管東芝，朱明亮，郭正興，陸金鈺，姚一鳴

(1.東南大學 土木工程學院，江蘇 南京 211189；2.東南大學成賢學院 土木與交通工程學院，江蘇 南京 210031)

目前，中國建筑業(yè)正處于從傳統(tǒng)產業(yè)向現(xiàn)代工業(yè)轉型升級的重要時期，國家不斷推進新型建筑工業(yè)化和智能建造協(xié)同發(fā)展，建筑業(yè)乃至土木工程行業(yè)向著工業(yè)化、數(shù)字化、智能化方向快速發(fā)展，對人才的要求也有了新的轉變。作為土木類專業(yè)教育重要組成部分的土木工程施工教學體系，在新的時代背景下也呈現(xiàn)出新的需求和變化。東南大學土木工程施工研究所依托土木工程施工學科發(fā)展，始終以施工類人才培養(yǎng)為根本任務，堅持教學改革和創(chuàng)新，建設有國家級精品課程、國家級精品資源共享課程、江蘇省首批省級一流本科課程等，曾獲國家級教學成果二等獎、江蘇省教學成果特等獎等榮譽。近年來，東南大學土木工程施工研究所結合新時代行業(yè)發(fā)展和人才需求變化，提出“三度六維”的土木工程施工教學理念，并構建具有特色的土木工程施工教學體系，為廣大土木工程施工教學工作提供參考。

一、新時期建筑工業(yè)化與智能建造發(fā)展戰(zhàn)略的沿革

2013年，國務院辦公廳發(fā)布《關于轉發(fā)發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設部綠色建筑行動方案的通知》(國辦發(fā)〔2013〕1號)，明確提出推動建筑工業(yè)化，該年被認為是中國新時期建筑工業(yè)化發(fā)展高潮的開端。2016年，國務院辦公廳發(fā)布《關于大力發(fā)展裝配式建筑的指導意見》(國辦發(fā)〔2016〕71號)，首次將“智能化應用”與“標準化設計、工廠化生產、裝配化施工、一體化裝修、信息化管理”進行并列。2017年，國務院辦公廳發(fā)布《關于促進建筑業(yè)持續(xù)健康發(fā)展的意見》(國辦發(fā)〔2017〕19號)，要求推廣智能和裝配式建筑，該文件也首次將智能與裝配式建筑并列，凸顯了智能化技術在裝配式建筑中的重要性。

2020年，住建部等13部門發(fā)布《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》，提出到2035年，中國智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展取得顯著進展，建筑工業(yè)化全面實現(xiàn)，邁入智能建造世界強國行列，并提出了加快建筑工業(yè)化升級的重點任務。同年，住建部等9部門聯(lián)合發(fā)布《關于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》，明確解釋了新型建筑工業(yè)化是通過新一代信息技術驅動，以工程全壽命期系統(tǒng)化集成設計、精益化生產施工為主要手段，整合工程全產業(yè)鏈、價值鏈和創(chuàng)新鏈，實現(xiàn)工程建設高效益、高質量、低消耗、低排放的建筑工業(yè)化。同時提出以大力發(fā)展建筑工業(yè)化為載體，以數(shù)字化、智能化升級為動力，創(chuàng)新突破相關核心技術，加大智能建造在工程建設各環(huán)節(jié)應用，形成涵蓋科研、設計、生產加工、施工裝配、運營等全產業(yè)鏈融合一體的智能建造產業(yè)體系。首次闡明了建筑工業(yè)化與智能建造的關系，即建筑工業(yè)化是智能建造的載體。2022年，住建部發(fā)布《“十四五”建筑業(yè)發(fā)展規(guī)劃》，明確了加快智能建造與新型建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的任務。

從中央層面的政策和規(guī)劃看，以裝配式建筑為主要載體的建筑工業(yè)化與新一代信息技術相融合升級為新型建筑工業(yè)化，并與智能建造緊密結合，更快更好地協(xié)同發(fā)展，已經成為當下建筑業(yè)乃至整個土木工程行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。行業(yè)的發(fā)展帶動人才知識、能力、素養(yǎng)需求的變化，從而使新型建筑工業(yè)化和智能建造背景下的土木工程教育呈現(xiàn)出新的特征。

