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面向智慧建造的工程管理人才培养模式构建

来源:用户上传      作者:袁竞峰 李启明 徐照

[摘 要] 在新经济时代背景下,工程管理专业作为多学科交叉、时代特征明显的工科专业,需积极应对新一轮科技发展和国家发展战略要求,培养面向智慧建造与运维的工程创新人才,服务国家工程建设行业的转型升级。探索面向新工科建设的“智慧建造与运维”人才培养模式具有重要意义、创新性和示范性,能够为我国工程建设与运维领域进一步提升竞争力提供人才培养的基础。从面向智慧建造的工程管理“新工科”人才培养模式面临的问题、构建措施,以及构建效果三个方面,对面向智慧建造的工程管理人才培养模式构建展开详细介绍。

[关键词] 工程管理;智慧建造;人才培养模式

[基金项目] 2019年度北京现代中欧软件开发有限公司教育部产学合作协同育人项目“面向房地产经营与管理的工程管理专业学生培养实践条件和实践基地建设项目”(0c79cc05-8367-432f-be4d-2a37d1a0b68f);2019年度东南大学校级课程思政示范课程“工程管理前沿”;2020年度江苏省住建厅工程管理江苏省品牌专业,东南大学

[作者简介] 袁竞峰(1981—),男(回族),江苏扬州人,博士,东南大学土木工程学院教授,系主任,主要从事PPP项目投融资、建筑信息化管理研究;李启明(1963—),男,江苏南京人,博士,东南大学土木工程学院教授,学科带头人,主要从事工程风险预警与管理、房地产经济与管理研究;徐 照(1984—),男,江苏南京人,博士,东南大学土木工程学院副教授,主要从事BIM技术、智慧建造研究。

[中图分类号] G647 [文献标识码] A [文章编号] 1674-9324(2021)28-0185-04 [收稿日期] 2020-11-17

一、引言

工程管理专业是建立在土木工程技术类课程与管理类课程基础上的交叉综合性学科。近年来,随着“新型城镇化”“建筑工业化”等国家重大战略的出台,土木工程建造与管理中的“高性能化、智能化、可持续化”正逐渐取代传统工程管理模式,成为新的转型发展重点[1]。在工程管理专业的未来发展过程中引入信息化、智能化技术,从而实现智能建造,在理论和技术层面均有十分重要的研究价值和意义,这也是工程管理专业未来的发展方向[2,3]。为实现高校人才培养过程中理论知识与实践能力的结合,我国提出“新工科”这一概念,以促进新一轮的工程教育改革。探索和发展新型工科专业体系是“新工科”的基本要求,此外,基于已有土木工程学科的专业知识,开展进一步的知识创新,进而建立更加多元的人才培养体系,培养具有多学科知识体系的复合型工程人才,也是“新工科”建设的重要方向[4]。作为引领行业风向标的先行军,高校应主动开展新一轮工程管理人才培养方案改革,促进“智慧建造”在行业中的实践,实现院校科研与行业实践的互惠发展。本文将从面向智慧建造的工程管理“新工科”人才培养模式面临的问题、人才培养模式构建措施、人才培养模式构建效果三个方面,对面向智慧建造的工程管理人才培养模式构建展开详细介绍。

