面向装配式建筑技术的土木工程专业改革与实践

刘运林，丁克伟，马 巍，陈 东，朱士涛

(安徽建筑大学 土木工程学院，安徽 合肥 230601)

经济、社会的快速发展对传统土木工程专业人才培养提出了挑战，需要高校能够与时俱进，培养出能够培养掌握新技术，具有较强的实践能力和创新能力的高素质“新工科”人才。具体到建筑业中，随着我国人口红利的淡出及经济的快速增长，建筑业急需转型升级，当前，新型装配式建筑(我国20世纪80年代推广过装配式建筑，由于技术、经济等方面原因，逐渐被淘汰)、BIM及大数据等技术的出现和应用加速了传统建筑业的转型升级，国务院办公厅于2016年发文指出，“力争用10年左右的时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%”，又于2017年要求“加快推进建筑信息模型(BIM)技术在规划、勘察、设计、施工和运营维护全过程的集成应用”，住房和城乡建设部要求到2020年末，以国有资金投资为主的大中型建筑和申报绿色建筑的公共建筑和绿色生态示范小区新立项项目勘察设计、施工、运营维护中，集成应用BIM的项目比率达到90%。装配式建筑和BIM技术方面的人才需求量巨大[1]，而高校的教育尤其是土木工程专业技术教育方面仍停留在20世纪水平，已严重不适应于科技、社会发展的需求。安徽省是建筑大省，在建筑业的转型升级中起到重要的作用，尤其是合肥市引领着这一场变革。2006年，全国第一个“政府引导型”的国家住宅产业化基地落户于合肥市经济技术开发区，2014年，合肥市成为国家住宅产业现代化综合试点城市；2017年，合肥市和合肥市经开区双双获得国家装配式建筑示范城市殊荣。安徽建筑大学作为以土建类学科专业为特色的地方高校，紧紧结合社会发展的需要，致力于培养适应新经济发展需要的专业人才。

一、装配式建筑条件下高校人才培养所面临的问题

装配式建筑的发展需要强有力的人才支持。安徽建筑大学土木工程专业是创办时期的第一个本科专业，自1958年创办至今，已有近60年历史。2003年为省级教改示范专业，2008年为国家级特色专业建设点，2012年为教育部第二批卓越工程师教育培养计划试点专业。为安徽省乃至全国培养了大量优秀的专业人才。应地方建筑企业的需要，受企业和合肥市经经济技术开发区委托，该校从2006年开始开展装配式结构关键技术的研究，至今取得了丰硕的成果(见表1)。也正是在研究和应用过程中，同时也发现了人才培养的缺失，因而，在研究的同时，该校也积极开展探索土木工程专业的改造升级，着重解决以下四个方面问题：

(一)专业内容(方向)缺失问题

装配式建筑需要对传统的建造方式进行变革，体现在装配式建筑(建造)技术的发展，而已有的土木工程专业对这方面没有介绍，毕业的学生不能够胜任这一工作岗位。

表1 装配式建筑关键技术研究成果(节选)

(二)创新能力培养问题

要想实现装配式建筑，现有的技术必须要进行全面创新，当前建筑企业普遍认为加快技术创新和企业转型升级是重中之重，这就需要高校输出更多的创新型人才[2]。

(三)人才培养“最后一学里”问题

当前普遍存在“企业找不到满意的人才”的问题，尤其是能够掌握装配式建筑相关技术的人才更加缺乏，这就需要校企共同努力，携手合作，打通学校到企业的快速通道。

(四)建筑信息化技术应用问题

实现装配式建筑的一体化设计、信息化建造、信息化管理及智能应用需要有建筑信息化模型(BIM)作为支撑，但是当前能熟练掌握这方面技能的人才还比较匮乏，同时BIM也影响着装配式建筑的发展[3]。

针对上述四个方面问题，在老师、学院和学校共同努力下，经过近5年的研究，相关成果获得了认可(表2所示)，形成了面向装配式建筑的土木工程专业培养新模式(如图1所示)。