二、新時代土木工程施工建造專業(yè)人才發(fā)展需求變化

新時代土木工程施工建造專業(yè)人才要強調工程項目和行業(yè)特點的全局意識。土木工程建造活動是一個系統(tǒng)性、集成性的技術服務活動，裝配式建筑作為建筑工業(yè)化的主要載體，其建造過程更加突出了項目論證、工程勘察設計、工程制造施工、項目運行維護的全壽命周期過程以及相關企業(yè)單位的運行和經營特征，前后環(huán)節(jié)和相關主體更加需要協(xié)同和配合。因此，新形勢下土木工程行業(yè)的從業(yè)人員需要更加廣闊的全局意識，包括工程項目全壽命周期和行業(yè)全產業(yè)鏈，能夠綜合考慮各個建造環(huán)節(jié)的技術與過程要求，以及相關主體的運轉特征和需求，才能在整個土木工程系統(tǒng)工程中高質量完成工作，體現(xiàn)出更大的價值。

新時代下，人才培養(yǎng)更加注重社會主義核心價值觀的塑造。在當下智能時代發(fā)展的背景下，國內外形勢變化快速、劇烈，新媒體、移動互聯(lián)網等技術的發(fā)展給國內外交流和融合帶來了便利，同時也給社會主義建設者的思想動態(tài)和核心價值的塑造帶來了挑戰(zhàn)。在數(shù)字化、信息化、智能化技術與土木工程高速融合的進程中，堅持社會主義核心價值觀，才能在應對土木工程快速升級轉型的諸多挑戰(zhàn)時，堅定目標，明確道路，為中華民族偉大復興的事業(yè)添磚加瓦。

新時期土木工程行業(yè)發(fā)展需要施工建造人才關注多專業(yè)協(xié)同交叉，重塑知識結構。新型建筑工業(yè)化和智能建造在強調土木工程建造方式轉變的同時，更加注重大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網、機器人、人工智能等新技術與土木工程的結合和應用。這要求相關從業(yè)人才在夯實土木工程專業(yè)的基礎上，掌握其他相關學科的相關知識，如機械工程、電子信息科學與工程、控制科學與工程、工程管理等，建立“厚大土木基礎—融多學科知識”的系統(tǒng)性知識體系。

新形勢下，新型技能方法的掌握成為當下土木工程施工建造人才的必備素質。BIM、物聯(lián)網、虛擬仿真、三維掃描、自動控制等相關技術與土木工程基本原理和需求的結合，迅速催生了大量適用于土木工程的新技術，大大提升了土木工程從業(yè)者的工作模式、工作效率，乃至土木工程技術形態(tài)。土木工程一線工作者對新技術的接納和掌握日趨重要。

新的發(fā)展形勢更加需要土木工程施工建造人才突出系統(tǒng)創(chuàng)新與解決問題的能力。當前新型建筑工業(yè)化和智能建造的發(fā)展尚處于起步階段，大量未知問題和領域尚待解決和開發(fā)，這依賴于土木工程相關專業(yè)系統(tǒng)融合創(chuàng)新工程建設的具體問題。在教育部大力推進“產教融合”“卓越工程師”過程中，土木工程專業(yè)人才在整體系統(tǒng)層面和具體問題層面的創(chuàng)新和能力對中國新型建筑工業(yè)化和智能建造的發(fā)展至關重要。

三、土木工程教育教學特征變化

在建筑工業(yè)化和智能建造發(fā)展的背景下，土木工程教育教學同樣呈現(xiàn)出新的變化。首先，教育教學理念和方式在轉變。傳統(tǒng)土木工程教學往往以教師授課、學生被動聽講為主，課堂教學結束后學生難以再進行相關學習。信息化時代背景下學生可輕松獲取大量的教學視頻、慕課、虛仿項目、電子教材等資源，但是也存在著信息量過大、學生注意力碎片化等問題。因此，教育教學需要轉變理念和方法，適應當下學生學習的特點，促使學生更好地接受土木工程相關領域專業(yè)知識。

其次，更新教學內容。土木類專業(yè)的核心課程往往以力學、結構分析和設計為主，隨著建筑結構高度屢刷新高、建筑結構形式日漸復雜、地下工程規(guī)模日漸擴大、橋梁等大跨結構跨度不斷加大，土木工程行業(yè)核心技術發(fā)展迅速。與此同時，隨著數(shù)字化、信息化和智能化相關技術融入，新型建筑工業(yè)化和智能建造背景下土木類專業(yè)迅速與其他學科交叉融合。因此，相關的教學內容需要隨著行業(yè)發(fā)展不斷更新，才能保證學生掌握行業(yè)所需的知識。