二、工程管理人才培养模式面临的问题

智慧建造是借助新一代信息技术,如BIM、云計算、大数据挖掘、物联网等,对工程项目全寿命周期过程中相关的“人—机—环”等要素进行动态监测、分析和管理,从而实现工程项目信息化、智能化管理。“智慧建造”正处于起步发展阶段,目前其较少在高校教学中得到应用普及。与智慧建造相关的建筑信息模型(Building Information Modeling, BIM)技术目前在国内也并未广泛开展教学。BIM技术是在二维建模基础上展开的一次新型革命,它可以汇聚工程全生命周期各类信息,如三维几何信息、进度信息、安全信息、成本信息、能耗信息等,从而实现各参与方基于BIM的协同化、一体化管理,提高工程管理的效率。Revit,Bently,广联达三维软件被广泛应用。目前,只有清华大学、华中科技大学、东南大学等几所土木学科重点高校开设了BIM相关课程。另外,包括沈阳建筑大学、山东建筑大学等以建筑类专业而建校的高校也已经以选修课的形式开设了BIM课程。然而,这些高校只是在传统专业课教学过程中的某个环节引入了BIM,例如,鼓励学生在学科竞赛中使用BIM建模等技术手段、毕业设计中要求学生引入BIM相关理念。针对如何将BIM技术应用于工程管理,如何实现多方协同管理,及如何将BIM与现有工程管理结合从而实现智能化管理鲜少涉及。

事实上,少量融入BIM技术的培养体系并不能适应目前智慧建造快速发展的形势。教学与现有培养体系中遇到问题如下:(1)智慧建造是面向智能新工科的重要方向,但其重要性尚未被认识;(2)现阶段高校教师仍缺乏智慧建造相关知识体系的培训,从而使课堂教学仍以传统工程知识体系教学为主,忽视对智慧建造相关知识的教学工作;(3)与智慧建造相关软件仍处于初步探索阶段,致使高校软件教学存在阻碍;(4)智慧建造软件对学校硬件设施要求较高,从而给高校带来较大的经济压力,导致高校推动智慧建造教学积极性不高。为将新一代信息技术融入传统工程学科培养体系中,并促进培养学生理论与实践结合的能力,我国工程教育领域提出了“新工科”概念。“新工科”不仅要求建设并推动新型工科专业发展,同时要求促进传统工程学科的创新性改革,从而建立更加多元化的人才培养模式,培养具有较强实践能力且具有跨学科知识的工程领域人才。因此,在大类学科基础课、专业主干课及跨学科选修课等主要课程中融入“新工科”人才培养理念有重要意义,进而构建面向智慧建造的工程管理专业人才培养模式。

三、工程管理人才培养模式构建措施

(一)创建校企合作的培养平台

具有工程管理专业的高校往往具有土木、建筑、管理等传统优势学科,并具有在工程管理专业长期积淀传承的经典教材、精品课程资源、实验室建设等优势。立足于建筑产业的工程科技企业,致力于为工程设计、施工及运维提供信息化管理平台,从而带动产业生产效率,促进产业增值。作为我国工程科技行业的领头羊企业,广联发科技股份有限公司通过技术开发,帮助建筑从业者完成工程设计、概预算、施工、运维、工程管理等专业性工作,大大促进了工作效率,并降低了工程成本,不断推动行业的创新性发展。为实现工程智慧建造,基于BIM技术、二次开发、物联网、云计算及大数据挖掘等信息化技术,开发了工程全生命周期信息化管理平台,并参与编制了建筑工业化和信息化技术相关的标准。

通过校企合作,发挥高校在工程项目管理领域的理论优势,利用广联达等企业为工程教育定制的教学创新平台和丰富的人力资源,结合高校与企业多年在工程管理信息化实验室和国家虚拟仿真实验室等平台建设、工程信息化的毕业设计和企业课程开展的经验,针对高校具体教学环节,厘清面向新工科建设的“智慧建造”人才培养定位,进而创新性地建设适应智慧建造的专业培养方案。在专业标准及培养方案的制定过程中,结合面向智慧建造的工程管理“新工科”人才培养目标和行业人才需求,学校和企业共同制定面向智慧建造的工程管理“新工科”人才培养方案及实施方案等。

(二)建设特色专业课程体系

围绕智慧建造,应培养学生以下几个方面的能力:(1)熟练运用BIM概念与理论知识;(2)协调处理工程全寿命周期中各个利益相关者之间的关系;(3)制定BIM实施计划;(4)BIM与可建造性、可运维性、可持续性集成;(5)建造与运维过程中不同实施领域的具体操作,包括可视化、沟通、MEP检测、设备管理、设施管理、智能控制等。