表2 相关教研成果

图1 面向装配式建筑的土木工程专业改造升级内容

二、土木工程专业改造升级探索与实践的新模式

(一)以产业需求建专业，构建土木工程专业新结构

为满足传统建筑产业和培养壮大装配式建筑及BIM等新产业、新技术需要，安徽建筑大学成立了“土木工程专业改造升级”领导小组，研究分析了传统土木工程专业人才培养存在不足，将装配式结构新技术所需的本专业理论、知识、能力及素质要求高度融合，将BIM等信息化新技术融入传统土木工程专业，实现智能建筑的新方法及新途径。

土木工程方面的基本理论和方法依旧是装配式建筑所依赖的理论基础，要培养出适用于装配式建筑的人才，脱离传统的土木工程专业课程教育是不可取的，所以，本校土木工程专业开设了新的专业方向——装配式建筑方向，以培养装配式建筑行业急需的专业型人才。具体的专业课程设置见图2。

(二)学生志趣变方法，构建创新人才培养新模式

落实以学生为中心的理念，让学生志趣变方法，通过“创意—创新—创业”，从而激发学生的潜能，同时可以搭建创新创业平台，积极鼓励学生参加“大学生创新创业训练计划”、参与创新创业赛事活动，建设创业孵化基地，推动产学研用紧密结合和科技成果转化应用。积极引导大学生参加创新创业大赛，努力培养大学生的创新、创业意识，造就出符合未来需要的高素质人才[4]。

正是采用了上述的培养模式，近年来，土木工程专业学生在大学生创新创业项目与各类竞赛中表现突出(表3所示)。

图2 装配式建筑方向的专业课程设置

序号获奖时间获奖种类获奖等级授奖部门12017年国际大学生数学建模竞赛一等奖(2项)二等奖(7项)三等奖(9项)美国国家科学基金会等22017年第十一届全国周培源大学生力学竞赛安徽赛区一等奖(9项)二等奖(37项)三等奖(20项)省教育厅安徽省力学协会32014年第八届全国大学生结构设计竞赛一等奖教育部、住房和城乡建设部、中国土木工程学会

续表

(三)适应装配式建筑特点，构建产学研用协同育人新模式

安徽建筑大学作为地方高校，与安徽省、合肥市的社会经济发展关系紧密，为充分利用这一地方资源，装配式建筑工程方向的专业建设以合肥市建筑产业为基础，与当地装配式建筑链上的建筑企业开展了开展广泛合作，形成产学研合作协同育人新模式：

1、采用订单式学生培养模式

为了解决当前毕业生就业难的问题，土木工程学院挑选了一批本专业的学生采用订单式培养。学生在大三或大四时与装配式建筑企业签订定向协议，毕业后可直接到需求单位工作。已连续3年为远大集团、宇辉集团、安徽海龙、宝业集团和安徽建工等企业输送装配式建筑人才。

2、实现全方位的资源共享

安徽建筑大学土木工程学院目前拥有一支以中青年博士为主导的师资队伍，具备较强的研发水平及创新能力。合肥本土的各建筑企业进行科技创新、转型升级所缺乏的正是高学历的专业人才，通过校企合作的良好途径，刚好可以弥补建筑企业在创新转型方面的不足之处。科研教师通过申请与企业合作的横向课题，既能借助企业提供的科研经费缓解经费不足的问题，又能帮企业解决其发展过程中遭遇的技术难题，最终实现企业和高校之间的双赢。

3、定期进行人才互派和交流

当前，土木工程学院与远大集团、宇辉集团、安徽海龙、宝业集团和安徽建工等装配式设计、施工企业建立了良好的校企合作关系，并建立了教学和供学生实习的基地，使得学生能够直接参与设计、施工等生产实践。部分学生先后参与了土木工程学院程桦、张伟林、丁克伟、孙强、沈小璞等教授主持的装配式结构方面科研项目工作，学生在真实的学习生产环境中得到了很好的锻炼与升华，综合知识及创新能力得到了显著提高，有效地提升了育人质量。

(四)以BIM三维模型为载体，创新毕业设计新模式

装配式建筑重要的内容就是建筑全生命周期的信息化，土木工程学院准确把握科技发展趋势，于2010年开展了BIM技术方面的研究，2012年成立了“BIM技术研究及应用研究所”、2014年被中国建设教育协会授予了“BIM应用技能教学示范基地”，是中国建设教育协会BIM专委会会员单位、全国建筑信息化教育论坛理事会成员单位、中国建筑学会建筑施工分会BIM应用专业委员会会员单位。

