摘要
为贯彻落实党中央、国务院关于加快发展新一代人工智能的重要部署，积极探讨人工智能背景下，我国建筑行业发展的先发优势及当前亟待思考和解决的问题。人工智能的迅猛发展迫切需要建筑类教育与时俱进。以实现人工智能与土木水利硕士专业建设交叉融合、协同创新为目标，选取土木水利硕士研究生作为研究对象，将人工智能的基础理论融入土木水利硕士专业建设中，针对土木水利硕士人才培养模式和培养方案不健全、师资队伍匮乏等现状，设计出契合人工智能发展的土木水利硕士专业人才培养目标及方案，规划了人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合的课程体系及实践平台，提出了“人工智能+”背景下的专业师资队伍建设，探索和实践了人工智能与土木水利硕士专业建设交叉融合的教学新模式、新方法。通过学科建设的“融合发展”，课程体系建设的“精密耦合”，以期形成“人工智能+X”的复合型人才培养新模式，以组合创新着力提升人工智能领域研究生培养水平。结合人工智能前沿知识，进一步有针对性地提升学生将人工智能与专业课程交叉融合的能力，通过建立长期的持续的能力提升计划，为人工智能与土木水利硕士专业的交叉融合与持续发展奠定基础，为我国抢占世界科技前沿提供更加充分的人才支撑。
人工智能是新一轮技术革命和产业变革的重要驱动力量。自美国达特茅斯会议提出以来便产生了极大的反响，人工智能技术涉及的范围越来越广泛，其为农业、医疗、教育、能源、国防等领域提供了大量新的发展机遇。为进一步应对这种快速发展趋势，美国白宫科技政策办公室于2016年10月发布题为《为人工智能的未来做好准备》和《国家人工智能研发战略规划》的报告，以期为人工智能的未来发展提供针对性的建议。在此基础上，为进一步顺应人工智能技术发展趋势，促进人工智能在教育中的有效或合理的应用，成为当今智能化浪潮下面临的重要挑
关于人工智能的探索，在国外的发展历程比国内相对较早，所以比国内的技术要更加稳定成熟。截至目前，国外人工智能的发展已经涉及计算机科学、教育学、控制论、信息论、神经生理学、语言学、心理学、社会学等领
人工智能教育水平的高低决定了一个国家在未来新科技革命中的地位，具有极其重要的意义。如何加强人工智能教育，构建我国人工智能发展的“先发优势”，是迫切需要考虑和解决的课题。2018年4月，教育部发布《高等学校人工智能创新行动计划》，明确提出支持高等院校在计算机科学与技术专业设立人工智能专业，推动人工智能专业一级学科的建设，支持高等院校增加与人工智能有关的学科建设，推动与人工智能相关的跨学科发展，并将其列入“双一流”大学规
新一轮科技革命的兴起，土木水利作为传统土木专业迎来了深刻变革。伴随着我国“新工科”建设的发展，要求土木水利急需与信息化、智能化进行深度融合，将土木水利与人工智能、智能建造结合，全面构建“人工智能+土木水利”的新型复合学科形态。然而，由于人工智能与高等教育相关的研究，起步比较晚、研究数量不多，且大多围绕着人工智能对技术的影响，高校中的人工智能改革相关研究的广度和深度不足，特别是关于人工智能人才培养的理论研究和实践探讨还有待加
目前，人工智能正在逐步融入电商零售、医疗健康、交通以及个人助理等各个方面，并展示出了广阔的应用前景。随着大数据、智慧城市等技术的不断发展，土木水利等领域也开始将人工智能技术应用到工程施工场景中，诸如在施工过程中，利用人工智能开展智慧工地建设、利用人工智能高智能技术进行阈值预警和图像识别，不仅提升了施工的效率，还增强了建筑施工的安全可靠性。自1993年以来，共有400多篇土木水利领域应用人工智能理论或模型的文章，土木水利研究中人工智能的前沿研究方向包括了进化算法、遗传算法等人工智能方
利用高智能技术，通过线性回归的方式，解决复杂问题。在实际工程中，诸多因素对工程项目的成本、工期和质量产生影响，而且较多因素对项目目标的影响是非线性的，难以预测，应用人工智能技术能对项目目标的绩效进行科学地预测和研
图1 AI建筑工程整体管理流程
国家高度重视人工智能和教育的结合，2017年7月发布《新一代人工智能发展规划》，明确指出，高等学校应当健全人工智能教育制度，加强人工智能专业的建设。在《高等学校人工智能创新行动计划》中，教育部提出要大力发展人工智能学科，构建新型的“人工智能+ X”的复合型人才培养模
马世
总体而言，人工智能人才市场需求缺口较大。根据有关文献的统计，2020年，仅智能制造领域，我国对人才的需求已经达到了750万人，并且还存在着大约300万人的缺口，到2025年，对人才的需求将会增加到900万人，并且还会有450万人的缺
2018年3月，教育部办公厅发布《关于公布首批“新工科”研究与实践项目的通知》，要求大力推进我国“新工科”建设，提出对传统工科进行改造，发展传统工科与计算机结合的新型发展模式，强调人工智能与其他学科专业交叉融合，形成“人工智能+X”复合型专业新型培养模式。但是目前人工智能与土木水利硕士专业融合发展仍处于探索阶段，尤其在人才培养方面还面临着诸多现实问题。
