智慧工地入课堂 助力数字化建筑人才培养

导语

当前以云计算、大数据、物联网、人工智能等为代表的息技术快速发展，新技术、新科技在教育领域中的应用也越来越广泛，教学模式逐渐趋于数字化、智能化。对应这一系列变化，随之而来的办学模式、培养目标、教师角色、教学场景、教学方式等均会发生改变。为迎接数字技术带来的机遇与挑战，南宁理工学院（原“桂林理工大学博文管理学院”）土木与工程学院积极探索实践教学改革，及时革新专业课程发展策略，努力提高人才培养质量，全方位促进专业教育的数字化转型。就这一方面而言，他们率先走在了同类院校的前列！

秉持持续发展建设理念 探索数字育人新模式

南宁理工学院土木与工程学院（以下简称“学院”），前身为桂林理工大学博文管理学院建筑工程系，依托桂林理工大学雄厚的教学科研力量，面向工程勘查、设计、施工、管理等领域培养具有较强实践能力和扎实专业素养的高级应用技术型人才。

▲南宁理工学院校园风光

学院工程类专业致力于培养适应行业生产、建设、运行、管理等方面一线需要的人才，实践教学占比较大，因此学院对于实践教学改革方面也在不断探索，如何办出专业特色的问题摆在了学院领导面前。此外，随着建筑业发展的日益加快，工程项目建设已朝着大型化、复杂化、多样化的方向发展，建筑产品趋于复杂，结构功能需求多样，新型设备不断涌现，智能化水平要求越来越高，对数字人才的需求程度也越来越高。

基于此，从2016年开始，学院不断论证构思，思索如何在实践教学方面有所创新，改变过分依赖理论教学的现状，走出属于自己的一条道路。2018-2020年，学院与广联达科技股份有限公司（以下简称“广联达”）合作建设完成“数字建造工程中心”项目，通过将BIM技术、VR技术、AR技术等一系列内容融入工法楼，将“智慧工地”搬进学校、搬入课堂，学生不出校门即可直观体验到数字化工程建造工艺与流程。

与广联达共建“数字建造工程中心” 智慧工地入课堂

“数字建造工程中心”由数字建筑展区、智慧工法楼两个区域组成，并以数字建筑为引领，贯穿建筑全生命周期各阶段、各领域的数字建造应用场景，满足教学展示、实习实训、培训认证、社会服务等功能。

数字建筑展区由建筑历史长廊、数字建筑展区、BIM技术应用展区、智慧管理展区等部分组成。基于建筑工程全生命周期呈现信息化技术应用。引入建筑行业BIM、大数据、云计算、AR、VR、移动互联网、3D打印等技术，直观地展示学校在BIM方面的研究应用成果，探索发现BIM、IoT物联网等技术与其他信息化技术以及智能设备的价值。

智慧工法楼建设中采用智慧工地物联网真实硬件设备、真实智慧工地数据决策分析平台和实践教学的工法楼相结合，旨在还原真实智慧工地场景及业务流程，将工程项目上物联网、人工智能、大数据、BIM等技术的应用流程和价值呈现在校园，不出校门即能进行智慧工地及相关新技术的学习和实践。

▲智慧工法楼

“最初我们只是想解决BIM技术融入教学的问题，但是现在不单单解决了这个问题，还把我们的虚拟化教学手段也在实训室实现了，原来不敢想的装配式课程体系也随之建立起来了。”土木与工程学院副院长鲁金金介绍到。            

通过数字建造工程中心，提高专业教师智能建造理实一体化教学能力与实践能力，打造一支“双师型”智能建造教师团队，也依托智慧工地硬件设备和广联达智慧工地平台，让学生亲身体验现代建造技术，提高学生数字化建造技术和管理能力，培养符合企业需要、能为企业降本增效的人才。

▲实训教学现场

在实训中心，真实工程结构被划分成若干构造节点，上面配有相应二维码。学生可以通过扫码在线学习，容易将传统课堂上老师讲解的知识点理解掌握并融会贯通。此外，智能沙盘硬件设备与传感器通过物联网直接跟智慧5D软件平台结合，学生通过沙盘演示直接了解施工现场是怎么布置的、智慧化的施工现场是怎样的、感应器应该怎么布置、与软件平台的哪些模块对应。“我们最大的收获就是在老师和学生的思想观念上，已经直观地植入了什么叫“数字化建筑”，什么叫“智慧化建造”，其实也是契合了数字化教育这样一个理念。”鲁金金副院长说。