升級教學依托的載體。傳統(tǒng)的“以教材和講授為中心”的土木工程課程理論教學無法激發(fā)學生的學習興趣和主體意識，教學效果難以保證。在智能化時代，數(shù)字化、虛擬化的教材、教具快速發(fā)展，為教學活動提供便利，促進了新教學模式和方法的發(fā)展。結合新型建筑工業(yè)化和智能建造的內涵，相關新內容也易于通過新型教學載體呈現(xiàn)，提升教學效果。

四、土木工程施工創(chuàng)新教學理念

為響應高等教育教學改革工程，國內各大高校結合政策要求及自身發(fā)展優(yōu)勢，開展了一系列改革措施。其中雙一流大學作為各學科領域的領軍隊伍，緊跟新時代發(fā)展方向，整合優(yōu)勢資源，在保持教育的初心上充分發(fā)揮特色，值得借鑒學習。如東南大學土木工程施工研究所，在總結數(shù)十年一線教學經驗基礎上，系統(tǒng)凝練新型建筑工業(yè)化和智能建造背景下土木類專業(yè)施工教育的特征和變化，形成了“三維六度”的土木工程施工教學理念，“三維”指縱向、橫向和深度3個維度，“六度”分別指3個維度方向上的具體內涵。

(一)縱向維度：全產業(yè)、全周期

雖然土木工程施工教學主要集中于工程項目施工階段，但著重從全產業(yè)鏈和全壽命周期的角度下傳授學生施工相關的知識，強調具體施工方法與前后環(huán)節(jié)的關系，及與相關企業(yè)的關系，從而進一步夯實學生對工程項目，特別是裝配式建筑的全壽命周期和全產業(yè)鏈觀的建立和理解。

(二)橫向維度：多交叉、重融通

基于土木工程施工的需要和當下行業(yè)發(fā)展的特征，教學過程中注重采用新理念、新手段展現(xiàn)建筑工業(yè)化相關的施工知識。結合工程機械、BIM、自動控制等多學科知識的交叉，升級傳統(tǒng)施工教學內容。在具體施工環(huán)節(jié)的實踐過程中，融合智能建造相關技術，培養(yǎng)學生系統(tǒng)創(chuàng)新思維。在教學環(huán)節(jié)中注重課程思政的融入，塑造學生社會主義核心價值觀。

(三)深度維度：強專業(yè)、精技能

在當下時代社會分工高度細化的趨勢下，高校需要培養(yǎng)具備高度專業(yè)化能力的人才適應于土木工程建設的具體工作。因此，在縱、橫維度擴展教學內容和教學元素的前提下，通過實踐環(huán)節(jié)，強調學生具備解決某個具體問題的能力和技能，并做強做精，形成個體獨特的專業(yè)化技能。在此過程中，培養(yǎng)學生識別問題、分析問題、解決問題的實踐能力。

五、土木工程施工教學體系的構建與實踐

基于上述教學理念，突破課程的邊界，融入新載體、新業(yè)態(tài)，涵蓋本科、碩士、博士階段，東南大學土木工程施工研究所構建了全過程多層次的土木工程施工教學體系，形成“接觸認知-夯實基礎-拓展延伸-綜合精通-提升創(chuàng)新-前沿引領”的模塊化教學鏈。

在教學模式上，結合當下教學手段和學生的學習特點，力主改革，形成了以學生為中心，以自主知識建構為目標，將學習內容、學習場景、教學載體、教學方法4個方面有機整合為“四位一體”教學模式，如圖1所示。

圖1 土木工程施工“四位一體”教學模式

(一)接觸認知

東南大學本科生教育實行大類培養(yǎng)，土木交通類專業(yè)學生在大一階段統(tǒng)一接受大類課程的學習。土木交通導論、認識實習是面向土木交通大類一年級新生的學科認知類課程，主要承擔著讓學生初步了解大類專業(yè)的任務。通過在認知類課程中專門設置土木工程施工相關的教學內容，讓學生接觸工程施工的基本任務和情況。

