摘要：在建筑行业向智能化转型的背景下，高职土木建筑类专业人才培养面临新挑战。智能建造人才需具备传统建筑知识与现代信息技术等多方面素养。“虚实融合” 教学将虚拟技术与现实教学结合，基于建构主义等理论，为学生提供新学习环境与模式。A 职业技术学院以 “虚实融合” 为路径，打造虚拟仿真实训室，开发特色课程，优化课程体系与师资队伍。实施后，在实践教学环境、课程体系、教学模式和师资队伍等方面取得改革成果，提升了学生知识技能与实践能力。未来 “虚实融合” 教学有望在更多领域推动教育变革。

关键词：虚实融合；智能建造；职业教育

一、引言

随着信息技术的飞速发展，建筑行业正处于从传统建造向工业化、智能化建造转型的关键时期。2020年至今，住建部多次发布文件，强调推进建筑工业化、数字化、智能化升级，加快建设方式转变，以实现建筑业的高质量发展。

在此背景下，高等职业教育作为培养应用型人才的重要阵地，其土木建筑类专业的人才培养方式面临着新的机遇与挑战。土木建筑行业的实践性极强，工作人员需具备丰富的操作经验，但由于行业的危险性高、复杂程度大，传统实践教学在课程设置、环节组织和安全保障等方面存在诸多难题。因此，如何将“虚实结合”的信息化、智能化教学手段更好地融入土木建筑专业的教育教学过程，成为亟待探索的重要研究方向。

二、智能建造人才需求与岗位分析

随着智能建造行业的快速发展，对人才的需求也呈现出多样化和复合型的特征。智能建造人才不仅需要具备扎实的传统建筑工程知识和技能，如建筑设计、施工管理、工程力学、结构力学等，还需要掌握现代信息技术，如BIM技术、物联网技术、大数据与云计算、人工智能、机器人技术等，以及具备创新思维、团队协作和解决复杂问题的能力。

在大量的实地考察与调研中发现，智能建造行业的典型新兴岗位包括智能建造工程师、BIM技术员、建筑机器人操作员、智能施工管理员等。这些岗位的职责要求反映了智能建造行业对人才的综合性需求，也为高职院校的智能建造人才培养提供了明确的方向。

具体而言，社会与建造企业以及新兴岗位对智能建造人才的知识要求包括：熟悉智能建造的基本概念、原理和技术体系，掌握建筑信息模型（BIM）的应用与开发，了解物联网、大数据、人工智能等新兴技术在建筑领域的应用，具备工程管理、项目管理、质量管理等方面的知识。在技能方面，要求能够熟练运用BIM软件进行建筑设计、施工模拟和运维管理，掌握智能建造设备和系统的操作与维护技能，具备数据分析和处理能力，能够运用信息化手段解决实际工程问题，同时还应具备良好的沟通协调能力和团队合作能力。在素质方面，智能建造人才应具有创新精神、实践能力、责任心和职业道德，能够适应快速发展的智能建造行业的需求，不断学习和更新知识。

三、“虚实融合”教学的内涵与理论基础

“虚实融合”教学是将虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）等虚拟技术与传统现实教学相结合，构建出一种全新的教学环境和教学模式。在这种教学模式下，学生能够在虚拟场景中进行实践操作、观察实验现象、模拟真实工作流程等，同时又能在现实课堂中接受教师的理论讲解、与同学进行面对面的交流讨论，实现虚拟与现实的优势互补，从而提高教学效果和学生的学习体验。

其理论基础主要源于建构主义学习理论、情境认知理论和具身认知理论等。建构主义学习理论强调学生在学习过程中的主动建构，认为学生通过在特定情境下的实践操作和互动交流，能够更好地构建自己的知识体系。“虚实融合”教学为学生提供了丰富多样的虚拟情境，学生在这些情境中自主探索、解决问题，从而实现知识的主动建构。情境认知理论指出，学习是在特定的情境中发生的，脱离了情境的知识是抽象和难以理解的。虚拟技术能够创建高度逼真的情境，让学生在情境中学习和应用知识，增强学习的有效性和迁移性。具身认知理论认为认知过程是身体与环境相互作用的结果，身体的体验和行动对认知发展具有重要影响。在“虚实融合”教学中，学生通过身体与虚拟环境的交互，如操作虚拟设备、在虚拟场景中移动等，能够更深刻地理解和掌握知识，促进认知的发展。

四、高职院校智能建造人才培养现状与问题

近年来，随着智能建造技术的发展，高等职业教育中的智能建造相关专业逐渐增多。许多高职院校根据市场需求，开设了智能建造技术、建筑工程技术（智能建造方向）等专业，旨在培养适应智能建造行业需求的高素质技能型人才。

