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新工科背景下面向智慧建设的软件与工程管理复合型人才培养探讨

2021-01-01张培彭灏赵科石家庄学院

品牌研究 2021年26期
关键词:课程体系软件智慧

文/张培 彭灏 赵科(石家庄学院)

一、引言

工程管理专业由土木工程专业发展而来,并结合了管理专业,实现了学科的综合交叉。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]。政府主管部门需要实现智慧监管;建设单位需要实现科学高效的智慧施工;运维部门需要实现智慧管理。工程建设的智慧化催生了工程技术信息化的发展,以BIM 为代表的现代技术在工程建设领域已经掀起了信息化和智能化的浪潮。因此,工程管理专业未来的人才培养可以借助BIM、大数据、云计算等科技手段,在专业教育中融入工程信息化技术与智能化技术,适应国家战略的转变[2-3]。

同时,我国在新一轮的工程教育改革中提出了“新工科”概念,其中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]。新工科视域下的“双创型”人才培养目标应以企业需求为依据,培养具有跨学科、跨专业的工程化复合型人才,其需要具备良好的创新意识与创新方法,不断通过强大的学习能力拓展自己的各种知识和专业技能[5]。

从上述内容可见,无论是面对行业发展的需求还是新的教育改革,高校都应作为先行者,主动围绕新技术(目前建筑行业较为普遍应用的为BIM 技术)发展新型工程管理人才培养模式,促进“智慧建设”在行业中的运行,培养“新工科”理念下的多元化复合型人才。因此,本文基于“新工科”概念面向智慧建设,对工程管理专业实行软件与工程管理复合型人才培养进行探讨。

二、智慧建设的提出

为贯彻落实《中共中央国务院关于进一步加强城市规划建设管理工作的若干意见》,2017 年2 月24日,国务院办公厅发布关于促进建筑业持续健康发展的意见(国办发〔2017〕19 号),提出要全面提高监管水平,强化政府对工程质量的监管,明确监管范围,落实监管责任,加大抽查抽测力度,加强技术研发应用,加快推进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,实现工程建设项目全生命周期数据共享和信息化管理,为项目方案优化和科学决策提供依据,促进建筑业提质增效[6]。住房和城乡建设部印发《2016-2020 年建筑业信息化发展纲要》中明确指出,“十三五”时期,全面提高建筑业信息化水平,着力增强BIM、大数据、智能化、移动通讯、云计算、物联网等信息技术集成应用能力,建筑业数字化、网络化、智能化取得突破性进展,初步建成一体化行业监管和服务平台,数据资源利用水平和信息服务能力明显提升[6]。这是政府对未来国家建设提出的智慧化要求,需要建筑行业搭建城市的智慧建设平台,以适应新时代的发展。

目前,建筑行业最具代表性的智慧化管理模式,是以BIM 为基础的信息化管理和智能化应用。高校的工程管理及相关工程建设专业应当顺应潮流,进行专业调整以培养智慧化建设的多元化复合型工程人才。

但是,如何有效的迎合当下智慧建设的工程市场需求,确立正确的人才培养模式,制定适宜的培养方案,设置合理的课程体系,是工程管理专业需要亟待解决的问题。针对此境况,首先需要明确BIM 技术在我国的发展状况及当下的应用情况,其次还需要了解工程管理专业的培养模式,才能有的放矢。

三、BIM 技术在工程应用中存在的问题

BIM 指建筑信息模型(Building Information Modeling)是建筑学、工程学及土木工程的新工具,具有可视化、优化性、模拟性、协调性及可出图性等特点[7]。BIM 技术在我国起步较晚,已经或多或少的融入进工程建设的勘查、设计、施工等诸多环节。但是,也暴露出了许多问题。具体如以下几点所示:

(一)投入成本高

BIM 技术的可协调性要求工程各方使用相同协作平台实现信息的实时更新和共享,这就要求工程建设产业链上的各单位需要投入一定的资金购买平台软件。然而并不是所有的企业都有能力承担相关费用[8]。

(二)软件使用标准不统一

利用基础模型信息达到统一协作平台的交互使用,需要传统设计模式向平台进行转化。由于我国还未有统一标准和规范,需要行业经历长时间的市场整合,以及企业对产业进行适度的调整。虽然目前以revit 为平台的BIM 技术的兼容性有了很大提升,但各专业使用的行业软件隶属研发公司仍然各有不同,造成了各专业间数据对接与转化难度较大,这成为了阻碍BIM 技术规范化进程的技术问题[8]。

(三)政府要求

虽然政府力求实现工程建设的智慧化,但由于BIM 技术的诸多功能还未成熟,使得某些企业面对政府要求只能做到局部环节的基本数字信息化,造成了“为了使用BIM 技术而使用BIM 技术”的局面,并不是以工程需求为出发点。这在另一方面也反映了目前多数工程都无法实现全面的信息化,甚至有些工程仍处于传统的半人工、全人工模型转化阶段[8]。如果强行使用BIM 技术,反而更加重了工程建设负担。

