【關(guān)鍵詞】生成式人工智能；建筑工程技術(shù)；教學(xué)場(chǎng)景；機(jī)遇；挑戰(zhàn)

引言

生成式人工智能（Generative Artificial Intelligence），是指基于算法、模型、規(guī)則生成文本、圖片、聲音、視頻、代碼等內(nèi)容的技術(shù)[1]。生成式人工智能可依據(jù)開放式人工智能框架對(duì)海量開放式數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行學(xué)習(xí)推理，面對(duì)知識(shí)問(wèn)答不僅能生成流暢的問(wèn)答語(yǔ)言，還能夠根據(jù)給定的上下文進(jìn)行理解和推斷，從而與人類進(jìn)行高效的知識(shí)交互[2]。2022年以來(lái)，生成式人工智能模型不斷涌現(xiàn)，生成內(nèi)容模態(tài)多樣，引起社會(huì)廣泛的關(guān)注和討論。生成式人工智能的應(yīng)用一經(jīng)發(fā)布迅速在全世界范圍內(nèi)掀起一輪人工智能的浪潮，在諸多行業(yè)中引起爆炸性的反應(yīng)[3]。ChatGPT是目前生成式人工智能領(lǐng)域的代表之一，ChatGPT則是以GPT（Generative PretrainingTransformer）為基礎(chǔ)并進(jìn)行了優(yōu)化的聊天機(jī)器人模型，目前已發(fā)展至GPT-5（第五代GPT模型），除了文本、圖片等傳統(tǒng)語(yǔ)料資源，據(jù)稱GPT-5已經(jīng)學(xué)習(xí)完人類網(wǎng)絡(luò)中的所有視頻（約2000PB容量規(guī)模），并可以根據(jù)需求檢索到任意視頻的、任意時(shí)刻的視頻內(nèi)容、知識(shí)、聲光信息等。國(guó)內(nèi)人工智能領(lǐng)軍企業(yè)也發(fā)布了多款生成式人工智能的框架與服務(wù)，如百度“文心一言”、華為“盤古”、商湯科技“商量”、阿里“通義千問(wèn)”等諸多開放式人工智能大模型[4-5]。

得益于強(qiáng)大的學(xué)習(xí)與推理能力，人工智能在促進(jìn)自然語(yǔ)言處理、人機(jī)交互、知識(shí)服務(wù)、協(xié)作創(chuàng)新等領(lǐng)域的應(yīng)用方面，具有強(qiáng)大的推動(dòng)作用。在高等職業(yè)教育領(lǐng)域，生成式人工智能可極大的促進(jìn)學(xué)生和教師之間交流、提升教育多元化場(chǎng)景的知識(shí)交互服務(wù)效率，使教學(xué)方式、教學(xué)管理、課程設(shè)置、學(xué)習(xí)方式等多元化教學(xué)場(chǎng)景產(chǎn)生極大的改變，例如在線輔導(dǎo)、測(cè)評(píng)系統(tǒng)、學(xué)習(xí)助手等功能，但同時(shí)也帶來(lái)了一些挑戰(zhàn)和問(wèn)題[6]。

一、建筑工程技術(shù)專業(yè)特點(diǎn)及面臨的挑戰(zhàn)

建筑工程技術(shù)專業(yè)是集設(shè)計(jì)、施工與工程管理為一體的具有很強(qiáng)實(shí)踐性的工程學(xué)科，旨在培養(yǎng)建筑工程技術(shù)領(lǐng)域相關(guān)的各種高級(jí)技術(shù)與管理人才。建筑工程技術(shù)專業(yè)實(shí)踐性較強(qiáng)。學(xué)生在校期間將接受大量的實(shí)踐教學(xué)，包括實(shí)地勘察、設(shè)計(jì)實(shí)踐、施工實(shí)習(xí)等。通過(guò)實(shí)踐訓(xùn)練，學(xué)生能夠更好地理解和應(yīng)用所學(xué)的理論知識(shí)，提高解決實(shí)際問(wèn)題的能力。建筑工程技術(shù)專業(yè)涉及多個(gè)學(xué)科，如建筑設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、巖土工程、材料科學(xué)等。學(xué)生需要全面了解建筑工程領(lǐng)域的相關(guān)知識(shí)，并具備跨學(xué)科的綜合能力。

