[摘 要]智能建造專業(yè)是面向國家戰(zhàn)略需求和建筑業(yè)轉型升級而設置的一個新興專業(yè)。畢業(yè)設計是智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)過程中一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)。文章從智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的要求出發(fā),分析了目前智能建造專業(yè)畢業(yè)設計面臨的主要問題,結合北京建筑大學智能建造專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)經(jīng)驗,對畢業(yè)設計的選題進行了詳細的分析,提出了提升智能建造專業(yè)畢業(yè)設計質量的建議,以期為其他高校的相關專業(yè)人才培養(yǎng)提供借鑒。
[關鍵詞]智能建造專業(yè);畢業(yè)設計;選題;實踐教學
[中圖分類號]G642.0 [文獻標識碼]A [文章編號]2095-3437(2025)04-0144-05
建筑業(yè)是我國國民經(jīng)濟的重要產(chǎn)業(yè)之一,但是其工業(yè)化和信息化水平都比較低[1],隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、信息技術等新興技術的快速發(fā)展,建筑業(yè)面臨著轉型升級的巨大壓力。為了促進建筑行業(yè)的轉型升級,國家頒布了一系列的政策,例如在2012年將建筑智能化列為中國高新技術發(fā)展的重點方向之一,在2020年又發(fā)布了《關于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導意見》,旨在推動智能建造在建筑行業(yè)各個環(huán)節(jié)中的應用。建筑行業(yè)的轉型升級需要大量的新型技術人才,而我國智能建造技術人才和管理人才的缺口大于100萬人/年[2]。智能建造專業(yè)正是在這種背景下為響應國家戰(zhàn)略需求而設置的,為適應建筑業(yè)工業(yè)化、信息化、數(shù)字化和智能化培養(yǎng)專業(yè)人才。2018年,教育部批準同濟大學設立智能建造專業(yè),同濟大學成為我國第一所設置智能建造專業(yè)的大學,到2024年,全國已有152所大學和院校設置了智能建造專業(yè)[3]。智能建造專業(yè)的設置,有助于推動建筑業(yè)從勞動密集型向技術密集型轉變,提高工程質量、效率和安全性,同時推動綠色建筑發(fā)展和可持續(xù)發(fā)展。
由于智能建造專業(yè)設置時間相對較短,各個學校的師資力量和培養(yǎng)目標都有所不同,在培養(yǎng)方案和課程體系上也有很大區(qū)別。薛維培等[4]結合安徽理工大學的經(jīng)驗,提出了適用于智能建造專業(yè)實踐創(chuàng)新型復合人才的培養(yǎng)模式。王寧等[5]探索了專門針對智能建造專業(yè)學生的校企合作機制和培養(yǎng)模式。劉世平等[6]結合工程認證的要求對智能建造專業(yè)的實踐性教學方案進行了研究,并提出了一些構想。趙興祥等[7]提出了基于核心素養(yǎng)的智能建造專業(yè)培養(yǎng)方案和對應的教學改革方案。鐘靈芳等[8]分析了智能建造專業(yè)建設過程中存在的問題,提出了新工科視域下對應的教學改革模式。郭彩霞等[9]和劉占省等[10]結合北京工業(yè)大學智能建造專業(yè)本科生的培養(yǎng)目標,提出了面向“一流專業(yè)”建設的智能建造課程體系。廖維張等[11]分別從技術層面、軟件層面和硬件層面探討了新型智能建造技術專業(yè)人才培養(yǎng)方案。郭雪源等[12]結合華北理工大學智能建造專業(yè)的開設情況,探討了智能建造方向課程體系的建設。王興沖[13]分析了智能建造工程專業(yè)課證融通體系面臨的問題,并給出了建設方案。