Sachverhalt:
A. A.a Der 1957 geborene B._ war ab 2. April 1980 als Bauarbeiter für die X._ AG, Bauunternehmung, tätig. Am 27. Januar 2005 fiel er beim Ausschalen einer Decke von der Bockleiter und zog sich dabei eine Commotio cerebri sowie eine Schulter- und Beckenkontusion rechts zu (Austrittsbericht des Spitals M._ vom 1. Februar 2005). B._ nahm seine Arbeit am 9. Juni 2005 zu 50 % und ab 1. Juli 2005 zu 100 % wieder auf. Beim Versuch, einen Stahlquerträger einzuschweissen, verlor B._ am 22. August 2006 das Gleichgewicht, stürzte unbehelmt aus einer Höhe von ungefähr fünf Metern in eine Baugrube und erlitt gemäss Austrittsbericht des Spitals S._ vom 18. September 2006 eine Distraktionsverletzung Th8/9 mit Processus-articularis- und Lamina-Fraktur, einen Vorderkantenabriss Th9, eine Thoraxkontusion mit Rippenfraktur Costa 8 links und 9 rechts und Sternumfraktur sowie ein Schädel-Hirntrauma mit Commotio cerebri und ausgedehnter Rissquetschwunde am Schädel frontal. Er wurde mit der REGA ins Kantonsspital S._ geflogen, wo am gleichen Tag eine Rückenoperation durchgeführt wurde. Die SUVA erbrachte für die Folgen beider Unfälle Versicherungsleistungen. Mit Verfügung vom 31. Juli 2008 stellte sie ihre Leistungen bezüglich der Ereignisse vom 27. Januar 2005 und 22. August 2006 mangels organisch nachweisbarer Unfallfolgen bei fehlender Unfallkausalität psychisch bedingter Beeinträchtigungen auf den 15. August 2008 ein, was mit Einspracheentscheid vom 17. Juli 2009 und mit Entscheid des Verwaltungsgerichts des Kantons Thurgau vom 14. Juli 2010 bestätigt wurde. In teilweiser Gutheissung der dagegen geführten Beschwerde hebt das Bundesgericht mit heutigem Datum den kantonalen Gerichtsentscheid vom 14. Juli 2010 und den Einspracheentscheid der SUVA vom 17. Juli 2009 auf und weist die Sache an die SUVA zurück, damit sie, nach erfolgter Abklärung im Sinne der Erwägungen, über den Leistungsanspruch des Beschwerdeführers ab 16. August 2008 neu verfüge; im Übrigen weist es die Beschwerde ab (Urteil 8C_780/2010).
A.b Am 20. Februar 2007 meldete sich B._ bei der Invalidenversicherung zum Leistungsbezug an. Die IV-Stelle des Kantons Thurgau gewährte Beratung und Unterstützung bei der Stellensuche (Arbeitsvermittlung; Mitteilung vom 13. Juni 2007). Nach erwerblichen und medizinischen Abklärungen sowie insbesondere gestützt auf die Ergebnisse einer polydisziplinären Expertise des Instituts Y._ vom 15. September 2009 lehnte die IV-Stelle einen Anspruch auf berufliche Massnahmen ab (Umschulung, Berufsberatung und Arbeitsvermittlung; Verfügung vom 2. Juni 2010). Mit zwei Verfügungen vom 18. August 2010 sprach sie B._ für die Zeit vom 1. August 2007 bis 31. August 2009 eine ganze Invalidenrente, basierend auf einem Invaliditätsgrad von 100 %, zu und verneinte einen Rentenanspruch ab 1. September 2009 unter Hinweis auf einen Invaliditätsgrad von 9 %.
B. Gegen die Ablehnung der beruflichen Massnahmen (Verfügung vom 2. Juni 2010) und die Befristung der Invalidenrente (Verfügungen vom 18. August 2010) liess B._ Beschwerde erheben. Das Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau vereinigte die beiden Verfahren und wies die Beschwerde betreffend berufliche Massnahmen ab, während es in teilweiser Gutheissung der Beschwerde betreffend Invalidenrente den Anspruch auf eine ganze Rente bis 30. November 2009 bejahte (Entscheid vom 19. Januar 2011).
C. B._ lässt Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten führen mit dem Antrag, es sei ihm über den 30. November 2009 hinaus eine ganze Rente zu gewähren und es seien ihm berufliche Massnahmen "(insbesondere Umschulungsmassnahmen) zuzusprechen und die Vorinstanz, eventualiter das Amt für AHV und IV des Kantons Thurgau, sei zur entsprechenden Leistungsausrichtung anzuweisen"; eventuell sei die Sache zur Neubeurteilung an das kantonale Gericht oder an die Verwaltung zurückzuweisen.