目前，建筑工程技術(shù)專業(yè)教育面臨以下四個(gè)方面的挑戰(zhàn)：一是技術(shù)更新?lián)Q代，科技的快速發(fā)展促進(jìn)了施工工藝、工具的不斷更新?lián)Q代，市場(chǎng)對(duì)專業(yè)人才的需求也在不斷發(fā)生變化。二是實(shí)踐教學(xué)的復(fù)雜性，建筑工程技術(shù)專業(yè)需要與實(shí)際工程項(xiàng)目結(jié)合，使學(xué)生能夠接觸和解決真實(shí)的建筑工程問(wèn)題。學(xué)校要與企業(yè)建立緊密的合作關(guān)系，提供學(xué)生實(shí)習(xí)和參與工程項(xiàng)目的機(jī)會(huì)，以培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和職業(yè)素養(yǎng)。三是師資隊(duì)伍培養(yǎng)。學(xué)校應(yīng)加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè)，提高教師的專業(yè)素養(yǎng)和教學(xué)水平。同時(shí)，加強(qiáng)質(zhì)量評(píng)估和監(jiān)控，及時(shí)調(diào)整教學(xué)計(jì)劃和教學(xué)方法。四是持續(xù)學(xué)習(xí)能力，建筑工程技術(shù)領(lǐng)域的知識(shí)和技術(shù)在不斷發(fā)展，教師及學(xué)生需要具備持續(xù)學(xué)習(xí)的能力，以適應(yīng)行業(yè)的變化和發(fā)展。注重培養(yǎng)教師及學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和終身學(xué)習(xí)能力，以及適應(yīng)未來(lái)行業(yè)發(fā)展的能力。

二、生成式人工智能在建筑工程技術(shù)教育中的機(jī)遇

生成式人工智能是指通過(guò)學(xué)習(xí)大量數(shù)據(jù)的模式和特征，以及深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)手段，使計(jì)算機(jī)能夠生成具有創(chuàng)造性和獨(dú)特性的內(nèi)容[7]。目前生成式人工智能在文本生成、圖像生成轉(zhuǎn)換、圖像修復(fù)、音頻模擬、藝術(shù)創(chuàng)作等方面取得了重要進(jìn)展[8-9]。這也為生成式人工智能在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中應(yīng)用提供了機(jī)遇，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

（一）提供豐富的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和解決方案

在設(shè)計(jì)過(guò)程中，生成式人工智能可以通過(guò)學(xué)習(xí)大量的建筑設(shè)計(jì)規(guī)范及數(shù)據(jù)，生成多種設(shè)計(jì)方案。通過(guò)對(duì)設(shè)計(jì)空間的探索和優(yōu)化算法的應(yīng)用，生成具有創(chuàng)意和多樣性的設(shè)計(jì)方案。這為教師及學(xué)生提供了更多的設(shè)計(jì)靈感和創(chuàng)造性思維的啟發(fā)。生成式人工智能可以優(yōu)化設(shè)計(jì)參數(shù)，針對(duì)不同的設(shè)計(jì)參數(shù)和約束條件，進(jìn)行快速的優(yōu)化和搜索[10]。學(xué)生可以通過(guò)調(diào)整設(shè)計(jì)參數(shù)，如建筑形狀、材料性能、能源效率等，觀察和評(píng)估不同參數(shù)對(duì)設(shè)計(jì)方案的影響。除此之外，生成式人工智能可以通過(guò)多樣化的輸入和輸出，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新思維，并進(jìn)行跨領(lǐng)域知識(shí)的整合，提供豐富的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和解決方案。

（二）增強(qiáng)學(xué)生參與度和互動(dòng)性

生成式人工智能可以提供虛擬仿真環(huán)境，讓學(xué)生參與到虛擬的建筑項(xiàng)目中。學(xué)生可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）或增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）技術(shù)，親身體驗(yàn)建筑設(shè)計(jì)、施工和管理的過(guò)程。這種沉浸式的體驗(yàn)可以增強(qiáng)學(xué)生的參與感，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)力。生成式人工智能還可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和需求，提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)內(nèi)容和反饋。

（三）個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)和適應(yīng)性教學(xué)