孫慶巍等[14]分析了智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)目標和畢業(yè)要求的內(nèi)涵,并提出了完整的課程體系建議。竇玉丹等[15]探索了智能建造專業(yè)課程體系建設的途徑和措施。鄔躍等[16]分析了目前智能建造技術技能人才培養(yǎng)面臨的困境,探討了智能建造技術技能人才培養(yǎng)的優(yōu)化路徑。毛超等[17]和滿軻等[18]分別介紹了重慶大學和北方工業(yè)大學對智能建造專業(yè)教育方面的改革和實踐。
國內(nèi)各個高校都建立了適合本學校的課程體系,但是智能建造是一個新興的專業(yè),很多高校在培養(yǎng)該專業(yè)畢業(yè)生方面經(jīng)驗還比較欠缺,對實踐環(huán)節(jié)中最重要的畢業(yè)設計環(huán)節(jié)方面的教學研究還非常有限。本文結合北京建筑大學智能建造專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)經(jīng)驗,基于畢業(yè)設計選題分析,對如何提升智能建造專業(yè)畢業(yè)設計質量進行探討,以期為其他高校提供借鑒。
一、畢業(yè)設計要求及存在的問題
本科生的畢業(yè)設計(或畢業(yè)論文)是高等教育中一個重要的環(huán)節(jié),它具有多方面的作用:(1)促進知識綜合運用。畢業(yè)設計讓學生將四年來所學的理論知識與實踐技能綜合起來,解決一個具體的問題,從而促進學生對專業(yè)知識的理解和應用。(2)提升獨立工作能力。畢業(yè)設計要求學生獨立完成一個項目,這有助于提升學生的自主學習能力和獨立解決問題能力。(3)評估與反饋。畢業(yè)設計是教師評估學生學業(yè)成績的重要方式,同時也是學生自我評估和獲取反饋的機會。(4)滿足畢業(yè)要求。在高校里,完成畢業(yè)設計(或畢業(yè)論文)并通過答辯是獲得學位的必要條件。
(一)智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的要求
根據(jù)《工程教育認證標準》(T/CEEAA 001—2022)的要求,智能建造專業(yè)的畢業(yè)要求按12個指標進行設置,每個指標下設對應的二級指標,其中涉及畢業(yè)設計(論文)的知識領域詳見表1。
相較于土木工程專業(yè),智能建造專業(yè)更加突出智能化技術和智慧化解決問題的能力,注重解決智慧建造問題,增加人工智能、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、移動互聯(lián)網(wǎng)、BIM(建筑信息模型)、虛擬現(xiàn)實、3D打印、機器視覺、機器人等高新技術在建筑領域應用的選題。
(二)智能建造專業(yè)畢業(yè)設計面臨的主要問題
畢業(yè)設計是大學實踐教學中難度最大的一個環(huán)節(jié),智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計往往會遇到以下主要問題[19-20]。
1.選題覆蓋面小
智能建造涉及多個學科領域,如土木工程、機械設計、信息技術等,在畢業(yè)設計中需要整合這些跨學科的知識。而實際的畢業(yè)設計選題覆蓋面往往很小,很難有效覆蓋工程建設中的智慧設計、智能施工、3D打印、裝配式施工、數(shù)字化檢測、智慧工地、全過程運維等所有的技術領域,往往只能重視某些領域的知識點,而忽視整個智能建造領域內(nèi)知識點的拓展與融合。
2.成果形式要求單一
傳統(tǒng)土木工程專業(yè)的畢業(yè)設計成果一般是計算書和圖紙,并且對計算書的字數(shù)和圖紙的數(shù)量有一定的要求。智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計如果受制于這些傳統(tǒng)形式的要求,則很難體現(xiàn)智能建造專業(yè)創(chuàng)新性的特點。例如,智能施工機器人的選題涉及自動化編程和圖像識別技術,其主要的工作量和難度都在編程上,計算書和圖紙的成果就非常少。