在课程体系方面，这些专业通常涵盖了土木工程、机械工程、电气工程、计算机科学与技术等多个学科领域的知识，设置了建筑力学、建筑结构、建筑材料、建筑施工技术、BIM技术应用、智能检测监测技术、数字化施工管理等课程，以满足智能建造行业对复合型人才的知识要求。然而，目前的课程体系仍存在一些不足之处。部分课程之间的衔接不够紧密，存在知识碎片化的问题，导致学生难以形成系统的知识体系。课程内容的更新速度相对较慢，难以跟上智能建造技术的快速发展，使学生所学知识与实际工作需求存在一定的差距。

实践教学是智能建造人才培养的重要环节，对于学生掌握专业技能、提高实践能力具有关键作用。目前，高职院校的实践教学形式主要包括校内实训和校外实习。校内实训通常依托建筑工程实训中心，开展建筑模型制作、施工工艺模拟、智能设备操作等实训项目，让学生在模拟的工作环境中进行实践操作，熟悉智能建造的工艺流程和技术应用。校外实习则主要通过与建筑企业合作，安排学生到施工现场进行实习，参与实际工程项目的建设，使学生在真实的工作场景中积累实践经验，提高解决实际问题的能力。

然而，实践教学环节也面临着一些挑战。校内实训设备的数量和种类有限，难以满足学生的实践需求，且部分设备的先进性不足，与实际工程中的智能建造设备存在一定差距，影响了学生对前沿技术的掌握。此外，实践教学的考核评价体系不够完善，难以全面、准确地评估学生的实践能力和综合素质，不利于激发学生的实践积极性和创新精神。

在教学师资方面，目前高职院校的智能建造专业教师队伍主要由土木工程、工程管理等传统专业的教师组成，这些教师在传统建筑领域具有丰富的教学和实践经验，但对于智能建造技术的掌握程度参差不齐，部分教师缺乏相关的专业培训和实践经历，难以将智能建造的前沿技术和理念融入教学过程中。

此外，“虚实融合”教学对教师的信息技术应用能力和教学设计能力也提出了新的挑战。一些教师在虚拟仿真教学资源的开发与应用、线上线下混合式教学的组织与实施等方面存在不足，需要进一步提升自身的能力水平，以适应“虚实融合”教学模式的要求。因此，加强师资队伍建设，提高教师的智能建造技术水平和“虚实融合”教学能力，是当前高职院校智能建造人才培养面临的重要任务之一。

在教学资源方面，许多高职院校的虚拟仿真软件和平台数量有限，且功能不够完善，难以满足学生多样化的实践需求。部分虚拟仿真资源的质量参差不齐，存在模型精度不高、场景不够真实、操作流程不规范等问题，影响了学生对智能建造技术的准确理解和掌握。

五、基于“虚实融合”教学的智能建造人才培养路径构建

1.打造“虚实融合”教学环境

针对以上所述的问题，A职业技术学院建设了智能建造虚拟仿真实训室，旨在为学生提供一个高度仿真的智能建造实践环境，提升学生的实践能力和创新思维。

在虚拟场景搭建方面，该校选取了多项合作企业所承担的实际智能建造项目做为教学案例依据这些实际的智能建造项目案例，构建了包括住宅小区、商业综合体等多种类型的建筑项目虚拟场景。同时，这些案例均涵盖了智能建造的多个关键技术和流程，如BIM技术在建筑设计与施工管理中的应用、智能安防系统的安装与调试、智能家居设备的集成等，具有较强的代表性和综合性，能够满足教学需求。

每个虚拟场景都涵盖了项目的全生命周期。在项目规划阶段，学生利用虚拟仿真软件进行场地分析、建筑布局规划等操作，通过模拟不同的规划方案，分析其对周边环境、交通、能源利用等方面的影响，从而选择最优的规划方案。在设计阶段，学生运用BIM技术进行建筑、结构、给排水、电气等专业的协同设计，通过虚拟模型检查设计的合理性和可行性，避免设计冲突和错误。在施工阶段，学生模拟塔式起重机、施工电梯等大型设备的操作，进行建筑结构的虚拟搭建，熟悉施工工艺和流程，掌握施工安全管理的要点。例如，学生可以通过操作塔式起重机的虚拟手柄，模拟吊运建筑材料的过程，学习如何正确操作设备，避免碰撞和坠落等安全事故的发生。在运维阶段，学生通过虚拟平台对建筑的设备运行、能源消耗、环境舒适度等进行监测和管理，学习如何利用数据分析进行设备维护和性能优化，提高建筑的运维效率和质量。同时，虚拟场景中还设置了各种施工安全隐患和突发情况，如火灾、坍塌等，学生需要在虚拟环境中迅速做出反应，采取有效的应急措施，提高应对突发事件的能力。