成式人工智能可以根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況和能力水平，自動(dòng)調(diào)整學(xué)習(xí)路徑和內(nèi)容。通過(guò)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和表現(xiàn)，了解學(xué)生的強(qiáng)項(xiàng)和薄弱點(diǎn)，根據(jù)學(xué)生的喜好和學(xué)習(xí)風(fēng)格，推薦適合他們的學(xué)習(xí)資料，并相應(yīng)地調(diào)整學(xué)習(xí)任務(wù)和教學(xué)材料。生成式人工智能可以作為學(xué)生的個(gè)性化輔助解答和支持工具。學(xué)生可以向智能系統(tǒng)提出問(wèn)題，尋求解答和幫助。并且可以與智能系統(tǒng)的互動(dòng)，自主探索建筑工程技術(shù)的知識(shí)和應(yīng)用。根據(jù)學(xué)生提出的問(wèn)題，生成式人工智能可以提供學(xué)習(xí)任務(wù)、挑戰(zhàn)和問(wèn)題，鼓勵(lì)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和獨(dú)立思考。這樣的自主學(xué)習(xí)和探索環(huán)境可以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力。

三、生成式人工智能在建筑技術(shù)工程教育中的挑戰(zhàn)

在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中，生成式人工智能在虛擬仿真與實(shí)踐、個(gè)性化學(xué)習(xí)與輔助教學(xué)、智能輔助設(shè)計(jì)與優(yōu)化、數(shù)據(jù)分析與決策支持以及跨時(shí)空協(xié)同與合作等方面為教育教學(xué)提供便利，但也面臨著一些挑戰(zhàn)，主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

（一）數(shù)據(jù)隱私和倫理問(wèn)題

在生成式人工智能的應(yīng)用中，數(shù)據(jù)隱私和倫理問(wèn)題是一個(gè)重要的考慮因素。生成式人工智能需要大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，這可能涉及收集和存儲(chǔ)學(xué)生的個(gè)人信息、學(xué)習(xí)成績(jī)、學(xué)習(xí)偏好等敏感信息，確保數(shù)據(jù)的安全性、保密性和合法性是一個(gè)重要挑戰(zhàn)，需要遵守相關(guān)的隱私法規(guī)和政策，采取有效的數(shù)據(jù)保護(hù)措施。如何保護(hù)學(xué)生的個(gè)人信息和隱私，如何確保生成的內(nèi)容和模型沒(méi)有歧視性或誤導(dǎo)性等，這些問(wèn)題需要得到充分的關(guān)注和解決，以確保生成式人工智能在建筑工程技術(shù)教育中的應(yīng)用是安全、可靠和負(fù)責(zé)任的。

（二）數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性

生成式人工智能的性能和效果取決于所使用的訓(xùn)練數(shù)據(jù)的質(zhì)量和可靠性。在建筑工程技術(shù)領(lǐng)域，獲取準(zhǔn)確、全面的數(shù)據(jù)也是一項(xiàng)挑戰(zhàn)，特別是對(duì)于新興的、復(fù)雜的問(wèn)題和情景。此外，建立高質(zhì)量的生成模型也需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)和復(fù)雜的算法，這可能受限于數(shù)據(jù)獲取和計(jì)算資源的限制。需要開發(fā)適用于建筑領(lǐng)域的數(shù)據(jù)集、算法和工具，以及建立較為精確和可靠的模型。同時(shí)，該模型應(yīng)該易于操作和使用，能夠與現(xiàn)有的教學(xué)環(huán)境和工具進(jìn)行無(wú)縫集成。

（三）教師角色和教學(xué)方法的變化

生成式人工智能的應(yīng)用需要教師具備相關(guān)的技能和知識(shí)，包括理解人工智能技術(shù)的原理和應(yīng)用、掌握生成式人工智能工具的使用方法等。因此，教師應(yīng)積極參加關(guān)于生成式人工智能的培訓(xùn)，不斷提高教學(xué)能力。生成式人工智能的應(yīng)用可能會(huì)改變教師的角色和責(zé)任。教師可能需要更多地?fù)?dān)任指導(dǎo)者和引導(dǎo)者的角色，引導(dǎo)學(xué)生使用生成式人工智能技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)和探索，提供反饋和指導(dǎo)。生成式人工智能的應(yīng)用可以提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，根據(jù)學(xué)生的需求和能力進(jìn)行定制化的教學(xué)。而教師則需要了解學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力水平，靈活調(diào)整教學(xué)策略和資源，以支持個(gè)性化學(xué)習(xí)。

四、生成式人工智能在建筑技術(shù)教育中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)

在建筑工程技術(shù)教育教學(xué)中，生成式人工智能有著廣闊的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。以下是一些可能的發(fā)展方向：

