Az Építőmérnöki Kar válaszai az építőipari digitalizáció kihívásaira

A cikk a Mérnök Újság februári számában jelent meg.

Mit kell tudnia az építőmérnöknek? Szinte mindent, ami a civilizált életkörülmények biztosításához szükséges. A „minden” elsajátítása nem történhet meg négy év alatt, de még hat év alatt sem, állandóan tovább kell lépni, mindig fejlődni kell. A felsőoktatási intézmények a fejlődés bázisaként működnek, hiszen itt szerezhetők meg alap- és mesterképzéseken, valamint szakirányú továbbképzések keretein belül azok a kompetenciák, amelyekre folyamatosan szükség van, s melyekre a későbbiekben építeni lehet.
Dr. Lovas Tamás oktatási dékánhelyettes írása
 

Építőmérnök-képzést hat felsőoktatási intézmény kínál az országban, de egyes képzőhelyek csak alapképzést nyújtanak. Az évente kibocsátott építőmérnöki diplomák száma a BME Építőmérnöki Karán a legmagasabb, itt található meg az építőmérnöki szakterület legszélesebb palettája alap- és mesterképzési szinten egyaránt.

Az utóbbi tíz évben jelentős változás figyelhető meg az építési szakterületet választó középiskolások, továbbtanulni szándékozók létszámának tekintetében. Az iparág válsága, csökkenő általános vonzóképessége, a kedvezőtlen demográfiai jellemzők és az új generáció számára vonzó (többnyire informatikai kötődésű) területek elszívó hatásának következtében jelentősen csökkent a hallgatói létszám. Minden képzőhely megpróbált reagálni erre: néhány képzőhely a munka mellett is folytatható levelező rendszerű képzések bevezetésével, vagy meglévő levelező képzések, szakok bővítésével igyekezett az oktatási kapacitásának megfelelő létszámot tartani. A BME csak teljes idejű képzésben oktatja alap- és mesterszakos mérnökhallgatóit, így tesz Építőmérnöki Kar is.  A Karon a képzési színvonal emelésére és a képzésben részt vevők számának növelésére irányuló törekvések egyaránt oktatási innováción alapulnak, melyeket az alábbiakban mutatunk be.

Az építőipar digitalizációja, fejlesztési irányai, forradalmian új, az Ipar 4.0 trendekhez csatlakozó ágazatai az iparban dolgozó szakemberek képzését, valamint a felsőfokú képzés átalakítását igénylik. Az előbbiben a Magyar Mérnöki Kamara vezető szerepet tölt be, az utóbbi pedig a BME Építőmérnöki Karán induló új szakok, új specializációk keretében valósul meg. Az új specializációk tananyagtartalma harmonikusan illeszkedik egyes -már meglévő- szakmagyakorlási jogosultság képesítési követelményeihez, de megnyitja az utat új jogosultságok rendszerbe illesztéséhez is. A digitalizáció jegyében megalkotott új képzési programok – alkalmazkodva a legfiatalabb generáció tanulási módszereihez – új oktatási módszereket is igényelnek. Cikkünkben bemutatjuk a BME Építőmérnöki Kar fejlesztési terveit és a képzések kapcsán bevezetendő új oktatási módszertani törekvéseket, melyek a jövőben széles körben alakíthatják át a Kar összes képzését.

 

Építmény-információs modellezés és menedzsment specializáció 2020 tavaszi félévtől

A tervezett specializáció elnevezése hivatalosan a címben megadott, de már oktatói és hallgatói körökben is rövidebb nevén, BIM specializációként ismert. A BIM (Building Information Modeling vagy Management) alapvetően alakítja át az építőmérnöki folyamatokat a tervezéstől a kivitelezésen át az üzemeltetésig. Már az 1990-es években jelentős BIM fejlesztések történtek, de csak a 2000-es években terjedhetett el a szemlélet és technológia olyan szinten, hogy széles körben alkalmazzák itthon is. A BIM nyilvánvaló hatékonyságnövelő hatásán túl a beruházók, tervezők, kivitelezők és üzemeltetők számára a BIM alkalmazása közvetve is szükséges; a jövőben várható, hogy a közbeszerzések kiírása, a pályáztatás is BIM-ben történik, valamint a BIM használata egyre szélesebb körben lesz kötelező állami beruházásoknál. A technológia alkalmazása új vagy újszerű kompetenciákat igényel, egyre nagyobb piaci igény van olyan építőmérnökökre, akik képesek BIM-ben tervezni, kommunikálni, dokumentálni, ismerik a BIM folyamatokat, képesek együttműködni más szakterületek BIM szakértőivel. Erre az igényre a vezető felsőoktatási intézmények szerte a világon különbözőképpen reagálnak, átalakítják képzéseiket, új képzéseket indítanak.