我国虽在1978年就把人工智能纳入国家发展计划中，但发展缓慢。尽管近几年为响应国家新型基础设施建设（新基建）计划，各个高校设立了人工智能专业，但与传统工科的融合还仍需继续探
近年来，随着信息技术爆发式发展，人工智能的迅猛发展需要人工智能与土木水利交叉学科建设与时俱进。在这样的时代背景下，人工智能技术同土木水利硕士研究生培养的融合发展为我国高校人才培养模式的创新和变革提供了新思路，这种创新型融合发展立足于培养社会真正所需的复合型人才，为完善人工智能教育体系做出了贡献。
由于人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合需要高水平的师资力量，要求土木水利专业的教师，不仅要对本专业具有充分的了解，还要保持终身学习的态度去迎接交叉融合发展的新要求，积极学习与本专业相关的前瞻性智能技术，并将此列入人才培养方案中，不断根据社会的新需求调整和剔除旧的知识结构，在教育教学中传授新技能，塑造和培养学生的整体综合素质。同时，高校也要建立人才激励政策，鼓励并允许教师开展交叉融合的再教育、再学习，还可联合多学科师资组建跨学科专业教学团队，提升教师与时俱进的能力，不断完善自身的教师技能，以便将学习到的新技能应用到教育教
另外，人工智能和土木水利硕士专业建设的交叉融合，还要求教师队伍及时调整和更新专业教学中必备的人工智能前沿知识，进一步有针对性地提升学生将人工智能与专业课程交叉融合的能力，通过建立长期且持续的教师能力提升计划，为人工智能与土木水利硕士专业的交叉融合与持续发展奠定基
对人工智能+背景下的土木水利硕士专业新兴课程体系和交叉学科课程建设进行研究规划，明确所需的专业支撑和课程内容保障。就人工智能和土木水利硕士专业课程建设而言，作为高度交叉学科的人工智能，需要在课程设置时摒弃传统的思维局限，以创新的思维方式将传统工科与人工智能进行整
在人工智能时代，以教师为中心向学生为中心的教学模式转变是一种日益显著的趋势，而智能的学习方法和学习环境，必须能适应并支持学生在步入工作岗位之后进行终身学习。如何对传统的教学模式、教学方法进行升级，使教学内容和方式变得更智能化、更高效，这是人工智能与土木水利硕士专业建设交叉融合的一个重要目的。通过对“人工智能+”教学新模式的探索，让教师摆脱了“教学”的单调乏味，有了更多的时间与精力，可以在教学内容上进行创新，在教学方法上进行改革，注重“育人”，让学生们的能力与人工智能时代的发展同
在大数据和人工智能的帮助下，对以学生为中心的专业课程体系进行研究，为每位学生提供具有个性化、定制化、智能化的学习内容和方
还可以通过校企合作模式，同企业进行合作联合培养，加强和建立学校与企业的人才培养资源共享，互通有无，将土木水利的工程教育回归本质，共同打造人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合的良性育人环境，提升人才培养的社会适用
人工智能时代的教育，应注重问题驱动式学习、模块式学习、主题式学习和基于项目的学习模式，以及符合行业需求的工程实践环境支持。首先，立足于实际行业的实际工程问题（大数据驱动的智能需求），将跨学科的知识融合到工业需求的课题研究中，使学生能够在工程实践中自主地进行跨学科知识的学习与构建，进而提高他们的人工智能思维、应用以及对知识的灵活应
利用人工智能可以将土木水利的现实情境进行虚拟场景模拟，能够使学生身临其境，加强对土木水利专业的真实感知，利用人工智能可以让土木水利专业知识以可视化的方式呈现，这种学习方式能够加强学生对于知识的理解和掌握。诸如，以数字模型文件为基础，利用粉末状金属或塑料等可粘合材料开展3D打印技术的学习；利用BIM技术将工程设计建造管理数据化。凭借人工智能的高智能技术，对以往传统工科专业的实践模式进行升级和改造，使其朝着智能化方向转变，推动人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合，形成“人工智能+土木水利”的学科专业特色实践集
以土木水利硕士研究生作为研究对象，分析国内外开展人工智能教育的进度，根据人工智能需求，指出土木水利硕士人才培养模式和培养方案不健全、师资队伍匮乏等现状，设计契合人工智能发展的土木水利硕士专业人才培养目标及方案，规划了人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合的课程体系及实践平台、提出了人工智能+背景下的专业师资队伍建设、探索和实践了人工智能与土木水利硕士专业建设交叉融合的教学新模式、新方法。旨在使土木水利硕士更为符合智能化的社会背景，更迎合社会所需。因此，必须一直处于进行时。
我国的人工智能教育整体水平同发达国家仍存在差距，仍需进一步改进。需要各高校在教学理念、教学方法上不断创新，利用智能化实践平台，丰富和探索交叉融合的特色化人才培养模式，不断增强人工智能和土木水利硕士专业建设交叉融合的教育水平和培育效果，提升复合型人才培养质量。
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