（一）全壽命周期模擬

生成式人工智能可以幫助建筑項(xiàng)目規(guī)劃和模擬，以優(yōu)化項(xiàng)目的布局、設(shè)計(jì)和資源分配。通過(guò)模擬建筑項(xiàng)目，可以評(píng)估不同設(shè)計(jì)和規(guī)劃方案的效果，包括施工進(jìn)度、成本、資源利用率等。生成式人工智能可以使用歷史項(xiàng)目數(shù)據(jù)和建模技術(shù)，預(yù)測(cè)項(xiàng)目的進(jìn)展和風(fēng)險(xiǎn)，并提供決策支持。分析和優(yōu)化建筑能耗，以提高建筑的能源效率和可持續(xù)性。通過(guò)收集和分析建筑的能耗數(shù)據(jù)、環(huán)境條件和使用模式，生成式人工智能可以預(yù)測(cè)建筑的能源需求，并提供優(yōu)化建議。通過(guò)建模和仿真技術(shù)，預(yù)測(cè)施工過(guò)程中的問(wèn)題和沖突，并提供優(yōu)化方案，如施工順序調(diào)整、資源分配優(yōu)化、施工路徑規(guī)劃等。通過(guò)分析建筑的傳感器數(shù)據(jù)、維護(hù)記錄和歷史數(shù)據(jù)，生成式人工智能可以預(yù)測(cè)設(shè)備故障和維護(hù)需求，并提供優(yōu)化的維護(hù)計(jì)劃和資源分配。

（二）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的決策支持

生成式人工智能可以結(jié)合大數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)，為建筑技術(shù)教育提供更好的數(shù)據(jù)決策支持。未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)可能包括使用生成式人工智能技術(shù)分析和挖掘建筑行業(yè)的大數(shù)據(jù)，幫助教師和學(xué)生做出基于數(shù)據(jù)的決策，并預(yù)測(cè)和優(yōu)化建筑項(xiàng)目的結(jié)果。通過(guò)分析建筑項(xiàng)目的風(fēng)險(xiǎn)和不確定性，制定相應(yīng)的決策和應(yīng)對(duì)策略。通過(guò)這種方式，學(xué)生可以學(xué)習(xí)如何分析和管理建筑項(xiàng)目中的風(fēng)險(xiǎn)，并做出合理的決策。

（三）智能輔助設(shè)計(jì)工具

生成式人工智能可以成為建筑設(shè)計(jì)工具的智能輔助。

未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)可能包括使用生成式人工智能技術(shù)幫助設(shè)計(jì)師生成和優(yōu)化建筑設(shè)計(jì)方案，提供創(chuàng)新和可持續(xù)性的建議，并考慮多個(gè)因素如功能、美學(xué)、能源效率等。通過(guò)分析能源數(shù)據(jù)，評(píng)估建筑能源系統(tǒng)的效率，并提供改進(jìn)建議，如采用可再生能源、優(yōu)化設(shè)備設(shè)置和使用等。通過(guò)模擬建筑施工過(guò)程，優(yōu)化施工計(jì)劃和資源分配。

生成式人工智能在建筑技術(shù)教育中的未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)將朝著更加智能化、自適應(yīng)化和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的方向發(fā)展。這將為學(xué)生提供更好的學(xué)習(xí)體驗(yàn)和實(shí)踐機(jī)會(huì)，并為教師提供更多的教學(xué)工具和資源，以推動(dòng)建筑技術(shù)教育的創(chuàng)新和發(fā)展。

小結(jié)

生成式人工智能在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用日趨廣泛。本文總結(jié)了建筑工程技術(shù)專業(yè)的特點(diǎn)，分析了建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中面臨的技術(shù)更新?lián)Q代、實(shí)踐教學(xué)的復(fù)雜性，師資隊(duì)伍培養(yǎng)及持續(xù)學(xué)習(xí)能力四個(gè)方面的挑戰(zhàn)。分析生成式人工智能在建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)中應(yīng)用的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。生成式人工智能的發(fā)展為建筑工程技術(shù)專業(yè)教育教學(xué)了新的機(jī)遇，包括提供豐富的設(shè)計(jì)創(chuàng)意和解決方案，增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中的參與度和互動(dòng)性，提供個(gè)性化學(xué)習(xí)體驗(yàn)和適應(yīng)性教學(xué)等方面。在應(yīng)用生成式人工智能的同時(shí)，也要注意數(shù)據(jù)隱私和倫理問(wèn)題、數(shù)據(jù)質(zhì)量和可靠性以及教師角色和教學(xué)方法的改變帶來(lái)的挑戰(zhàn)。生成式人工智能在建筑全壽命周期模擬，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策支持及智能輔助設(shè)計(jì)方面發(fā)展前景良好，教師要持續(xù)學(xué)習(xí)，提高自己的教育教學(xué)水平。