Egyértelmű igény, hogy a BIM-et már alapszakos képzésben oktatni kell, hiszen az építőmérnöki szakterület bármely pontján dolgozó szakembernek ismernie kell a BIM szemléletet és technológiát. Magyarországon építőmérnök BSc diplomát egyetlen alapszakon, az építőmérnöki alapszakon lehet szerezni. A BIM beillesztése a tantervekbe alapvetően kétféleképpen valósulhat meg. Az első lehetőség a tantervek teljes átalakítása, a BIM szemlélet oktatása már az alaptárgyak szintjén, mindenhol megjelenítve a kötődési pontokat. Hisszük, hogy ez a jövő, egy következő tantervi átalakításkor (néhány éven belül) a teljes képzést ilyen szemléletben kell fejleszteni. A másik lehetőség egy gyors és hatékony megoldás: BIM specializációk indítása az alapszakon; adott ágazatot (szerkezet-építőmérnöki, infrastruktúra-építőmérnöki, geoinformatika-építőmérnöki) választott hallgatók számára lehetővé tenni, hogy BIM specializáción végezzenek, ilyen témában záróvizsgázzanak. A BME Építőmérnöki Karán a három felsorolt ágazaton belül a hallgatók számos szűkebb szakterületen specializálódhatnak; ezekhez csatlakozik a BIM specializáció, melynek különlegessége, hogy mindhárom ágazatról elérhető lesz. A 8 féléves építőmérnöki alapképzésen a hallgatók összesen 240 kreditet gyűjtenek, ebből a specializációs tárgyak összesen 45 kredittel részesednek (szakdolgozattal együtt). Ez a közel 20%-nyi kredit tehát a speciális BIM kompetenciák elsajátítását biztosítja, amely egyben stabil építőmérnöki alaptudásra épül. 

Fontos kérdés, hogy egy ilyen, iparági vonatkozásban is újnak számító, rendkívül gyorsan fejlődő szakterületet kik oktassanak, hogy tudják az egyetemi oktatók a teljes építőmérnöki terület BIM-es kötődéseit gyakorlatorientáltan lefedni. A BME Építőmérnöki Kar a következő módszertan szerint hozta létre BIM specializációjának tantervét. Elsőként a tantervi vázat építettük fel, vezető nyugat-európai és ázsiai egyetemek BIM képzéseinek tanulmányozásával kialakultak a főbb témakörök, területek. A hazai környezethez adaptálás fontos lépése volt a tantervi váz véleményeztetése a BIM-ben érdekelt ipari és államigazgatási szereplőkkel: szoftvereket gyártó és forgalmazó cégek szakembereivel, tervezőkkel, kivitelező vállalatokkal, BIM-re specializálódott intézményekkel, szakmai szervezetekkel és a technológiai fejlesztést, valamint a gazdaságot irányító minisztériummal. A hónapokon át tartó személyes egyeztetések alatt letisztult az a tanterv, mely a gazdasági szereplők elvárásait is kielégíti, kellően rugalmas az új technológiák és fejlesztési irányok bemutatására, nagymértékben gyakorlatorientált és készség szintű tudás átadását célozza. Hangsúlyozzuk, hogy az Építőmérnöki Kar BIM specializációján nem csak magasépítési BIM oktatása a cél, a Kar képzési portfóliójához igazodva az alap specializációs tárgyak elvégzése mellett mindhárom ágazatról érkező hallgatók saját területükön fejlődhetnek, pl. infrastruktúra-építőmérnökök út-, vasút- vagy közműtervezés BIM témájában, földmérők Scan-to-BIM témában szerezhetnek mélyebb ismereteket. Ehhez a szemlélethez igazodva léptünk kapcsolatba az adott ágazatok vezető ipari szereplőivel is, és ezt mutatja a specializáció nevében az építmény szó is az épület kifejezés helyett.

