牛恒茂 牛建刚 李仙兰 吴俊臣 侯智国 刘永清

摘  要：智能建造属于典型的新工科专业，也是建筑业转型升级的重要抓手。智能建造技术是未来发展趋势，专业人才需求紧迫。文章对行业、企业、学校和土建类相关毕业生进行智能建造人才市场需求的调研和分析，在此基础上从人才培养的顶层设计、课程体系设置以及教學与实践条件等方面给出智能建造（技术）专业人才培养的建设路径，为高校在智能建造（技术）专业培养优化提供借鉴。

关键词：智能建造;调研分析;学科交叉;人才培养

中图分类号：C961       文献标志码：A          文章编号：2096-000X（2022）15-0168-05

Abstract： Intelligent construction is a typical new engineering major， and also an important starting point for the transformation and upgrading of the construction industry. Intelligent construction technology is the future development trend， and the demand for professional talents is urgent. In this paper， survey analysis of the industry， enterprises， schools and graduates of civil engineering or related major was done about intelligent construction talent market demand， Construction path on the talent cultivation of intelligent building （technology） major was obtained on the basis of survey analysis， which included top-level design of the talent cultivation， curriculum system setting， teaching and practice etc. It provides reference for colleges and universities to optimize the cultivation of intelligent construction （technology） major.

Keywords： intelligent construction; survey analysis; cross-disciplines; talent cultivation

建筑业作为国民经济支柱产业之一，支撑着中国经济社会的健康发展。近四十年来，尽管中国已建成举世瞩目的超高层建筑、超大跨度桥梁、超深超长隧道等，但建筑业大而不强，仍处于粗放发展模式阶段[1]，同时仍未摆脱劳动密集型的产业窠臼。为从根本上改变建筑业劳动密集型的产业现状和生产范式，推动建筑和基础设施全生命周期、全产业链的高质量发展，国家大力发展智能建造和建筑工业化，尤其是住房和城乡建设部等13部门2020年联合印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》更是一剂强心剂，明确了我国建筑业在“十四五”时期的建设方向。

近年来，国家加快推进新型基础设施建设（新基建）的众多举措在社会上引起高度关注。新基建的重点是以5G、工业互联网、数据中心、物联网等为代表的新一代信息基础设施，以及利用数字技术对传统基建领域基础设施的数字化、智能化改造，实现传统基建的转型升级，需要以智能建造为切入点[2]。《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要（草案）》中提出加快数字化发展，充分发挥海量数据和丰富应用场景优势，促进数字技术与实体经济深度融合，数字经济与建筑业结合将是助力建筑业转型升级的重要举措。

智能建造，是新一代信息技术与工程建造融合形成的工程建造创新模式[3]，利用智能技术及其相关技术，建立并应用建造过程智能化系统，提高建造过程智能化水平，减少对人的依赖，实现安全建造。建造包括设计、施工、运维等各阶段，智能化系统既包含技术方面的智能化系统，也包含管理方面的智能化系统[4]。要实现智能建造，需具备以下四个基本条件：一个信息化平台驱动;实现互联网传输;进行数字化设计;机器人能够代替人完成全部或部分施工，机器人完成的作业越多，智能建造的水平就越高[5]。智能建造一个显著特征就是多学科交叉融合，其专业人才需要注重掌握信息、控制、人工智能、材料等学科，实现多学科与土木工程知识的融合贯通。

随着中央政府对数字经济、新基建的推进，智能建造技术将促进建筑产业发生深刻变革，支撑这一变革的关键因素是高水平的专业人才。如何培养适应建筑业未来发展需要、满足产业转型升级的创新型智能建造工程科技人才，支撑我国迈向建造强国，已成为人才培养的重要挑战。而《职业教育专业目录（2021年）》中智能建造技术，智能建造工程（应用本科）专业的设立是落实应对未来此类人才需求的重要举措。