3.難度和進度難以把控
智能建造專業(yè)作為一門新興的本科專業(yè),要求畢業(yè)生能熟練掌握多學科知識,實現(xiàn)土木工程的數(shù)字化、網(wǎng)絡化和智能化轉變,其畢業(yè)設計的難度比傳統(tǒng)土木工程專業(yè)的畢業(yè)設計更大。高等院校的畢業(yè)設計時間往往只有16周左右,考慮到畢業(yè)生學習能力和實際掌握知識能力的差異性,畢業(yè)設計的進度往往也很難把控。
4.硬件和軟件資源有限
高質量的畢業(yè)設計需要有經(jīng)驗的教師的指導,以及豐富的軟件資源和平臺。大多數(shù)智能建造專業(yè)的指導教師都是從事傳統(tǒng)土木工程專業(yè)領域的研究,對于智慧設計、智能施工、3D打印、裝配式施工、數(shù)字化檢測、智慧工地等技術領域的研究相對有限,指導智能建造專業(yè)畢業(yè)生的經(jīng)驗也非常有限,導致缺乏足夠的專業(yè)指導教師資源。另外,目前數(shù)字化工程軟件和設備的種類繁多、版本更新快、價格昂貴,例如Revit、BIMBase、廣聯(lián)達系列軟件、3D打印設備等,經(jīng)費不是很寬裕的高校難以購買相關軟件或設備,導致智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計難以開展相關領域的選題研究。
二、畢業(yè)設計選題分析
北京建筑大學是一所北京市屬高校,主要以培養(yǎng)建設領域內(nèi)的卓越人才和社會棟梁為人才培養(yǎng)目標。作為全國第二批獲批設置智能建造專業(yè)的大學之一,北京建筑大學從2019年開始招收智能建造專業(yè)的本科生,到2024年8月,已經(jīng)培養(yǎng)了兩屆智能建造專業(yè)的畢業(yè)生。學校的智能建造專業(yè)依托國家級特色專業(yè)、國家級一流專業(yè)——土木工程專業(yè),以土木工程、計算機科學與技術、機械工程、測繪工程等學科理論為基礎,以土木工程領域新興技術及其應用能力為核心,培養(yǎng)學生土木工程設計協(xié)同化、大型結構建造智能化、工程建設管理智慧化等智能建造工程師的卓越素質和技能,使學生成為具備持續(xù)學習力、創(chuàng)新意識、組織管理能力與國際視野的復合型高級工程技術人才。
(一)畢業(yè)設計選題
北京建筑大學2019級和2020級智能建造專業(yè)分別招收1個班學生,畢業(yè)設計切實執(zhí)行一人一題的要求。北京建筑大學智能建造專業(yè)2019級和2020級畢業(yè)設計選題類型統(tǒng)計結果如圖1所示。
由圖1可以看出,北京建筑大學智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計以實際工程的設計內(nèi)容為主,2019級和2020級設計類型的比例分別占到了88%和77%,而研究類型的比例相對較小。分析其原因,首先是受學校人才培養(yǎng)目標的影響,北京建筑大學以培養(yǎng)應用型人才為主,所以設計類論文占比較大,而以培養(yǎng)研究型人才為主的北京工業(yè)大學,2020級智能建造專業(yè)研究類型的論文選題比例達到了90%;其次是受指導教師師資的限制,目前北京建筑大學智能建造專業(yè)只有10位指導教師指導畢業(yè)設計,數(shù)量非常有限。
(二)選題方向
北京建筑大學智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的選題方向如圖2所示。
由圖2可以看出,北京建筑大學智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的選題方向以智慧設計、裝配式施工和智慧工地為主,數(shù)字化檢測、智能施工和3D打印方向的比例相對較小,而智能建造設備和全生命周期運維管理方向的畢業(yè)設計選題還未開設,需要進一步拓展。