Az ipari partnerekre nem csak a tanterv kialakításában számítunk; a BIM specializáció képzési programjában teret adunk a vezető ipari szereplőknek tevékenységük bemutatására, az éppen aktuális hazai BIM állapotok ismertetésére, nehézségek, korlátok bemutatására. Ezek nem új elvek, elméletek vagy esettanulmányok ismertetését célozzák, hanem a tanterv kimeneti követelményeihez, a Kar által meghatározott tananyaghoz, oktatási tematikához illeszkedő egyetemi órák tartását. Emellett cél, hogy a BIM specializáció hallgatói az egybefüggő, 6 hetes nyári szakmai gyakorlatukat – a 6. szemesztert követően – BIM-es területen, BIM alkalmazása mellett elkötelezett és tapasztalatokkal rendelkező cégeknél töltsék. Hasonlóképpen a projektfeladatokban és a szakdolgozat készítésében is ezen cégektől várjuk az ipari konzulensi feladatok ellátását. A szakdolgozat félévében a hallgatók akár félállásban az adott cégnél dolgozhatnak, ehhez a Kar szintén támogatást nyújt.

Önmagában az ipari szereplők oktatásba történő hangsúlyosabb bevonása nem elegendő egy konzisztens, minőségi képzéshez, ahhoz az oktatók folyamatos fejlődése, a képzők képzése is szükséges. A Kar oktatóinak jelentős része rendelkezik BIM szaktudással és tapasztalattal, ám ezek többnyire nagyon specializáltak, ezért 2019 tavaszán megalakult a BIM oktatásban résztvevők csoportja (BIM pool) 20 oktató részvételével, a Kar valamennyi tanszékének képviseletével (a Karon ~110 főállású oktató dolgozik). A Kar támogatásával ezen oktatók szakmai konferenciákon és szoftveres továbbképzéseken vettek/vesznek részt. A BIM szoftvereket gyártó és forgalmazó cégek (HungaroCAD, Graphisoft, Construsoft, Tangens) a képzés kimeneti céljaihoz és a Kar profiljába illeszkedő képzéseket kínálnak a kölcsönös partnerség jegyében. Továbbá minden partnerünk elkötelezett a már megszerzett oktatói kompetenciák hosszútávú elmélyítésének és specializálásának irányában.

Az ipari partnerek hangsúlyos közreműködésén és az intenzív képzők képzése programon túl a specializáció informatika orientáltsága arra motiválta a Kart, hogy az alapképzésen első alkalommal széles körű oktatási módszertanbeli változásokat is bevezessen, erről a cikk későbbi részében írunk.

 

Építmény-informatikai mérnök mesterképzési szak indítása 2021 őszén

A BIM képzés igénye, felsőoktatásba illesztése számos szakmai fórumon és konferencián elhangzik, az ipari közvetlenül is jelzi igényét egy jól behatárolható kompetenciacsoportra. Az iparági trendek azonban ennél távolabbra mutatnak: az építőipar jelenlegi alacsony innovációs szintjében a közeljövőben nagy ugrás várható, a munkaerőt gépekkel, automatizált folyamatokkal és előregyártással pótolják, a kivitelezési hatékonyság növelésének érdekében. A BME Építőmérnöki Kara erre reagál az Építmény-informatikai mérnök mesterképzési szak létesítésével és indításával. A cél olyan mérnökök képzése, akik rendelkeznek alapvető építőmérnöki ismeretekkel is és olyan programozói, fejlesztői tudással is, melyek kombinálásával komplex, innovációt igénylő építőmérnöki feladatok megoldására válnak képessé. Fenti célhoz igazodva építőmérnöki, építészmérnöki, gépészmérnöki, energetikai mérnöki, mechatronikai mérnöki, villamosmérnöki és mérnökinformatikus alapképzési szakon végzetteket várunk a három szemeszteres (90 kredit) képzésre, ahol két hallgatói csoportban részben eltérő tárgyakat tanulhatnak a hallgatók; a programozási ismeretekkel rendelkezők építőmérnöki ismereteket, az építő- és építészmérnök alapvégzettséggel rendelkezők pedig programozási ismereteket tanulnak emelt óraszámban. Már az első félévtől követelmény projektfeladatok megoldása csapatmunkában és természetesen BIM témájú tárgyak is a tanterv részét képezik.