一、智能建造（技术）专业人才需求调研情况

（一）调研对象

本次调研对象主要有行业、企业、学校和土建类相关专业毕业生。

根据《教育部关于公布2018年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》《教育部关于公布2019年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》《教育部关于公布2020年度普通高等学校本科专业备案和审批结果的通知》统计，截至当前我国本科层次开设智能建造专业的院校有55所。2017年同济大学是全国范围内第1所开设院校，2018年、2019年和2020年又分别开设了6所、14所和24所。高职层次还没有开设智能建造‘技术’专业，但是部分院校结合学校优势，在智能建造技术方向进行了专业人才培养，如广东碧桂园职业学院在建筑工程技术专业下开设了“建筑施工与机器人技术应用”方向。由于智能建造技术属于多学科交叉专业，同时其专业涉及的范围广泛，故土建类中小型企业的项目一般都涉及的较少，因此调研的企业主要选择相对大型的企业及科技创新型企业，同时调研了现阶段已经开设智能建造专业的本科院校以及未开设智能建造专业的院校，另外也对土建类专业毕业生做了相关的调研，从多角度了解智能建造（技术）专业人才市场需求状况，并为专业人才培养具体实施提供较为全面、客观的依据。

（二）调研方式与实施情况

调研方式采用了直接调研、间接调研、网上调研、材料搜集、访谈、问卷等形式，并通过参加全国范围内关于智能建造方面的学术会议，2020年9月在南京举办的“第一届全国基础设施智慧建造与运维学术论坛”和12月在上海举办的 “首届全国智能建造学术大会+首届全国智能建造专业建设暨人才培养研讨会”的方式进行调研和实施。会议期间学习部分企业在智能建造领域的创新技术以及他们对院校教育的评价和诉求，了解智能建造专业学生所需的知识、能力、素质等要求。同时会议期间同相关院校教师交流学习并调研了广联达的数字建造及智能建造应用场景。

间接调研中采用了调查问卷，包括行业、企业、学校和土建类相关专业毕业生，网上调研通过查阅统计数据，文献资料等方式进行。企业调查主要内容包括企业对智能建造技术专业认知和应用，企业对智能建造技术专业知识、能力、素质要求，企业对毕业生要求，企业对专业课程设置情况等。院校调查内容主要包括：智能建造（技术）专业开设及建设情况，课程体系及教材建设情况，师资队伍情况等。土建类相关专业毕业生调查内容主要包括智能建造（技术）专业应用与认知情况，毕业生对教学中需要改进的情况，毕业生对教学中需要加强的情况，毕业生对自身能力或素质提升的调研情况等。

二、智能建造（技术）专业人才需求调研和分析

（一）行业调研和分析

根据国家统计局统计，尽管受新冠肺炎疫情影响，但2020年全年全社會建筑业增加值为72 996亿元，比上年增长3.5%。全国具有资质等级的总承包和专业承包建筑业企业利润8 303亿元，比上年增长0.3%，其中国有控股企业2 871亿元，增长4.7%。随着新基建（数字基础设施与传统基础设施数字化升级两大类）推进，假定“十四五”期间数字基础设施各项投资按照“十三五”期间全国固定资产投资增速（6.5%）开展，“十四五”期间，我国新型基础设施投资预计从2021年的11 258.8亿元上升至2025年的14 484.1亿元，合计投资将达到64 103.7亿元，智能建造是作为新基建发展的重要推手，市场潜力大，专业人才需求旺盛。

中国建筑业协会发布《2019年建筑业发展统计分析》显示：建筑业增加值增速与GDP增速偏差收窄，2010年以来，建筑业增加值占GDP比重一直在6.6%以上，建筑业国民经济支柱产业地位仍旧稳固，如图2所示。截至2019年底，全社会就业人员总数77 471万人，其中，建筑业从业人数5 427.37万人，建筑业从业人数占全社会就业人员总数的7.01%。中国建筑业协会发布《2020年上半年建筑业发展统计分析》显示：截至2010年6月底，尽管受新冠肺炎疫情影响，建筑业从业人数比上年同期减少188.93万人，下降4.38个百分点为4 120.90万人，但是上半年建筑业实现增加值28 535亿元，同比下降仅为1.9%，建筑业增加值占GDP比重6.25%。

教育部和住建部组织的行业资源调查报告，智能建造技术人才短缺突出表现在智能设计、智能装备与施工、智能运维与管理等专业领域，今后十年，建造行业从业人员中技术与管理人员在该行业所有从业人员总数占比要达到20%。住房和城乡建设部等13部门印发的《关于推动智能建造与建筑工业化协同发展的指导意见》明确了智能建造是建筑业转型升级、实现高质量发展的重要推手，助力我国从“建造大国”转变为“建造强国”，迈入智能建造世界强国行列。因此未来国内土建类单位必须配备一批多学科交叉融合的智能建造专业的复合型技术人才才能满足行业发展需求。另外国家教育部批准设立的智能建造专业是具备典型新工科特征的专业，反映了智能时代建筑业的发展新趋势对智能建造（技术）专业人才的迫切需求。

