應(yīng)行業(yè)的變化和發(fā)展。注重培養(yǎng)教師及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力，以及適應(yīng)未來行業(yè)發(fā)展的能力。

二、生成式人工智能在建筑工程技術(shù)教育中的機遇

生成式人工智能是指通過學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)的模式和特征，以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，使計算機能夠生成具有創(chuàng)造性和獨特性的內(nèi)容[7]。目前生成式人工智能在文本生成、圖像生成轉(zhuǎn)換、圖像修復(fù)、音頻模擬、藝術(shù)創(chuàng)作等方面取得了重要進展[8-9]。這也為生成式人工智能在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中應(yīng)用提供了機遇，主要體現(xiàn)在以下三個方面：

（一）提供豐富的設(shè)計創(chuàng)意和解決方案

在設(shè)計過程中，生成式人工智能可以通過學(xué)習(xí)大量的建筑設(shè)計規(guī)范及數(shù)據(jù)，生成多種設(shè)計方案。通過對設(shè)計空間的探索和優(yōu)化算法的應(yīng)用，生成具有創(chuàng)意和多樣性的設(shè)計方案。這為教師及學(xué)生提供了更多的設(shè)計靈感和創(chuàng)造性思維的啟發(fā)。生成式人工智能可以優(yōu)化設(shè)計參數(shù)，針對不同的設(shè)計參數(shù)和約束條件，進行快速的優(yōu)化和搜索[10]。學(xué)生可以通過調(diào)整設(shè)計參數(shù)，如建筑形狀、材料性能、能源效率等，觀察和評估不同參數(shù)對設(shè)計方案的影響。除此之外，生成式人工智能可以通過多樣化的輸入和輸出，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，并進行跨領(lǐng)域知識的整合，提供豐富的設(shè)計創(chuàng)意和解決方案。

（二）增強學(xué)生參與度和互動性

生成式人工智能可以提供虛擬仿真環(huán)境，讓學(xué)生參與到虛擬的建筑項目中。學(xué)生可以通過虛擬現(xiàn)實（VR）或增強現(xiàn)實（AR）技術(shù)，親身體驗建筑設(shè)計、施工和管理的過程。這種沉浸式的體驗可以增強學(xué)生的參與感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動力。生成式人工智能還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，提供個性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和反饋。

（三）個性化學(xué)習(xí)體驗和適應(yīng)性教學(xué)

成式人工智能可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平，自動調(diào)整學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容。通過分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和表現(xiàn)，了解學(xué)生的強項和薄弱點，根據(jù)學(xué)生的喜好和學(xué)習(xí)風(fēng)格，推薦適合他們的學(xué)習(xí)資料，并相應(yīng)地調(diào)整學(xué)習(xí)任務(wù)和教學(xué)材料。生成式人工智能可以作為學(xué)生的個性化輔助解答和支持工具。學(xué)生可以向智能系統(tǒng)提出問題，尋求解答和幫助。并且可以與智能系統(tǒng)的互動，自主探索建筑工程技術(shù)的知識和應(yīng)用。根據(jù)學(xué)生提出的問題，生成式人工智能可以提供學(xué)習(xí)任務(wù)、挑戰(zhàn)和問題，鼓勵學(xué)生主動學(xué)習(xí)和獨立思考。這樣的自主學(xué)習(xí)和探索環(huán)境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

三、生成式人工智能在建筑技術(shù)工程教育中的挑戰(zhàn)

在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中，生成式人工智能在虛擬仿真與實踐、個性化學(xué)習(xí)與輔助教學(xué)、智能輔助設(shè)計與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析與決策支持以及跨時空協(xié)同與合作等方面為教育教學(xué)提供便利，但也面臨著一些挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個方面：

（一）數(shù)據(jù)隱私和倫理問題

在生成式人工智能的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)隱私和倫理問題是一個重要的考慮因素。生成式人工智能需要大量的數(shù)據(jù)進行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，這可能涉及收集和存儲學(xué)生的個人信息、學(xué)習(xí)成績、學(xué)習(xí)偏好等敏感信息，確保數(shù)據(jù)的安全性、保密性和合法性是一個重要挑戰(zhàn)，需要遵守相關(guān)的隱私法規(guī)和政策，采取有效的數(shù)據(jù)保護措施。如何保護學(xué)生的個人信息和隱私，如何確保生成的內(nèi)容和模型沒有歧視性或誤導(dǎo)性等，這些問題需要得到充分的關(guān)注和解決，以確保生成式人工智能在建筑工程技術(shù)教育中的應(yīng)用是安全、可靠和負責(zé)任的。

（二）數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性

生成式人工智能的性能和效果取決于所使用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，獲取準確、全面的數(shù)據(jù)也是一項挑戰(zhàn)，特別是對于新興的、復(fù)雜的問題和情景。此外，建立高質(zhì)量的生成模型也需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和復(fù)雜的算法，這可能受限于數(shù)據(jù)獲取和計算資源的限制。需要開發(fā)適用于建筑領(lǐng)域的數(shù)據(jù)集、算法和工具，以及建立較為精確和可靠的模型。同時，該模型應(yīng)該易于操作和使用，能夠與現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境和工具進行無縫集成。