A mesterképzésen merőben más oktatási módszertanra van szükség. Nem csak a hallgatók nagyobb önállóságára lehet építeni, de figyelembe kell venni, hogy a nappali képzésre beiratkozott hallgatók jelentős része munkát vállal tanulmányai mellett; jelenlegi mesterképzéseinken a hallgatók ~65%-a dolgozik az iparban az egyetem mellett. Ezért a kontaktórákat az órarendben blokkosítjuk (két és fél nap kontaktóra, utána oktatói rendelkezésre állás konzultációra), egyes tantervi elemek pedig cégnél, kooperatív képzés részeként is elvégezhetők. Cél a képzés indításáig egy Építőipari Digitalizációs Oktatási és Kompetenciaközpont létrehozása a BME Központi épületében, ahol a szak hallgatói egész nap egy helyszínen, modern, jól felszerelt környezetben dolgozhatnak együtt az oktatókkal és hallgatótársaikkal.

Az alacsonyabb, de a törvényi minimumot még így is jelentősen meghaladó kontaktóraszám nem jelenti a tanulásba fektetendő idő (30 kredit, ~900 óra/félév) csökkentését. Ahhoz, hogy a hallgatók minél hatékonyabban és minél inkább egyénre szabottan, saját haladási sebességükhöz illeszkedően tanulhassanak, a Kar a hagyományos oktatási módszerek mellett újak bevezetését tervezi, amiről a cikk későbbi részében írunk részletesebben.

 

BIM menedzser szakirányú továbbképzési szak 2020 őszétől

Nem csak az alapképzésben részt vevő hallgatóknak van szükségük BIM kompetenciák elsajátítására, nem csak a munkaerőpiacra újonnan belépők foglalkoznak BIM-mel, hanem korábban végzett mérnökök is. A felsőoktatási intézmények szakirányú továbbképzési szakok indításával vesznek részt a felnőttképzésben. Ezek jellemzően 2-4 szemeszteres levelező rendszerű képzések, ahol a hallgatók félévente 4x3 napon át vesznek részt egyetemi órákon, otthon házi feladatokat készítenek, és a vizsgaidőszakban vizsgáznak. Ezen képzések kimenete szakmérnöki végzettség lehet, amennyiben mérnök hallgatók végzik a képzést és bemeneti feltételként is mérnöki végzettséget határoztak meg. A szakirányú képzések előnye, hogy gyorsan tudnak reagálni ipari igényekre és azokra specializált kompetenciákat tudnak átadni, akár nagyarányú ipari közreműködéssel, beoktatással. Erre jó példa a BME Építőmérnöki Kar Nukleáris Építmények Mérnök Szakirányú Továbbképzési szakja, melyre az igényt a Paks II. Zrt. közvetlenül is jelezte a Kar felé 2016-ban, meghatározták az atomerőmű kivitelezéséhez és üzemeltetéséhez szükséges építőmérnöki kompetenciákat, majd a Kar 2017-ben indíthatta első évfolyamának a képzést a BME Nukleáris Technikai Intézettel, az Országos Atomenergia Hivatallal és az Építésügyi Minőségellenőrző Innovációs Nonprofit Kft-vel együttműködésben.

Az építőiparnak a fenti példához hasonlóan, a már végzett mérnökök által munka mellett is minél rövidebb idő alatt elvégezhető képzésre is szüksége van, így a Pécsi Tudományegyetemmel és a Magyar BIM Szövetséggel együttműködésben a Kar BIM menedzser szakirányú továbbképzési szak létesítését és indítását tervezi a 2020/21-es tanév őszi félévétől. Az alapképzés BIM specializációjához hasonlóan ez a képzés is gyakorlatorientált lesz, melyben szintén közreműködnek az adott szakterületen kiemelkedő hazai cégek. A specializációhoz kiépített infrastruktúra (számítógépes labor a szükséges BIM szoftveres környezettel) a szakirányú továbbképzést is kiszolgálja. Bemeneti feltétel építőmérnöki vagy építészmérnöki alapszakon, mesterszakon vagy osztatlan képzésben szerzett oklevél lesz és a képzés BIM szakmérnöki diplomával zárul.