(三)畢業(yè)設計成果
經(jīng)過指導教師和畢業(yè)生的通力配合,以及校外企業(yè)和校外指導教師的幫助,北京建筑大學智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計取得了一定成果:2020級的畢業(yè)生中,8人的論文獲評土木與交通工程學院優(yōu)秀論文,3人的論文獲評北京建筑大學優(yōu)秀畢業(yè)論文。部分優(yōu)秀畢業(yè)設計成果見圖3。
北京建筑大學智能建造專業(yè)2019級的畢業(yè)生中,大約有33%的學生繼續(xù)讀研或出國留學,有40%左右的畢業(yè)生進入施工企業(yè)工作,7%左右的畢業(yè)生進入政府部門工作,5%左右的畢業(yè)生進入設計院工作,剩余15%左右的畢業(yè)生進入建筑相關企業(yè)工作。畢業(yè)生的知識水平和畢業(yè)設計成果獲得了用人單位的一致認可,初步達到了既定的人才培養(yǎng)目標。
三、提升智能建造專業(yè)畢業(yè)設計質量的建議
針對智能建造專業(yè)畢業(yè)設計選題存在的主要問題,結合北京建筑大學和其他高校指導智能建造專業(yè)畢業(yè)生的經(jīng)驗,建議采取以下措施來提升智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的質量。
(一)畢業(yè)設計的選題要結合學校人才培養(yǎng)的定位
智能建造雖然涉及的學科面廣,但是畢業(yè)設計的選題很難覆蓋所有的領域,各個學校應結合自身的優(yōu)勢和特色,引導學生開展某些領域的選題研究,然后逐步拓展。
(二)畢業(yè)設計的成果形式一定要多樣化
智能建造專業(yè)的畢業(yè)設計不要拘泥于字數(shù)和圖紙的要求,要更加多樣化,重點考核成果的質量。
(三)鼓勵跨學院和跨學科聯(lián)合指導
智能建造是一個跨學科的專業(yè),僅僅靠一個學院或者一個學科的師資很難完全覆蓋,畢業(yè)設計應該聚集全校的優(yōu)質資源來開展。為了解決指導教師工作量考核的后顧之憂,學校的相關職能部門應該出臺一些激勵機制和獎勵政策。
(四)落實智能建造專業(yè)本科生導師制
本科生導師不僅要監(jiān)督和管理本科生平時的生活和學習,更應該讓本科生提前進入研究團隊,儲備畢業(yè)設計所需要的知識,以便其在大四能順利地開展畢業(yè)設計。
(五)積極開展多維度的校企聯(lián)合培養(yǎng)
多維度的含義包括企業(yè)專家深度參與人才培養(yǎng)方案的修訂、智能建造相關課程的授課、智能建造實訓、畢業(yè)設計聯(lián)合指導以及校企軟硬件的資源共享等多方面的內(nèi)容。多維度的校企聯(lián)合培養(yǎng)模式,既可以使本科生的畢業(yè)設計內(nèi)容更接地氣,又可以解決部分學校軟件資源有限的問題。
四、結語
智能建造專業(yè)是面向國家戰(zhàn)略需求和建筑業(yè)轉型升級而設置的一個新興專業(yè)。畢業(yè)設計是智能建造專業(yè)人才培養(yǎng)過程中一個非常重要的實踐環(huán)節(jié)。本文針對目前智能建造專業(yè)畢業(yè)設計面臨的主要問題,結合北京建筑大學智能建造專業(yè)畢業(yè)生培養(yǎng)經(jīng)驗,對智能建造專業(yè)畢業(yè)設計的選題進行分析,建議采取結合學校人才培養(yǎng)的定位、成果形式多樣化、鼓勵跨學院和跨學科聯(lián)合指導、落實本科生導師制、積極開展多維度的校企聯(lián)合培養(yǎng)等方式來提升畢業(yè)設計質量,為其他高校智能建造專業(yè)的人才培養(yǎng)提供借鑒。
[ 參 考 文 獻 ]
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[責任編輯:周侯辰]