土木交通導論課時少、內容多，但仍專門安排“土木工程建造與管理”和“智能建造”章節(jié)，著重結合案例介紹在項目全壽命周期過程中的施工建造階段基本要義和新型業(yè)態(tài)，突出工業(yè)化建造中的制造和施工環(huán)節(jié)，使學生初步建立施工建造相關的基本概念。認識實習課程最大的特點在于讓學生深入建造現(xiàn)場一線，設置基礎工程、結構工程、橋梁工程等施工過程參觀環(huán)節(jié)，與實際場景面對面，使得學生最大程度地接觸和認識實際工程的建造過程和知識要點。其中，通過智慧化裝配式建筑施工項目、現(xiàn)代化預制構件制造工廠的參觀，使學生了解和感受建筑工業(yè)化和智能建造相結合的具體方式。與此同時，基于認識實習課程特點，將“愛國榮校情懷、工匠精神、安全意識、社會責任”等價值觀滲透式融于教學內容，形成“工程-場景-知識-體驗”4聯(lián)動的課程思政教學方式，該課程也因此成為東南大學課程思政示范課。

(二)夯實基礎

該模塊是東南大學土木工程施工教學體系的重點環(huán)節(jié)之一，主要由專業(yè)主干課土木工程施工、模塊選修課現(xiàn)代施工技術和施工組織與工程估價、課程設計施工組織課程設計和工程估價課程設計、實習課程生產實習組成。

土木工程施工是國家級精品課程、國家精品資源共享課程、江蘇省首批一流本科課程，通過對土木工程施工基本工種工程的教學，促使學生建構施工相關基礎知識和基本理論體系?，F(xiàn)代施工技術課程在學習土木工程施工課程基礎上，對基本工種工程的施工技術與基本理論進行再綜合，基于工程項目使學生掌握施工技術；施工組織與工程估價課程著重于土木工程產品施工生產應遵循的組織管理和技術經濟規(guī)律，使學生形成制定土木工程施工全過程合理的施工組織方案的能力。施工組織課程設計和工程估價課程設計則分別以實際案例作為載體，初步培養(yǎng)學生施工組織和造價方面的設計能力，學生可根據(jù)興趣和實踐選擇。生產實習課程以學生進入實際施工項目開展實習為特征，重點引導和安排學生進入實行智慧工地系統(tǒng)的裝配式項目，在一線實踐裝配式工程相關建造的同時了解現(xiàn)代智慧技術下的工地運作方式。

在注重課程教學的同時，結合網絡在線授課、新媒體等教學載體，補充常規(guī)教學，如圖2所示。利用建筑信息模型(BIM)技術、虛擬仿真建造技術以及在線教學方式等，建設慕課教學資源，并上線慕課網，增設裝配式建筑結構相關專門章節(jié)，結合裝配式建筑實體模型，做到虛實結合，增強趣味性，吸引學生注意力。開設土木工程施工視頻號，通過精煉的短視頻，實景展示土木工程施工關鍵工藝，主動走進學生碎片化時間，讓學生對土木工程施工產生感性認識。

圖2 在線教學資源建設

(三)拓展延伸

在學生具備了土木工程施工基本知識的基礎上，結合智能建造等發(fā)展的變化，大四時設置工程機械、大跨空間結構等選修課程。工程機械課程主要為學生講解建筑工程、道路與橋梁工程、地下工程等專業(yè)領域施工機械的運轉原理，分析工程機械的基本構成，拓展學生工程建造自動化的相關知識，適應土木工程智能化建造的需求。結合東南大學土木工程施工學科在大跨空間結構施工領域的積累和優(yōu)勢，通過大跨空間結構課程，向學生拓展大跨空間結構特點及先進施工技術，重點突出該類型結構設計-施工一體化流程和關系，形成空間結構的整體觀。同時著重介紹提升、張拉等現(xiàn)代自動液壓控制相關知識點，進一步使學生深入了解智能建造在施工階段應掌握的知識。