 

Új oktatási módszertan a BME építőmérnöki képzésein

Új oktatási módszertan alkalmazásának számos motivációja lehet, ezek közül a BME Építőmérnöki Kar az alábbiak miatt döntött úgy, hogy folyamatosan minden szinten átalakítja képzéseinek oktatási technikáit:

  • A Z és alfa generáció számára a 15 éve még hatékonyan működő hagyományos oktatási módszertan a frontális előadásokkal, gyakorlatokkal, házi feladatokkal már kevésbé befogadható.
  • A hallgatók egyre nagyobb arányban dolgoznak már az alapképzés ideje alatt is. Ez egy olyan körülmény, amire az egyetemnek nincs ráhatása, ehhez alkalmazkodni kell. A BME a hazai mérnöki minőség fenntartása érdekében a nappali képzési rendszerről nem mond le, de képes azt forradalmasítani oly módon, hogy a kor kihívásainak megfeleljen.
  • A tananyag folyamatos bővülésével, a technológiai újítások követésével egyre kevesebb idő marad a tanulmányok megemésztésére, leülepedésére. Ebben és egyes kompetenciák önálló megszerzésében a hallgatóknak segítségre van szükségük.
  • A 14+6 hetes félévekben a hallgatók tanulmányi terhelése nem egyenletes, kihasználatlan és erősen túlterhelt időszakokkal tarkított. Az oktatási módszertan segíthet a terhelés egyenletes elosztásában.
  • Általános tapasztalat, hogy az alapképzésen nagyon heterogén hallgatói csoportokat tanítunk. A lemorzsolódás csökkentése és az eleve alacsony hallgatói létszámok miatt minél inkább egyénre szabható, egyéni képességeket és tanulási sebességet figyelembe venni képes oktatási módszertan alkalmazása szükséges, melyre számos nemzetközi példa áll rendelkezésre. A Karnak ennek minél kifinomultabb alkalmazásához megvannak a szükséges oktatási eszközei.

Az új mesterképzési szak és az új BIM specializáció létrehozása, azok informatikai hangsúlya, valamint az egyre szélesebb körben használt digitális oktatási technológiák (learning management systems, LMS), a karon évek óta használt online oktatási keretrendszer együttesen lehetőséget adnak a kevert tanulást (blended learning) támogató oktatási módszertan bevezetésére. Cél, a hagyományos oktatási technikák és az e-learning technológiák optimális keverése, kombinálása az egyéni tanulási hatékonyság növelésére. Egy saját igényekre szabott, Moodle-alapú LMS oktatási keretrendszert már évek óta sikerrel használunk a Karon, az oktatók itt osztják meg az oktatásszervezéshez szükséges információkat, tananyagokat, hirdetményeket a hallgatókkal, és itt is vezetik a tantárgyak értékeléseit. A rendszer alkalmas házi feladatok begyűjtésére, zárthelyi dolgozatok megíratására is, a szakdolgozatok elektronikus beadására/értékelésére, így az oktatás egyre inkább papírmentessé válik. A negatív mellékhatásokat sem szabad eltitkolni, a hasonló elektronikus rendszerek átgondolatlan alkalmazása személytelenné teheti az oktatást, ezért a Kar igyekszik elkerülni a hallgató-oktató közti kapcsolat indokolatlan mértékű csökkentését, hiszen ez adja a BME nappali képzéseinek legfontosabb értékét. Számos oktatónk alkalmaz digitális oktatási eszközöket arra, hogy órán „szondázza” a hallgatókat, telefonjuk használatával inspirálja őket az együtthaladásra, az értő figyelésre. Az eszközök tehát rendelkezésre állnak, a tárgyakat a tananyag tartalmának változtatása nélkül azonban át kell dolgozni, hogy a kevert tanulásra alkalmasak legyenek. Az alábbiakban Karunk ezen területre érvényes célkitűzéseit határozzuk meg:

  • A kontaktóra a szemlélet, tudás és ismeretanyag átadásának helye legyen, a tananyag elmélyítése, begyakorlása a hallgató feladata. Ehhez otthon álljon rendelkezésre minden segédanyag, ezek lehetnek pl. elektronikus jegyzetek, forrás gyűjtemények, szoftverek oktatási verziói, gyakorló feladatsorok.
  • A kontaktórán a legfontosabb, kihagyhatatlan, az adott tárgy tantárgyi adatlapján is rögzített kompetenciák átadása a cél, egyes ismeretkörök teljes tananyagának megtanulása a hallgatóra bízható, ahogy majd az iparban is történik. Ezen tananyagra konzultáció, segédanyagok és teljesítményértékelés biztosítása azonban az oktatók feladata.
  • Az önálló gondolkodás és munka, valamint a csapatban végzett tevékenységek, dokumentációs készségek fejlesztése, előadási és kommunikációs készségfejlesztés szükséges, hogy a reguláris tananyag része legyen. Ezen kompetenciákat nem lehet csak elkülönült tárgyakban megszerezni, ezeket a meglévő tárgyakba kell építeni.
  • Egyre hangsúlyosabb a nyelvismeret, idegen nyelvű anyagok megértésének és feldolgozásának képessége, akár angol nyelvű tárgyalási készség elsajátítása is. Ha alapképzésen nem is szükséges az angol középfokú nyelvvizsga, a képzés során a felsőbb éveken elvárás lehet angol nyelvű anyagok feldolgozása, munka angol nyelvű szoftverkörnyezetben.
  • A féléves terhelés egyenletes elosztásához a hallgatóknak lehetőséget kell adni folyamatos szintfelmérésre, ahol saját tudásuk, képességeik szintjéről kaphatnak visszajelzést, ezáltal időben kapnak tájékoztatást arról, ha lemaradtak vagy valamilyen részterületen fejlesztésre van szükségük. Az online oktatási keretrendszerek erre lehetőséget adnak, oktatói beavatkozás nélkül lehet folyamatos diagnosztikus értékeléseket folytatni. Ezen felmérések folyamatos visszajelzést adnak az oktatóknak is, milyen gyorsan, milyen ritmusban haladhatnak a tananyaggal, hol van szükség több magyarázatra, hol lehetne gyorsabban haladni.
  • Egyes ismeretkörök kooperatív képzés keretében, cégnél is megtanulhatók. Együttműködési megállapodás alapján, oktatók által ellenőrzött tematikával, a cégnél végzett feladatokban megszerzett kompetenciák az egyetemi tanulmányokban elismertethetők. Ezek lehetnek akár teljes tantárgyak, vagy egyes tantárgyakban adott részteljesítmények.
  • Az oktatásnak sikerorientáltnak kell lennie. A képzés bizonyos tekintetben egy szolgáltatás, melyet a hallgató ügyfelek (és szüleik) vásárolnak az egyetemtől. Az építőmérnökség szerethető, alkotások útján sikerélményt biztosító, inspiráló szakma. A szakmát megszerettetni csak sikerélményt biztosító képzéssel lehet, a hallgatót nem csak terhelni kell, hanem inspirálni, szabadságot adni a kiteljesedésnek, ezáltal kikövezni az útját a szakmai sikerekhez, és biztosítani az élethosszig tartó tanulás kompetenciáját. Az építőmérnök szakmában az egyetemi kapcsolatok és a végzés utáni karral való kapcsolat is meghatározó. Ezt segítheti olyan módszertan, mely figyelembe veszi az egyéni igényeket, tanuláshoz való hozzáállást.

A cikkben részletezett megújulás és jövőbeni fejlesztési tervek a BME Építőmérnöki Kar képzésfejlesztésének első lépései, melyeket az ipari és piaci partnerek, valamint a gazdaságirányítás igényei alapján és velük szoros együttműködésben hajtottunk, hajtunk végre a jövőben. A fentiek alkalmat adnak a képzők képzésére, az oktatási módszertan tananyagának kidolgozására, az alkalmazott módszerek tesztelésére, hogy a 2020-as években megvalósítandó tantervfejlesztésekbe a fenti területeknek és módszereknek a minden szereplő – hallgató, oktató-kutató, ipar, gazdaságot felügyelő és irányító szervezetek – által a lehető legjobbra értékelt verziói kerüljenek beépítésre.