Während die Vorinstanz auf Abweisung der Beschwerde schliesst, verzichten die IV-Stelle (unter Hinweis auf den kantonalen Gerichtsentscheid) und das Bundesamt für Sozialversicherungen auf eine Vernehmlassung.
Erwägungen:
1. Die Beschwerde in öffentlich-rechtlichen Angelegenheiten kann wegen Rechtsverletzungen gemäss Art. 95 f. BGG erhoben werden. Das Bundesgericht wendet das Recht von Amtes wegen an (Art. 106 Abs. 1 BGG). Es ist folglich weder an die in der Beschwerde geltend gemachten Argumente noch an die Erwägungen der Vorinstanz gebunden; es kann eine Beschwerde aus einem anderen als dem angerufenen Grund gutheissen und es kann eine Beschwerde mit einer von der Argumentation der Vorinstanz abweichenden Begründung abweisen. Immerhin prüft das Bundesgericht, unter Berücksichtigung der allgemeinen Begründungspflicht der Beschwerde (Art. 42 Abs. 1 und 2 BGG), grundsätzlich nur die geltend gemachten Rügen, sofern die rechtlichen Mängel nicht geradezu offensichtlich sind. Es ist jedenfalls nicht gehalten, wie eine erstinstanzliche Behörde alle sich stellenden rechtlichen Fragen zu untersuchen, wenn diese vor Bundesgericht nicht mehr vorgetragen werden (Urteil 8C_934/2008 vom 17. März 2009 E. 1 mit Hinweisen, nicht publ. in: BGE 135 V 194, aber in: SVR 2009 UV Nr. 35 S. 120). Das Bundesgericht legt seinem Urteil den Sachverhalt zugrunde, den die Vorinstanz festgestellt hat (Art. 105 Abs. 1 BGG) und kann deren Sachverhaltsfeststellung von Amtes wegen nur berichtigen oder ergänzen, wenn sie offensichtlich unrichtig ist oder auf einer Rechtsverletzung im Sinne von Art. 95 BGG beruht (Art. 97 Abs. 1, Art. 105 Abs. 2 BGG).
2. Die Vorinstanz hat die massgeblichen Rechtsgrundlagen, unter Berücksichtigung der intertemporalrechtlichen Fragen, die sich aufgrund der am 1. Januar 2008 im Rahmen der 5. IV-Revision erfolgten Rechtsänderungen stellen (vgl. Urteil 8C_829/2008 vom 23. Dezember 2008 E. 2.1 mit Hinweisen), zutreffend wiedergegeben. Es betrifft dies insbesondere die Bestimmungen und Grundsätze zum Begriff der Erwerbsunfähigkeit (Art. 7 ATSG [SR 830.1]) und der Invalidität (Art. 4 Abs. 1 IVG in Verbindung mit Art. 8 Abs. 1 ATSG), zum Anspruch auf eine Invalidenrente (Art. 28 IVG) und auf Eingliederungsmassnahmen in der Invalidenversicherung im Allgemeinen (Art. 8 IVG), sowie zur Umschulung auf eine neue Erwerbstätigkeit im Besonderen (Art. 17 Abs. 1 IVG), zur dafür erforderlichen Erheblichkeitsschwelle eines invaliditätsbedingten Minderverdienstes von etwa 20 % (BGE 124 V 108 E. 2b S. 110 mit Hinweisen; SVR 2006 IV Nr. 15 S. 53, I 18/05; vgl. auch BGE 130 V 488), sowie zum Beweiswert und zur Würdigung ärztlicher Berichte und Gutachten (BGE 134 V 231 E. 5.1 S. 232; 125 V 351 E. 3a S. 352). Darauf wird verwiesen.
3. 3.1 Nach umfassender Auseinandersetzung mit den medizinischen Akten gelangte die Vorinstanz zum nachvollziehbar begründeten Ergebnis, für körperlich leichte Tätigkeiten in wechselnder Position mit einem Hebe- und Traglimit von 10 kg, ohne Zwangshaltungen des Rumpfes und ohne regelmässige Überkopfbewegungen der Arme, ohne Arbeiten mit potenzieller Absturzgefahr bestehe eine zeitlich und leistungsmässig uneingeschränkte Arbeitsfähigkeit. Diese Beurteilung stützt sich namentlich auf das im Rahmen der medizinischen Abklärungen von der IV-Stelle eingeholte Gutachten des Instituts Y._ vom 15. September 2009. Die Experten des Instituts Y._ gehen davon aus, dass die bisherige, körperlich schwere Arbeit im Baugewerbe infolge des chronischen panvertebralen und zervikalen Schmerzsyndroms ohne radikuläre Symptomatik bei Status nach dorsolateraler Aufrichtespondylodese Th6-11, Distraktionsverletzung Th8/9 mit Processus-articularis- und Laminafraktur sowie Vorderkantenabriss Th9, unspezifischen Schwindelbeschwerden und Tinnitus nicht mehr zumutbar sei.