土木工程学院挑选部分同学做基于BIM的毕业设计。在学生做毕业设计同时，指导老师积极引导带领学生参加各类学术科技竞赛，通过组织和参与各类大赛，指导老师与参赛学生能更加深入地了解和体验BIM 系列软件建模技术的精髓，从而可以更好地在高等院校教学与实践中推广BIM 这一前沿的信息化技术，同时也可以促进各高等院校之间专业的相互交流[1]。至今本校土木工程学院师生已成功参赛四届，并取得了优异的成绩，多次获得一、二、三等奖项(如图3、表4)。

图3 BIM相关竞赛获奖证书(节选)

序号获奖时间获奖种类获奖等级授奖部门12017年全国高等院校BIM应用技能比赛一等奖(3人)团体全能三等奖中国建筑教育协会22017年首届安徽省建筑信息模型(BIM)技术应用大赛二等奖安徽省工程勘察设计协会32017年第三届全国高校毕业设计作品大赛二等奖优秀指导老师奖中国建筑学会施工管理分会42016年第七届BIM施工管理沙盘及软件应用大赛总决赛一等奖中国建设教育协会52016年第九届BIM算量大赛总决赛三等奖(2项)中国建设教育协会62016年第二届全国高校毕业设计作品大赛二等奖(5项)优秀指导老师奖3人最佳组织奖中国建筑学会施工管理分会

三、应用情况

教改不能停留在设想和构思阶段上，关键在于实践。在相关企业、土木工程学院和教务处的大力支持下，已在土木工程专业2016、2017届部分学生培养进行试点：

1) 在现有的土木工程专业课程中加入装配式建筑和BIM新技术，形成多课程的联合教学。其结果是学生学习积极性增加，教学质量得到明显提高。

2) 学生通过在各装配式项目的深入实习，对所学的装配式建筑有了感性认识，了解装配式建筑的主要特点以及与传统建筑的异同，对将来自己所从事的专业有一定的了解。把专业知识与实践联系起来，启发同学们掌握识读施工图的方法、设计的基本方法和基本的业内处理知识。

3) 在安徽省级建筑结构与地下工程实验室,通过参与装配式结构的抗震性能试验研究，让学生对装配式结构的关键技术有了深刻和充分的认识，从而使教学更加贴切行业和社会，使得学生解决实际问题的能力明显提高，为以后成为业内的优秀人才打下了坚实的基础。

4) 启动并实践产学研用合作双赢平台，广泛获得合作企业的认可，这是产学研用合作可持续发展的模式之一。多家单位先后与安徽建筑大学签订了联合培养协议，为学生提供更为广泛的实践培养平台，并圆满地完成了两届学生的培养。

四、结语

为适应新经济发展的需要，结合装配式建筑发展对土木工程专业的需求，安徽建筑大学抓住新技术创新和新产业发展的机遇，在科研积累的基础上，结合地域优势，对土木工程专业学生培养模式进行了改造升级，构建了新时期工程人才培养的新模式，既满足企业需求，又具有地方高校特色，具有科学性、先进性、前瞻性和可行性，在人才培养、产学合作、能力多元化等方面做出了积极探索，在新一轮工程教育改革中排在前列，安徽建筑大学申报的“基于装配式建筑技术土木工程专业改造升级探索与实践”项目被教育部认定为国家级新工科研究与实践项目。安徽建筑大学将以当前专业改造升级探索的成果为基础，进一步深入研究，推进土木工程专业的全面改革，以适应时代对土木工程专业人才培养的需求。

参考文献：

[1]丁克伟，夏珊，陈东，等.基于BIM技术平台的土木工程专业生产实习改革探讨[J].高等建筑教育，2015，24(6)：133-136.

[2]何余良，吴旭东，高越青，等.建筑现代化背景下地方高校土木工程专业建设——以绍兴文理学院为例[J].绍兴文理学院学报，2016，36(11)：9-13.

[3]崔建华，夏珊，丁克伟，等.将BIM技术应用于土木工程专业实践教学的探索[J].安徽建筑，2015，22(3)：45-46.

[4]刘安中，张速.基于全国周培源大学生力学竞赛创新思维培养能力的实践[J].淮北师范大学学报(自然科学版)，2013，34(2)：71-73.