新基建在土木工程学科中的定位及新专业建设研究.pdf

新基建在土木工程学科中的定位及新专

业建设研究

摘要：近年来，随着科技的进步，新型基础设施建设得到了快速发展，新

基建贯彻了智慧经济时代的新发展理念，吸收了新科技革命成果，具有极大的创

新性与系统性。在新基建背景下智能建造专业应运而生。文章介绍了智能建造专

业的学科背景与培养目标，并根据国内外高校土木工程学科调研情况，提出了智

能建造专业人才培养建议。

关键词：新基建，土木工程，智能建造；人才培养

随着社会经济的发展，大国竞争已逐渐转变为科技和人才的竞争，新型基础

设施建设日益受到重视。新型基础设施建设，简称新基建，包括人工智能、交

通运输、大数据、信息通讯等七大领域，涵盖各大基础产业链，是为推动我国经

济转向高质量发展而提出的创新型智慧基础设施体系。相较于传统基础设施建设，

新基建是新兴事物，瞄准了产业转型升级，无论在哪个领域都是对既有科技的提

升与改良，能够引领新一代的经济革命。

从行业发展的角度来看，新基建对土木工程行业的影响是巨大的。虽然我国

是建造大国，但由于对核心建造技术的研发不够深入，粗放型的建造方式产生了

一系列诸如资源浪费严重、恶劣环境建造困难、劳动力日益短缺、生产效率低下

等问题，且我国建造业发展起步较晚，与发达国家仍存在较大的差距。此外，社

会需求的扩大使得工程建造趋于复杂化，土木工程行业迫切需要转型升级。在新

基建环境下，德国工业中国制造一带一路”等战略均强调了要把

“智能建造当成行业的发展目标与发展方向。顾名思义，智能建造强调“智能

化，能极大地提高工程建造的效率与质量，同时促进了各学科之间的交叉渗透，

为土木工程学科的发展提供了新的思路。土木工程行业的快速发展对人才需求及

培养模式有了新的要求，国内高校越来越注重培养能够顺应时代发展的综合型人

才。在新基建背景下，国内外学者对土木工程学科改革进行了大量的探索与研究。

徐伟杰等强调了实验室在土木工程学科建设中的重要性，并针对实验室教学资源

有限，教学人才匮乏等问题提出了相应的实验室教学改革对策；马晓雨等在土木

工程教学中结合学科竞赛热点问题，并融入计算机学科人工智能领域，对土木工

程课堂教学进行了改革，同时还介绍了教学方法与考核方式；郑建波阐述了土木

工程毕业设计实践教学的现状及存在的问题，并提出了一些有针对性的创新改革

方向，明确了教学设计方法；安栋等介绍了智能建造专业给土建制图课程带来的

新挑战，探索了BIM技术在土建制图课程中的应用，为新专业建设提供了可行性

建议。

传统的教学方式已经难以满足当今高速发展的社会需求，为顺应时代发展目

标，提升教学成效，国内已有部分高校开设了智能建造专业。该专业是新型复

合工科专业，以土木工程学科为基础，与人工智能、自动化、计算机视觉等新技

术交叉融合，也是土木工程专业人才培养的新方向。

一、新基建催生智能建造专业

智能建造专业的开设适应了国家战略转型需求，是土木工程学科在新基建环

境下的产物。新基建把握了新发展的时代方向，是土木工程学科强大的外推力与

动力源泉，这也就意味着未来土木行业对人才的需求与过去不同。智能化对人

才的知识掌握能力有较高的要求，土木工程专业以三大力学（理论力学、材料力

学、结构力学）为基础，涉及弹塑性力学、流体力学、土木工程材料、岩土工程、

桥梁工程以及道路勘察设计等学科，而智能建造专业融合了土木工程、机械工程、

电子信息科学与工程、控制科学与工程等学科的基本原理。

智能建造的学科背景大致包括以下三个方面的内容。（1）智能规划与设计：

基于CPS技术（信息物理系统）进行数字孪生模型暨建筑一体化设计，例如，同

济中车基于模块集成的智能建筑、世界上第一个完全由计算机设计的永久建筑等。

（2）智能装备与施工：侧重于建造过程的时变机理及其决策，利用人机协

同技术如重载机器人、3D打印等进行工程项目的施工，如上海世博会阳光谷首创

铸模机器人、智能车间及机器人建造技术的应用等。（3）智能防灾与运维：研

发基于机器视觉识别和大数据的智能防灾系统，通过开发自主知识产权的BIM软

件，进行结构全生命周期的智能运维、智能优化与控制，如桥梁检测与维修机器

人的使用、施工现场危险行为智能识别等。

智能建造专业要培养的是面向未来科技与工程发展，适应国家发展战略和建

设需求，德智体美全面发展，能胜任建筑和交通基础设施工作，具有领导能力和

创新能力的专业栋梁。当前，传统土木工程专业