(四)綜合精通

東南大學土木工程施工方向的畢業(yè)設計均依托實際工程項目，要求學生完成實際項目的總體施工組織設計和2～3個專項施工技術方案，并完成包括施工總平面圖在內的6張施工相關的技術圖紙。在建筑工業(yè)化和智能建造背景下，工程項目以裝配式建筑工程為主?？傮w施工組織設計要求學生從工程全局出發(fā)，制定可行的施工方案，并且與智慧工地等智能建造元素結合，體現(xiàn)新時代土木工程施工建造的特點；通過總體施工組織的制定，使學生綜合應用所學施工知識，融會貫通。專項施工方案則要求學生針對項目中出現(xiàn)的重、難點分項分部工程，制定具體可操作的專項技術方案，使得學生在具體的專門問題上，掌握所需的技能，培養(yǎng)快速解決該問題的能力。

(五)提升創(chuàng)新

東南大學土木工程施工教學在碩士研究生層面，設置了以工程施工技術理論、復雜工程施工與安全技術、現(xiàn)代混凝土施工技術、先進施工技術為代表的研究生課程。工程施工技術理論課程以土木工程施工中的計算理論及其工程應用為主要內容，主要培養(yǎng)研究生施工過程與施工控制的(深化)設計與施工一體化理論與工程實踐的能力。復雜工程施工與安全技術課程旨在拓展研究生在大型復雜工程施工技術領域的知識面，完善并提升研究生工程實踐知識架構體系，培養(yǎng)研究生面對實際大型復雜工程的技術創(chuàng)新及方案決策能力?，F(xiàn)代混凝土施工技術課程著重講解現(xiàn)今最新的混凝土施工技術，包括原材料的控制、混凝土配合比設計、高性能混凝土和特種混凝土的制備和應用、混凝土工程的裂縫控制技術及混凝土裂縫修補技術等。先進施工技術課程通過介紹基礎基坑工程、高層建筑工程、橋梁工程、空間結構工程、隧道工程、預應力工程等專業(yè)領域的先進技術，使研究生了解土木工程施工的新技術、新方法，具有一定的采用綜合先進施工技術解決復雜施工問題的能力。這些課程在本科課程的基礎上，深化當下施工技術的發(fā)展，特別增設建筑工業(yè)化和智能建造相關內容，研究生可根據(jù)自身的研究方向，選擇1～2門課程，提升施工相關方面的能力，為研究生結合施工新技術進行相關創(chuàng)新奠定基礎。

(六)前沿引領

在博士研究生層次，設置土木工程施工新技術課程，該課程是土木工程施工學科的高階課程，以創(chuàng)新施工技術為主題，通過介紹土木工程施工方面的國內外前沿技術，結合大量工程實踐、多個經典案例，拓寬研究生的視野，并引導和提高學生解決工程問題的實際能力，為研究生獨立承擔大型復雜施工項目實施和相關科研奠定基礎。在當下土木工程發(fā)展進程中，課程內容主要從土木工程智能建造新技術、裝配式建筑結構建造、大型空間鋼結構和預應力鋼結構施工技術、新型模板與腳手架技術及安全4個方面進行構建，促進學生根據(jù)工程施工技術發(fā)展潮流，形成獨立的理解和觀點，進而針對工程建設需要，創(chuàng)新工程技術，促進和引領施工技術的發(fā)展。

六、結語

隨著土木工程行業(yè)的轉型升級不斷加快，新型建筑工業(yè)化和智能建造協(xié)同發(fā)展成為普遍的共識。在工業(yè)化、數(shù)字化和智能化發(fā)展背景下，土木工程人才特質在工程全局觀、價值觀、知識結構、技能、能力方面呈現(xiàn)新的變化，對人才教學理念和方式、教學內容和教學載體提出了新的要求。東南大學土木工程施工教學體系始終結合時代發(fā)展特點，與時俱進，創(chuàng)新提出“三維六度”的土木工程施工教學理念。首先構建了涵蓋本科、碩士、博士階段的“接觸認知—夯實基礎—拓展延伸—綜合精通—提升創(chuàng)新—前沿引領”模塊化教學鏈，在實踐基礎上總結多年經驗，不斷探索前進，取得了良好的教學效果，使東南大學土木工程專業(yè)服務新型建筑工業(yè)化領域畢業(yè)生人數(shù)提升70%，具備裝配式建筑專業(yè)能力的畢業(yè)生有力支持全國抗疫，產生了廣泛影響；教學體系內容作為重要組成部分，獲得了2021年度江蘇省教學成果特等獎。建筑工業(yè)化與智能建造背景下新型土木工程施工教學體系的構建，可為高等教育土木工程施工教學提供參考與思路。