随着建筑业转型升级，土建类人才需求呈现出复杂多元的特征，不仅需要专业知识，还需要具有“全产业链”的知识，未来智能建造技术人才需求与培养数量之间存在巨大缺口。上海建工集团提出的数字化、工业化、绿色化三位一体融合发展之路，具体如测量+BIM交叉形成的数字测绘系统、材料+机械+自动控制交叉形成的改性塑料3D打印、结构工程+机械+计算机+自动控制交叉形成的数字化整体安装等是其未来企业着重发展方向，因此亟待需要建筑设计、施工、运维与数字化结合的创新型复合的跨界人才加入。中建八局公司要着力打造形成贯穿工程建造全生命周期的以数据为驱动的一体化建造平台，形成智能化精密测控机械和高端装备的规模化使用，形成基于大数据的工程决策技术应用的三大方向的发展战略，为此后续也急需土木工程+软件工程和土木工程+机械电子工程的复合人才加入，这些大型企业引领行业发展，也预示着未来建筑业转型升级的发展方向。因此对智能建造人才提出了更高的要求，需要在知识、能力和素质三个方面实现转变，即知识结构要从单一型向交叉型转变，能力结构从继承型向创新型转变，素质结构要从单功能向复合型转变，因此未来需要一批多学科交叉融合的智能建造（技术）专业的复合型技术技能人才才能满足行业发展需求。

（二）企业调研和分析

调研企业有国有企业（64.71%）、民营企业（28.24%）和事业单位，智能建造（技术）专业学科交叉的内容如图1所示。调研结果显示，大部分企业认为土木工程专业是智能建造（技术）专业的基础，人才培养一定要在夯实土建类学科的基本理论和实践的基础上推进智能建造专业课程的学习。不同企业间业务范围有差异，他们认为智能建造（技术）专业学科交叉的内容和未来的重点应用方向也有所不同，如认为学科交叉的内容有工程管理、人工智能、大数据、物联网、机械控制和云计算等方面，认为未来的重点应用方向有智能施工、智能规划与设计、智能运维与服务、智慧工地和智能生产等，同时企业基本一致认为装配式建筑是智能建造技术优势体现的合适载体，二者深度融合是未来发展方向。

企业对智能建造（技术）专业人才需求中对专业能力中最为重视的调查排名为平法识图的能力、BIM技术应用能力、传统二维CAD绘图和三维BIM的建模能力、工程项目信息化管理的能力、传统施工与智能施工能力、物联网应用技术的能力。企业岗位对人才需求中非专业能力调查排名为注重职业道德素养、团队合作和沟通、自主学习能力、认真的职业态度，同时要在专业教学中渗透责任意识，质量意识和安全意识。

从企业对未来智能建造领域的要求调研分析发现，对未来智能建造（技术）专业的人才要求更高，如需掌握信息化技术应用能力和传统工程知识技能的多能型人才，BIM全过程应用技术，装配式建筑人才、施工管理与建筑机器人的操作与管理相融合的人才，而且是懂现场、懂管理、懂信息的复合型人才。总体来说，高素质、高层次复合型的技术人才才能符合未来市场人才要求。另外对智能建造（技术）专业提出突出智能方面外还要强化土木工程专业基本理论，而且智能建造专业应该比其他专业门槛应该更高，要求应该更严。

图1 智能建造（技术）专业学科交叉的内容

（三）学校调研和分析

在土建类专业方面有一定基础与积累的院校都已经开设或准备开设，这说明智能建造（技术）专业未来人才市场需求的旺盛程度。由于智能建造（技术）专业涉及的应用方向较多，调查结果显示，大多数院校智能建造（技术）专业人才培养在多维BIM与智能施工方向深入较多，在人机协同与智能装备（3D打印）、物联感知与智能运维方面次之，在类脑计算与智能设计，异构决策与智能防灾方面深入最少，如图2所示，很明显，多维BIM与智能施工方向一些企业已经开始应用而且发展很快，而人机协同与智能装备方向已有企业如碧桂园，三一重工等企业在研发并推广应用，物联感知与智能运维方向在医院，地铁等大型基础设施方面应用也逐渐增多，这与现阶段智能建造（技术）专业人才市场需求一致，但在类脑计算与智能设计，异构决策与智能防灾应用方面还很少，因为其相对对人才知识体系与能力要求较高，是后续有实力院校人才培养重点针对的方向。