2.开发“虚实融合”特色课程

在上述智能建造虚拟仿真实训室的基础上，该校开发了“智能建造虚拟仿真实践”特色课程。该课程是在上述实际智能建造项目虚拟场景的基础上，将课程内容分解为若干具体任务，包括项目前期的场地勘察与规划设计、建筑结构的BIM建模、施工过程中的智能设备安装与调试、施工进度与质量的智能监控以及项目后期的智能运维系统搭建等任务。每个任务都明确了具体的目标、要求和交付成果，使学生清楚了解自己的工作方向和重点。

接着，对学生进行分组，每组学生根据自身的兴趣和特长选择相应的任务模块。在项目实施过程中，学生首先进行理论学习，了解任务所涉及的智能建造技术原理和操作方法，然后利用虚拟仿真平台进行实践操作，模拟实际工作场景，完成各项任务。

最后，每个小组将完成的任务成果进行展示和汇报，包括项目文档、模型成果、系统演示等。教师组织其他小组的学生进行观摩和评价，从技术应用、团队协作、创新思维等多个维度对学生的成果进行评价和反馈，指出优点和不足之处，提出改进建议，使学生能够不断完善自己的知识和技能，提高解决实际问题的能力和团队协作能力。

该课程通过虚拟仿真技术，为学生提供了高度逼真的智能建造项目实践环境，让学生在虚拟场景中进行建筑设计、施工模拟、设备运维等操作，加深了学生对智能建造技术的理解和掌握。

课程教学过程采用线上线下相结合的混合式教学。线上部分，学生通过智能教学平台访问虚拟仿真软件，进行自主学习和实践操作，平台提供丰富的教学资源，如教学视频、电子教材、案例库等，供学生随时查阅和学习。同时，学生可以在平台上与教师和同学进行在线交流和讨论，分享学习心得和经验，解决学习过程中遇到的问题。线下部分，教师进行理论讲解和实践指导，组织学生进行小组讨论和项目汇报，对学生的线上学习成果进行点评和总结，进一步深化学生对知识的理解和掌握。通过这种线上线下相结合的教学方法，充分发挥虚拟仿真教学的优势，提高学生的学习效果和积极性。

3.优化教学课程体系

针对课程体系衔接不够紧密，知识碎片化的问题，A职业技术学院整合了建筑工程技术、建设工程管理、工程造价等多个专业的资源，构建了智能建造专业群。针对智能建造技术的发展趋势和行业需求，对传统课程进行了优化和更新，将BIM技术、物联网技术、人工智能技术等融入到专业课程中。例如在建筑结构课程中，增加BIM（建筑信息模型）技术应用的内容，使学生学会运用BIM软件进行建筑结构的三维建模，通过模型直观地展示结构的受力情况、构件布置等信息，从而更深入地理解建筑结构的原理和设计方法。同时，引入智能检测监测技术的应用案例，如利用传感器对建筑结构的变形、应力等参数进行实时监测，通过数据分析预测结构的安全状况，让学生了解智能技术在保障建筑结构安全方面的重要作用。

同时，在施工技术课程中，融入数字化施工管理的理念和方法，介绍如何利用项目管理软件对施工进度、质量、成本等进行精细化管理，通过虚拟案例展示数字化管理在优化施工流程、提高资源利用效率、减少施工风险等方面的优势。此外，还将装配式建筑技术、建筑机器人技术等智能建造技术的基础知识纳入课程体系，使学生对智能建造的整体技术框架有初步的认识和了解。

4.优化师资队伍建设

针对部分教师对于智能建造技术的掌握程度不高的问题，A职业技术学院积极组织教师参加智能建造相关技术培训。培训内容涵盖BIM（建筑信息模型）技术、物联网技术、人工智能技术在建筑领域的应用等方面。

同时，该校引进具有智能建造领域企业工作经验的高级技术人才和工程师担任兼职教师，对于优化师资队伍结构、提升教学质量具有重要作用。这些企业兼职教师能够为学生带来行业一线的实践经验和技术指导。他们在实际工程项目中积累了丰富的操作经验和解决实际问题的能力，熟悉智能建造行业的最新技术和发展趋势。