在厘清相关人才培养定位的基础上,要创新性建设适应智慧建造的课程体系:(1)设计面向智慧建造的课程群;(2)合理安排BIM相关课程结构,与其他课程有效结合,在工程管理专业相关课程中突出智慧建造技术的运用;(3)将计算机编程技术引入课程教学中,培养具有信息化技术背景与工程管理背景的复合型工程管理人才。

(三)构建智慧建造工程案例教学库

为不断培养学生理论与实践相结合的能力,广泛搜集智慧建造相关的工程案例,通过识别工程智慧建造过程中的管理要素及其关联规则,并借助本体及语义技术,构建基于工程案例的智慧建造与运维知识图谱,实现工程案例知识的快速检索及可视化。另一方面,将BIM技术引入工程管理专业课程学习过程中,加强对学生建筑信息模型的实践训练,将学生建模能力、BIM模型应用能力作为考核内容,并在此基础上进一步结合设施运维管理。开展课程实践活动,项目分小组开展,并由导师衡量并计划每一个项目。

(四)培养学生创新创业能力

在传统工程管理课程教学过程中,将智慧建造技术学科前沿理论及实践成果引入课堂内容,为学生提供最新学科知识。并将计算机、土木工程、工程管理多方面的技术进行学科交叉。将计算机图形技术、三维渲染动画、数据库系统、BIM软件二次开发、RFID、智能控制等技术融入人才培养与教学中。介绍各项技术原理,技术应用过程,以案例的形式,培养学生用不同高新技术,解决实际工程问题的能力。例如,在装配式建筑施工中,以某构件从设计、制作、运输、现场安装全过程为例,运用建模软件、RFID技术、运输定位技术、协同管理平台等,模拟实际工程全过程。

(五)建立校企合作实习基地

为切实提高工程管理专业学生实践能力,建立校企合作实习基地。通过在企业的实习,学生可以将抽象的专业知识具象化,从而加强学习效果;此外,学生可以将在学校中学到的专业知识应用于实践中,实现理论与实践的结合。通过在校期间的实地实习,可以帮助学生毕业后快速适应工作岗位,大大提高其核心竞争力。对于较为优秀的实习生,企业也可择优选择,为毕业生提供合适工作岗位,实现真正的校企合作。

四、工程管理人才培养模式构建效果

(一)促进学生综合素质发展

学生的综合素养显著提高,塑造了核心竞争力,为其将来在职场中的工程实践奠定了坚实基础。新培养模式的实施激发了学生的学习兴趣、培养了学生创新意识、提升了学生的团队合作与实践能力,并使学生对基于信息化技术的工程管理有了深入的认识。研究小组所指导学生主持的创新创业项目6项,达30余人次,被评为国家级创新创业项目1项、校级重大项目3项、校级重点项目1项、校级一般项目1项和院级项目1项;国家级学科竞赛获奖达10余人次,总计获得一等奖2项,二等奖1项;省级学科竞赛获奖达30余人次,总计获得一等奖2项、二等奖4项、三等奖2项和创新奖1项。培养了一批具有土木工程技术、信息技术、管理学、经济学、法学等学科基本理论和知识,掌握现代管理科学方法和数字化信息技术手段,接受工程师基本训练,能够严格遵守职业道德规范,具有强烈使命感、责任感和科学人文素养,具有工程项目科学决策、高效实施、智能运维等全过程项目管理能力,具备家国情怀、国际视野、创新精神、团队合作的建设领域工程管理领军人才。