图2 智能建造（技术）专业应用方向

为了提升智能建造（技术）专业人才培养实效，满足专业人才需求，专门具体调研了各个学校的课程体系及教材建设情况。其中专业基础课程、核心课程、拓展课程等各院校的认定有一定离散性，如图3所示。但总体来看大家认知相对一致。首先，专业基础课为AutoCAD、建筑材料、房屋建筑学、建筑力学与结构、建筑识图与构造、地基与基础等，这是我们传统的土建类课程，大家认为智能建造（技术）专业的基础是土木工程基本理论与知识，要让学生树立土木工程基本知识和技能的基础上进行智能建造方面的学习，这符合学生专业学习的基本逻辑。其次，专业核心课中把传统土木工程相关技术融入到可以体现智能建造特色的课程，也是未来的产业数字化升级的重要体现，如智能施工技术、BIM技术及应用、装配式建筑设计与建造、BIM智能建造仿真、智慧工地技术与应用、人工智能与应用技术等，这些是智能建造领域重要的应用方向，也是传统课程如施工技术等相互统一的课程，因此如何有机融合课程是发展过程中探索的问题，同时课程设置时也要尊重学生的的认知逻辑。专业拓展课，如3D打印技术、工程机械与机器人、机械工程控制基础、物联网应用技术等和不需要开设课程占比较高的课程，如Python程序设计、机械工程控制基础、工程机械与机器人、自动检测与控制、物联网应用技术、3D打印技术等，存在较大的认知差异，这也是智能建造方向应用范围广的体现，因此，每个学校要结合自己的特点与优势，在智能建造（技术）专业发展的若干方向内发展自己的重点或特色方向，同时结合课程设计与实践，选择合适的专业拓展课。另外，由于课程内容都是涉及交叉学科的，短期内不可能有合适的教材，大家也基本认为该类内容的教材从教案积累到逐步过渡编制合适的教材为主更合适。

图3 课程定位

目前调研发现，不仅智能建造（技术）专业人才市场需求旺盛，而且学校在专业教师方面普遍严重短缺，完全从学校其他学院或系部老师聘请教师由于其土建类专业系统知识的缺乏，授课效果与专业标准有偏差，因此和已开设智能建造专业的同行学校教师交流和会议期间研讨认为应该由本专业（土木工程或建筑工程相关专业）教师牵头，在学院或系部内，吸收外系教师成立课程团队进行研讨分工后共同讲授，这可能是现阶段保证人才培养质量的合理途径。

（四）土建类相关专业毕业生调研和分析

参与本次问卷调查的土建类相关专业毕业生实际工作中完全应用智能建造（技术）专业知识的还很少，但是应用相关信息化技术如BIM、大数据、传感器等已经开始，而且对后续自己从事领域内智能化应用期待占比达到80.27%，说明毕业生对智能建造在行业内未来应用充满期待。同时调研了毕业生对教学中需要加强或改进的情况，如教学中需要改进的是实习实训环节少、学生参与课堂活动机会较少。因此智能建造（技术）专业学生培养过程中，应该建设智能建造实训室，针对智能建造专业特点，强化在手动实操、实体模型、软件操作和虚拟仿真方面的建设，提高不同类实训室对学生学习的帮助程度并逐步完善实习的针对性。同时教师应该由 “教师为中心”的授课方式转变为“学生为中心”的方式，增加學生学习主动性。另外在教学中更加注重学习策略教育、兴趣教育和情智教育。同时必须注重课程思政在教学中的效果，使其潜移默化地培养学生的吃苦耐劳和刻苦钻研等精神。