在教学过程中，该校兼职教师参与课程教学、实践指导、毕业设计等多个环节。在课程教学中，他们结合实际项目案例进行讲解，使理论知识更加生动形象，易于学生理解。在实践指导环节，兼职教师能够凭借自己的实践经验，对学生的实践操作进行精准指导，帮助学生解决遇到的实际问题，提高学生的实践能力和操作技能。例如，在学生进行智能建造虚拟仿真实训时，兼职教师根据自己在实际项目中的经验，对学生的操作步骤、参数设置、结果分析等方面进行指导，使学生的虚拟实践更加贴近实际工程需求；在学生参与校外实训基地的实际项目时，兼职教师能够直接指导学生参与项目的各个环节，让学生在真实的工作环境中积累实践经验，提高解决实际问题的能力。

在毕业设计环节，兼职教师也为学生提供了具有实际工程背景的毕业设计题目，并指导学生完成设计方案的制定、技术实现和成果展示。他们的指导能够使学生的毕业设计更加注重实际应用价值，培养学生的综合运用知识能力和创新实践能力，提高学生毕业后进入企业的适应能力和竞争力。

六、实施效果

通过实施以上措施，A职业技术学院取得了多方面的显著成效.在知识掌握方面，通过优化后的课程体系学习，学生对智能建造技术相关理论知识的理解更为深入和系统。在建筑结构课程中引入BIM技术应用内容后，学生对建筑结构原理和设计方法的理解从单纯的理论层面上升到了可视化、数字化的深度理解。通过模型分析结构受力情况和构件布置等信息，学生在相关知识的考核中，成绩平均分提高了7分左右，对知识的掌握更加牢固。同时，学生对现代信息技术在建筑领域的融合应用有了更清晰的认识。学生不仅了解物联网、大数据、人工智能等技术的基本概念，还能将其与建筑工程的实际需求相结合，在课程设计和项目实践中创新性地应用这些技术，如利用传感器数据进行建筑结构安全监测和分析，提出优化建议的学生比例从之前的30%提高到了55%。

在实践操作能力方面，学生通过虚拟仿真实训室中对塔式起重机、施工电梯等大型设备的模拟操作训练，在实际操作场景中能够更加熟练、精准地操控设备。在建筑设备课程的考核中，涉及设备操作环节的任务完成准确率相比改革前提高了30%，操作速度也有明显提升，如吊运建筑材料等任务的平均完成时间缩短了约20%。其次，学生对项目实施流程的掌握程度得到了较大的提升。在虚拟场景中对建筑项目全生命周期的反复模拟实践，让学生熟悉了从项目规划、设计、施工到运维的每一个环节和流程。在参与校外实际工程项目时，学生能够迅速适应工作环境，按照规范流程开展工作。能够根据不同项目特点，合理制定施工计划和进度安排。在模拟实际施工过程中，学生能够根据现场情况灵活调整施工方案，确保项目顺利推进，施工进度符合预期的项目比例从原来的60%提高到了85%。

七、展望

尽管 A 职业技术学院在基于 “虚实融合” 教学的智能建造人才培养方面已取得了一定的成效，但智能建造行业仍在持续快速发展，未来的人才培养工作任重而道远。

在未来，“虚实融合” 教学有望在整个社会掀起教育变革的新浪潮。随着 5G、人工智能等技术的迅猛发展，其应用场景将不断拓展和深化。学校教育中，“虚实融合” 将成为主流教学模式之一。学生可以身临其境地探索历史古迹、参与科学实验、模拟职业场景，极大地激发学习兴趣和创造力，使学习不再局限于书本和课堂。偏远地区的学生也能通过虚拟平台共享优质教育资源，缩小教育差距。在职场培训领域，它将为员工提供高效、安全且成本较低的技能提升途径。新员工可以在虚拟环境中熟悉工作流程，减少实际操作失误。企业可根据自身需求定制虚拟培训课程，快速适应市场变化，提升整体竞争力。社会教育层面，“虚实融合” 教学将助力全民终身学习体系的构建。人们可以随时随地学习新知识、新技能，满足个人兴趣爱好和职业发展需求。

然而，这一进程也面临着技术普及、内容规范等挑战。但相信随着技术的成熟和社会各界的共同努力，“虚实融合” 教学必将为社会培养出更多适应时代发展需求的创新型人才，为社会进步注入强大动力。

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作者简介：陈宇翔（1988-），男，汉族，浙江义乌人，副教授，硕士，研究方向：智能建造、职业教育。

基金项目：本文系2024年义乌市工商职业技术学院高等教育教学改革项目，项目名称：基于“虚实融合”教学的智能建造人才培养路径探索。