设计模块结合装配式国家标准图集进行节点设计，通过二维图纸与三维实体模型结合的方式，提高学生识图学习效率；生产模块内置了装配式自动化生产线和手动生产线，再现真实的构件生产场景；运输模块通过“试错”的方式，让学生了解竖向构件和水平构件的运输方式；施工模块为工程案例施工场景，包含构件施工、施工场地漫游，3D仿真模拟各个构件的施工工艺流程、安装视角操作选择、吊装工人协作等。

▲装配式建筑AR教学平台

惠及师生 服务社会 形成广西标杆示范

实训中心建设之后对于学院教学改革、人才培养质量、教师育人能力都有了明显的推动提升作用。“过去由于学院没有智能化的实训设备，并且平时教师教学任务繁重，很少有机会去施工单位现场调研学习。现在学院有了智能设备，引入了新的课程，对于教师而言是个很好的自我提升的机会。他们积极参与培训，课余时间可以去工法楼学习新设备的使用，思考如何传授给学生这些技术知识，推动了教师应用新技术和信息技术的能力。而且在师资培养方面，广联达还针对性地组织开展了很多培训课程，这个培训不单单只是硬件的使用，还在课程改革方面帮助教师提升信息化教学的理念”。

对学生而言，鲁金金副院长谈到：“我们的学生确实感受到了学校在教学上比较大的投入，学院目前在实验实训室的建设方面在广西基本领先于其他同类院校，其实也是无形之中给了他们学习的自信。学生对数字建造工程中心的设备充满兴趣，课余时间会花心思去学习如何应用。他们通过虚拟体验、数字沙盘、智慧建造的相关展示已经对实际工程智慧化建造方面有了基本的认知。另外，教师也更有信心带领学生去参加各类技能大赛，这都源于我们有一个装备齐全，能够满足各类技能实训需求的实战基地！”

在服务社会方面，学院数字建造工程中心开展面向全广西的BIM、智能建造项目咨询服务，提升双师队伍建设，提升产学研水平。面向广西及全国呈现建筑行业前沿信息化技术应用，开展技术技能应用交流及建筑行业新技术应用体验，满足广西大赛、“1+X”职业技能培训、面向全自治区及全国的师资队伍培训、面向行业从业人员的技能培训等。

紧跟建筑产业发展风向标 深化产教融合校企协同育人

南宁理工学院土木与工程学院在教育数字化的道路上不断革新自我，创新教学模式与人才培养方案，后续学院拟与广联达一起共同开设关于智慧建造技术方面的前沿课程。“希望广联达能够持续从建筑产业角度向院校输出行业发展最尖端、最前沿的新技术，通过深度交流与合作来共同探讨产教融合的思想与措施，一起合作开发科技前沿类课程，将虚拟现实技术和BIM技术与地理信息技术融合，继而探索专业间的融通，从数字城市、数字建造等概念上面来进一步深度培养人才，将产教融合协同育人理念进一步落到更深处。”

通过鲁院长介绍得知，后续学院将会与广联达合作对数字建造工程中心进行进一步的升级改造，将课程体系进行扩展，面向全校师生开展通识性安全教育，例如遇到地震、洪水、滑坡等自然灾害时，应该如何自救与逃生，把数字建造工程中心作为通识教育的扩展平台向全校开放。

“当前建筑行业面临巨大挑战，数字化建造是传统建筑业转型的机遇与途径，也是土木工程学科的延伸和拓展。我们与广联达的合作对培养国家建设需要、适应未来社会需求的数字化建筑人才有积极的推动和引领意义，后续我们将与广联达深化校企合作，协同打造数字化建筑人才培养的课程体系及教学体系。我觉得能够把这些具有前沿技术、符合国家未来发展需求的课程真正的开发和应用起来，是一件很了不起的事情！”鲁院长谈到对未来的计划时表示。