三、基于人才需求调研的智能建造（技术）专业人才培养路径

（一）培养具备多学科交叉的创新型复合高技术技

能型人才

根据调研结果，智能建造技术专业属于典型的多学科交叉专业，首先要针对性强化通识教育，建立对交叉学科领域的认知及创新思维。其次基于通识教育理念，加强土建类基本理论与实践的学习，同时将传统的学科知识体系与大数据、智能化、物联网、云计算、BIM信息技术等新元素融合创新。因此，智能建造技术专业是融合土建类和信息类学科知识体系基础上建立的。知识结构具备十字型特点，即土建类基本理论与实践的知识和交叉学科知识，培养的人才具有宽泛的知识面，同时也需要具备交叉学科某一方面足够深入的专业知识，能够解决智能建造行业某一具体方面的能力，并具备相关方面持续拓展的能力。因此搭建以学生为本、全面发展的多维立体化培养体系，不断推进教学方法创新，螺旋式提升学生能力，使学生成为多学科交叉的创新型复合高技术技能型跨界人才。

（二）智能建造专业依托的是传统土木工程或工程

管理类专业，课程设置应该在强化土建类学科的基础上融入智能化应用

智能建造技术是土木工程、机械电子工程、物联网、计算机科学与技术等多技术交叉融合形成的技术体系，但是核心课程的设置要基于培养学生土建类基本理论与实践，在原有土建类专业课程的设置上，突破专业壁垒，融入突出智能建造新技术的课程，比如物联网、大数据、人工智能、3D打印等，结合当前以及未来新技术发展的方向，逐步开发新兴专业课程。智能建造技术重点强调“BIM 数字化为载体”“智能化为方向”两方面，因此需要不断推进教学内容创新，使课程内容紧随当今最新科技技术的发展，与时俱进，最终形成专业发展的特色课程群，培养适应未来智能建造发展的工程应用与创新人才。

（三）智能建造技术专业课程体系设置需要在尊重

建造过程逻辑、学生的认知逻辑基础上统筹考虑

智能建造技术专业不仅包含传统土建类相关课程，也包含新兴技术的相关课程，因此其涉及课程种类多，由于学时有限，课程体系建设需综合统筹。首先要尊重工程建造的基本逻辑，同时也必须保证学生学习课程的基本认知逻辑，这样才能符合学生学习的基本规律。因此，哪些课程学完后学生基本理解了工程建造的基本逻辑，先修课程是什么，交叉课程什么时候融入等，课程体系建设要考虑这些关系，不能使学生思想混乱。

（四）智能建造技术专業要依托学校自身情况着力

在某一方面重点发展，不能面面俱到

智能建造从智能化应用深度可以延伸扩展到智能连接层、智能分析层、智能网络层、智能认知层和智能执行层，从工程全寿命周期跨度上可以延伸扩展到智能规划、智能设计、智能制造、智能运输、智能安装、智能家居、智能运维、智能消纳。从专业应用方面有智慧工地、施工过程智能监测，结构健康智能监测等方面，智能建造技术专业应用范围广，因此在具体教学、设计工作任务驱动教学、毕业设计和顶岗实践过程中要结合学校的基础优势，着力在其中某一方面或结合的几方面重点发展，在此基础上，深入挖掘主要的知识结构体系和能力、素质需求，形成在专业培养上的特点和优势。

（五）逐步改善智能建造技术专业教学与实践条件，提升人才培养质量

智能建造（技术）专业属于新工科专业，具有学科交叉的典型特征，因此土建类学科教师也需要重新学习才能适应教学需求，因此要逐步培养智能建造技术专业教学师资队伍。可以通过土建类专业教师牵头，逐步建立智能建造（技术）专业交叉课程的教学团队，并从教案积累逐步过渡到编制合适的教材，在过程中培养专业课程的师资队伍。针对智能建造技术专业应用范围广而涉及的课程种类多的情况，学生在有限的课堂学习时间范围内不可能学习所有相关课程，可以通过选修课的形式进行补充，为能力强的学生和个性化的发展提供平台。智能建造（技术）专业学科交叉特征使得学生按传统方式学习效果可能比较差，教学方式上改善传统“以教师为中心”的教学方式，逐步建立相关教学资源。以项目为导向，通过设计基于典型工作任务的驱动教学法，让学生自主查阅相关资料，做中学，实现理论与实践相统一并将零散的知识形成工程应用系统，真正培养学生能够自主学习并解决问题的能力。逐步建立智能建造（技术）专业的实践教学平台，强化并开放工程实践教学内容，突出强化实践教学地位，同时搭建学生校外实践平台，培养学生创新精神和实践能力，满足行业人才市场需求。

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