针对上述问题,企业可以考虑从软件技术角度出发降低投入成本、加快建设进度、实现工程全面智能化。目前,最为突出且见效最快的方法就是基于revit 进行BIM 技术的二次开发,包括:三维模型的设计计算、施工环境的地理信息分析、工程构件状态的实时更新、工程量的实时统计、施工进度的预测与实时呈现、工程预警、绿色建筑指标分析等内容。

四、工程管理专业的BIM 课程体系建设情况

工程管理专业融合了土木工程、法律法规、经济、管理等多个专业的知识,是以工程技术为专业能力基础,项目管理为专业能力培养主体的综合学科[9]。由于传统的课程体系无法满足日益更新的市场变化需求,多数高校已逐渐引入BIM 技术课程,打造工程技术数字化、信息化的教育教学模式。

工程管理专业人才培养体系的课程主要包括三大类:通识教育课程、专业教育课程和个性化教育课程。部分高校在考虑了BIM 技术课程后,对工程管理专业的课程体系进行了重新构建,如图1[10]所示。

图1 工程管理BIM课程体系

从图1 可见,关于BIM 技术的学习,大部分高校在专业基础课程中进行BIM 概念性教育;专业课程中设置BIM 实训,实现平台的基础性功能使用教育;个性化教育课程中力求完成BIM 创新和竞赛突破。虽然这些教学内容能够满足学生日常课程实训、校内实习和毕业设计,但缺乏实体工程项目的历练。据了解,只有少数院校拥有可以满足实际工程实践和校企合作培训平台的条件,为学生提供案例教学资源。更少的高等级院校有实力配备满足科研的一系列平台软件、研发设施,进行BIM 技术研究和软件的二次开发[11]。

多数普通院校BIM 技术资源的滞后,也使得部分教师对BIM 的认识仅局限于“建模”和“碰撞分析”,不会预见到编程和软件学习对未来BIM 技术发展的重要性。这种情况既局限了学生的学习思维,也无法使教师在教学和科研方面取得突破,更不能适应市场的变化。所以,西安交大校长王树国曾表示,社会发展已领先高校,大学费了很大劲,培养出的人才,并不能很好满足社会和企业的需求,那大学存在的价值何在[12]。

五、软件与工程管理复合应用型人才培养的必要性

当前,我国工程项目的建设由投资方、业主、中介、承包、勘查、设计、施工、监理等多方组成,不同企业有不同的信息化需求,而BIM 现有技术功能可能无法全面满足。例如,设计院在进行智慧化设计时,需要通过BIM 技术实现二维模型的翻模、三维模型的纠错、施工进度的模拟和抗震分析等内容,最终还需要一个三维项目集成管理平台,进行统一协调设计和管理最终成果。因此,需要依据设计者的要求,以revit 为基础进行BIM 的二次开发。目前,关于BIM 的开发有两种方式。一种是企业自身成立BIM 开发部门进行自主研发;另一种是与专业软件开发公司进行合作。自主研发形式,定制化程度高,需要既懂工程专业技术又会语言开发的人才,这种人才稀缺;合作研发形式,技术受制于软件公司,且由于软件公司开发人员没有工程专业知识加持,研发周期长,定制需求往往无法尽善尽美,中间过程还需要双方不断的沟通,附加成本高。纵观这些情况,如果高校能够提供可以进行软件开发的专业工程管理技术人才。那么,无论是对工程企业还是对软件研发公司来说都是极为渴求的。

另一方面,出于教学资源匮乏和教师教育局限性等束缚,学习BIM 技术的学生对BIM 技术的应用略显生疏,同时对平台功能的理解也只是表面功夫,无法深度挖掘,处于“知其然而不知其所以然”的阶段。如果进行了编程语言和专业软件的学习,则会将工程专业知识与BIM 技术使用进行有效搭接,反过来进一步夯实工程专业知识。因此,本文提出高校应当探讨推行软件与工程管理复合应用型人才培养的模式。

六、软件与工程管理复合应用型人才培养探讨

(一)课程的选择形式

对于多数高校,尤其是工程管理专业成立不久或者普通的本科院校,在专业发展上比较滞后,既有理念的原因也有资金、师资和院校支持力度的问题,引入语言编程与软件学习的难度较大。大环境影响下的学生,其想法也无法及时转变,认为选择的是工程管理专业无需接触计算机知识,对未来的人才市场需求及就业前景没有前瞻性。所以,关于软件和编程的课程可以设置为选修课,相关课程的学习可以本着自愿的原则灵活选择。试行长久之后,可逐渐将课程转为必修课,使所有学生接纳学习,这样也能够给新专业的建设留出缓冲区间。

(二)课程体系的构建

软件与工程管理复合应用型人才培养的课程体系可以在现有的BIM 技术课程体系上进行补充,这里将对图1 内容进行说明,具体如图2 所示。

图2 软件与工程管理复合应用型人才培养课程体系

通识教育课程:包含有思想政治课程、大学数理基础课程、大学英语、大学体育和计算机公共课程,这五类课程中不涉及语言编程、软件开发和BIM 技术的相关课程。

专业教育课程的学科基础课程、专业基础课程和专业课程需要进行针对性的调整。

学科基础课程:包含管理学、经济学、统计学等学科基础课程,不涉及BIM 相关课程,但需要学习计算机基础语言,目前受到普及的是C 语言课程。

专业基础课程:主要多为土木工程的相关专业课程,其中融入BIM 技术课程,使学生对BIM 技术有全面的整体性认知,熟悉BIM 的使用方法,可以学习如何建立BIM的三维模型。同时,需要打牢语言编程基础,设置C#等课程,为软件开发做准备。