（三）教師角色和教學(xué)方法的變化

生成式人工智能的應(yīng)用需要教師具備相關(guān)的技能和知識，包括理解人工智能技術(shù)的原理和應(yīng)用、掌握生成式人工智能工具的使用方法等。因此，教師應(yīng)積極參加關(guān)于生成式人工智能的培訓(xùn)，不斷提高教學(xué)能力。生成式人工智能的應(yīng)用可能會改變教師的角色和責(zé)任。教師可能需要更多地擔(dān)任指導(dǎo)者和引導(dǎo)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生使用生成式人工智能技術(shù)進行學(xué)習(xí)和探索，提供反饋和指導(dǎo)。生成式人工智能的應(yīng)用可以提供個性化的學(xué)習(xí)體驗，根據(jù)學(xué)生的需求和能力進行定制化的教學(xué)。而教師則需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平，靈活調(diào)整教學(xué)策略和資源，以支持個性化學(xué)習(xí)。

四、生成式人工智能在建筑技術(shù)教育中的未來發(fā)展趨勢

在建筑工程技術(shù)教育教學(xué)中，生成式人工智能有著廣闊的未來發(fā)展趨勢。以下是一些可能的發(fā)展方向：

（一）全壽命周期模擬

生成式人工智能可以幫助建筑項目規(guī)劃和模擬，以優(yōu)化項目的布局、設(shè)計和資源分配。通過模擬建筑項目，可以評估不同設(shè)計和規(guī)劃方案的效果，包括施工進度、成本、資源利用率等。生成式人工智能可以使用歷史項目數(shù)據(jù)和建模技術(shù)，預(yù)測項目的進展和風(fēng)險，并提供決策支持。分析和優(yōu)化建筑能耗，以提高建筑的能源效率和可持續(xù)性。通過收集和分析建筑的能耗數(shù)據(jù)、環(huán)境條件和使用模式，生成式人工智能可以預(yù)測建筑的能源需求，并提供優(yōu)化建議。通過建模和仿真技術(shù)，預(yù)測施工過程中的問題和沖突，并提供優(yōu)化方案，如施工順序調(diào)整、資源分配優(yōu)化、施工路徑規(guī)劃等。通過分析建筑的傳感器數(shù)據(jù)、維護記錄和歷史數(shù)據(jù)，生成式人工智能可以預(yù)測設(shè)備故障和維護需求，并提供優(yōu)化的維護計劃和資源分配。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動的決策支持

生成式人工智能可以結(jié)合大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，為建筑技術(shù)教育提供更好的數(shù)據(jù)決策支持。未來的發(fā)展趨勢可能包括使用生成式人工智能技術(shù)分析和挖掘建筑行業(yè)的大數(shù)據(jù)，幫助教師和學(xué)生做出基于數(shù)據(jù)的決策，并預(yù)測和優(yōu)化建筑項目的結(jié)果。通過分析建筑項目的風(fēng)險和不確定性，制定相應(yīng)的決策和應(yīng)對策略。通過這種方式，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何分析和管理建筑項目中的風(fēng)險，并做出合理的決策。

（三）智能輔助設(shè)計工具

生成式人工智能可以成為建筑設(shè)計工具的智能輔助。

未來的發(fā)展趨勢可能包括使用生成式人工智能技術(shù)幫助設(shè)計師生成和優(yōu)化建筑設(shè)計方案，提供創(chuàng)新和可持續(xù)性的建議，并考慮多個因素如功能、美學(xué)、能源效率等。通過分析能源數(shù)據(jù)，評估建筑能源系統(tǒng)的效率，并提供改進建議，如采用可再生能源、優(yōu)化設(shè)備設(shè)置和使用等。通過模擬建筑施工過程，優(yōu)化施工計劃和資源分配。

生成式人工智能在建筑技術(shù)教育中的未來發(fā)展趨勢將朝著更加智能化、自適應(yīng)化和數(shù)據(jù)驅(qū)動的方向發(fā)展。這將為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗和實踐機會，并為教師提供更多的教學(xué)工具和資源，以推動建筑技術(shù)教育的創(chuàng)新和發(fā)展。

小結(jié)

生成式人工智能在各個領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。本文總結(jié)了建筑工程技術(shù)專業(yè)的特點，分析了建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中面臨的技術(shù)更新?lián)Q代、實踐教學(xué)的復(fù)雜性，師資隊伍培養(yǎng)及持續(xù)學(xué)習(xí)能力四個方面的挑戰(zhàn)。分析生成式人工智能在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中應(yīng)用的機遇和挑戰(zhàn)。生成式人工智能的發(fā)展為建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)了新的機遇，包括提供豐富的設(shè)計創(chuàng)意和解決方案，增強學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的參與度和互動性，提供個性化學(xué)習(xí)體驗和適應(yīng)性教學(xué)等方面。在應(yīng)用生成式人工智能的同時，也要注意數(shù)據(jù)隱私和倫理問題、數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性以及教師角色和教學(xué)方法的改變帶來的挑戰(zhàn)。生成式人工智能在建筑全壽命周期模擬，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策支持及智能輔助設(shè)計方面發(fā)展前景良好，教師要持續(xù)學(xué)習(xí)，提高自己的教育教學(xué)水平。