(二)推动人才培养模式发展

建成了一套面向新工科建设的“智慧建造”人才培养定位的基础课程体系。采用线上线下同步的方式开设面向智慧建造的特色课程,同时拓宽学生在疫情下温故知新的途径。课堂教学中积极引入各类信息化工具,实现传统教学与现代技术的融合,通过启发式、浸入式、案例教学等多种教学方法,充分利用多媒体、网络平台、视频图像等现代化教学技术,促进了传统教学与现代技术的融合,贴近了新时代学生的生活与学习方式,提高了学生学习主动性。积极建设的中国大学MOOC“BIM技术创新与实践”课程,已经开课4次,累积选课人数超过20000人,得到了广大师生的青睐与认可,并已推荐申报国家精品在线开放课程。融合计算机科学与BIM的特色技术课程,使学生从编程的层面上解决设计、施工、管理等问题,提升了学生的实操能力,拓宽了学生的学术视野。通过特色专业课程体系的培养,学生可以熟练运用BIM概念与理论知识、协调处理工程全寿命周期中各个利益相关者之间的关系、制定BIM实施计划、熟悉建造与运维过程中不同实施领域的具体操作,包括可视化、沟通、MEP检测、设备管理、设施管理、智能控制等。

(三)激發学生学习热情

通过开展数字产品案例分享、成立毕业设计BIM组等方法改进课程实践环节。基于优秀企业在智慧建造相关的深厚技术积累,以案例形式介绍各项技术原理技术应用过程,开展拓宽学生的学术视野,体验产品的落地。有效地培养了学生用不同高新技术解决实际工程问题的能力,锻炼了学生的自主分析、解决问题的能力。结合工程案例开展智慧建造的教学,使学生沉浸于具体案例场景中,学习工程智慧建造全过程知识体系,增加直观性及趣味性,调动学生的学习热情。同时,邀请国内外著名教授或企业智慧建造管理人员开展智慧建造知识讲座,为学生提供了与专家近距离沟通的机会,得到了学生的热烈反响。同时,毕业设计BIM组已形成了10余个与BIM、智慧建造与运维相关的题目,调动了学生的实践热情,激发了学生对工程管理课程学习的兴趣。

(四)进一步建设“双师型”师资队伍

面向“新工科”的工程管理人才培养模式的实施,不仅提升了学生的科研水平,同时提高了教师综合素养。面向“新工科”的工程管理人才培养,也对教师团队的综合素质提出了更高的要求。在此过程中,推动校企合作项目,加强高校科研与行业实践的多维互动;高校可聘请智慧建造领域著名企业家担任客座教授,为高校教师提供更多实践方面的经验知识;同时,企业可聘请高校教授担任企业兼职科研人员,推动企业进一步发展,并为青年教师赴企业挂职锻炼和学习进修提供便利,从而切实加强“双师型”师资队伍建设。

五、结论

面向“新工科”的工程管理人才培养模式,贴合高校对智慧建造密切相关的工程管理专业进行课程体系改革的义务,目前已收获了丰富的成果,培养出一批具有创新创业能力和跨界整合能力的工程科技人才,为“新工科”工程教育改革创新提供了案例与经验。在探索面向新工科建设的“智慧建造”人才培养体系方面,具备重要的创新性与示范性,能够为我国智慧建造领域进一步提升竞争力提供人才培养基础。并且带动整个行业,使科研与行业紧密结合,让院校科研为行业发展提供智力支持,让行业发展为科研提供实现平台。

参考文献

[1]范海波,李袆博.成果导向教育智慧建造施工与管理人才培养方案设计思路[J].中外企业家,2019(36):146.

[2]刘春来,丁祥海,阮渊鹏.新工科背景下数字化工程管理人才培养模式探索与实践[J].高等工程教育研究,2020(5):48-52+63.

[3]罗岚,王慧隆,蒋水华,等.BIM融入工程管理专业的课程体系构建[J].山西建筑,2020,46(19):177-179.

[4]王晓琴,杨芸,臧园,等.新工科视域下建筑工程技术专业人才培养模式改革探索[J].高教学刊,2020(33):145-148.


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