专业课程:主要多为工程项目管理的相关知识。BIM 技术管理平台中包含有工程概预算、招投标管理的应用模块。因此可以将其融入到课程学习中,满足实践教学的需求。同时,在新增BIM课程的基础上,引入软件学习课程。但是,在软件的选择上,需要考虑的因素有很多,例如:软件在市场上应用的所占份额比;学校能够承担的软件购买成本;教师的培训条件等。

个性化教育课程:主要体现在创新创业、学科竞赛、专业实践三个方面。面对的群体可能不是所有的专业学生,需要依据学生的兴趣和能力进行组织。由于在专业课程教育中,学生已经有了BIM、编程和软件使用的能力。那么,就可以在创业或者竞赛中实现BIM 技术的二次开发和应用,取得创新突破。在专业实践的企业实习期间也可以体现自身软件开发的优势,受到行业领军企业的青睐。

(三)师资队伍的建设

由于增设了编程及软件学习课程。因此,需要考虑新增课程的教师问题。主要有两种途径:一是与兄弟院校合作。一般的计算机专业都设有基础编程学习课程,可以聘请相关授课教师,但在授课时间和授课内容上需要与之协商;二是增聘计算机专业教师。但就职于工程管理专业的计算机教师在个人科研、教学等领域的发展会受到一定的限制,所以出于个人职业规划的考虑,招聘难度较大。

另外,学生软件课程的学习需要借助软件公司的力量。初期教育可以实行“两条腿”走路的模式。一是聘请软件公司员工作为授课教师,详细讲解软件的各项功能以及进行软件开发的途径和方法。但是,由于公司员工不是专业教师,在授课方式和内容上可能会造成学生的困扰,使得授课效果不佳。同时,专业教师需要定期进行软件培训,尽可能的在较短的时间内熟练掌握软件的使用和开发情况。当过渡期完成,教师与学生皆可进入软件教育与学习的正轨。

(四)设备的配置

在增设BIM 课程时,各高校都应当配置相应的BIM 实训室,软硬件都是必不可少的。加设的编程课程是基础语言学习,对软硬件要求不高,配备安装方便。增设的软件学习课程,如果对软件配置要求不高,硬件设施可以不用替换,只需要进行新软件的安装和调试。因此,总体的投入成本基本是可控的。

(五)校企合作

在工程管理专业BIM 技术教学的基础上,增强学生编程及软件开发的能力,可以引领行业的智慧化建设发展方向,而非滞后于市场需求。以校企合作的方式还可以加快创新研究在企业运行过程中的应用速度。具体可以以多种形式实现,例如:建立实习基地、培训研发基地或者成立校企合作工作室等。校企合作无论对于学生、专业发展、教师科研还是企业发展都有益。

对于学生,校企合作过程中,学生可以提前了解企业经营和运营模式,同时获取行业动态信息和建筑市场需求,在求学期间尽量弥补专业不足,以便毕业后迅速在企业中立足;对于专业发展,校企合作可以提供较好的专业实践教学平台,丰富教师的教学内容、教学方式和教学手段。在不断的市场需求变化下,可以及时了解行业的智慧化建设方向,对专业建设进行实时调整,使其形成良性的可持续发展态势;对于教师,校企合作下的项目多数是行业的新兴需求,是发展趋势下的创新。教师可以与企业进行深度合作,在企业支持下迅速实现科研突破;对于企业,面对行业发展需求,在考虑自身条件的情况下,可以向合作高校提出应用要求。这样,企业可以不用自己培养具备软件开发能力的工程人才,也可以不必寻找软件研发公司,节省沟通磨合时间,降低研发经费。在未来人才的选择上,企业还可占据“近水楼台先得月”的有利优势。

(六)就业选择

传统的工程管理专业学生可在勘查、设计、施工、咨询服务等行业实现就业。如果具备了“工程+BIM+软件开发”的综合能力,成为了多元化复合型人才,学生的就业领域可扩展至信息科技公司、软件研发公司,甚至是实现独立创业(成立小型科技公司或工作室),形成多元化就业态势。

七、结语

智慧化建设的簇拥下,建筑行业需要提高建筑业信息化水平,增强BIM、大数据、智能化等信息技术的应用能力,建成一体化行业监管和服务平台。新形势下的工程管理专业人才,不仅需要具备工程知识,还需要掌握BIM 技术,实现软件开发。本文从课程选择形式、课程体系构建、师资队伍建设、设备配置、校企合作等多个方面阐述了推行软件与工程管理复合应用型人才培养的具体形式和诸多良性因素。本研究所表述内容可为高校制定BIM 技术及软件研发培养模式提供参考,加快新工科背景下具备智慧化建设能力的工程管理专业人才培养的步伐。

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