3.2 Die Tatsachenfeststellungen des kantonalen Gerichts, vorliegend namentlich die aus den medizinischen Akten gewonnene Erkenntnis, wonach spätestens ab Datum der Begutachtung (17. und 18. August 2009) eine uneingeschränkte Arbeits- und Leistungsfähigkeit in einer körperlich leichten Beschäftigung bestehe, ist im letztinstanzlichen Prozess grundsätzlich verbindlich. Im Rahmen der eingeschränkten Sachverhaltskontrolle (Art. 97 Abs. 1 BGG) ist es nicht Aufgabe des Bundesgerichts, die schon im vorinstanzlichen Verfahren im Recht gelegenen medizinischen Berichte neu zu würdigen und die rechtsfehlerfreie Sachverhaltsfeststellung des kantonalen Gerichts hinsichtlich der medizinisch begründeten Einschränkung des Leistungsvermögens und des Ausmasses der trotz gesundheitlicher Einschränkungen verbleibenden Arbeitsfähigkeit zu korrigieren (E. 1 hiervor). Soweit der Versicherte eine Verletzung des rechtlichen Gehörs und der Untersuchungsmaxime geltend macht, muss darauf hingewiesen werden, dass im Verzicht auf die Abnahme weiterer Beweise keine Verletzung des Anspruchs auf rechtliches Gehör liegt, wenn die im Rahmen des Untersuchungsgrundsatzes von Amtes wegen vorzunehmenden Abklärungen den Versicherungsträger oder das Gericht bei umfassender, sorgfältiger, objektiver und inhaltsbezogener Beweiswürdigung (BGE 132 V 393 E. 4.1 S. 400) zur Überzeugung führen, ein bestimmter Sachverhalt sei als überwiegend wahrscheinlich (BGE 126 V 353 E. 5b S. 360; 125 V 193 E. 2 S. 195, je mit Hinweisen) zu betrachten und es könnten weitere Beweismassnahmen an diesem feststehenden Ergebnis nichts mehr ändern (antizipierte Beweiswürdigung; BGE 136 I 229 E. 5.3 S. 236; 134 I 140 E. 5.3 S. 148; 124 V 90 E. 4b S. 94). Es lässt sich demgemäss nicht beanstanden, dass das kantonale Gericht nach umfassender Würdigung der ärztlichen Unterlagen davon ausgegangen ist, der rechtserhebliche Sachverhalt sei genügend abgeklärt worden. Die Ausführungen in der Beschwerdeschrift sind nicht geeignet, die Sachverhaltsfeststellung des kantonalen Gerichts als offensichtlich unrichtig oder unvollständig erscheinen zu lassen.
4. 4.1 Im angefochtenen Gerichtsentscheid wird mit Blick darauf, dass sich die Experten des Instituts Y._ retrospektiv zum genauen Zeitpunkt des Eintritts einer 100 %igen Arbeitsfähigkeit in einer leidensangepassten Tätigkeit nicht äussern konnten und deshalb eine solche "mit Sicherheit" erst ab Begutachtungsdatum (17. und 18. August 2009) attestiert haben, angenommen, seit dem zweiten Unfall vom 22. August 2006 bis 17./18. August 2009 sei der Beschwerdeführer nicht nur in der angestammten Beschäftigung sondern auch in einer Verweistätigkeit zu 100 % arbeitsunfähig gewesen. In Nachachtung von Art. 88a Abs. 1 IVV spricht die Vorinstanz dem Beschwerdeführer demgemäss ab 1. August 2007 bis 30. November 2009 eine ganze Invalidenrente zu. Für die Zeit ab 1. Dezember 2009 errechnet sie - bei einem Valideneinkommen von Fr. 67'758.26 für das Jahr 2009 und einem Invalideneinkommen von Fr. 61'385.64, ebenfalls für das Jahr 2009 (basierend auf der Lohnstrukturerhebung des Bundesamtes für Statistik [LSE] 2008, Tabelle A1, Total Männer, Anforderungsniveau 4, umgerechnet auf die betriebsübliche durchschnittliche Wochenarbeitszeit von 41,7 Stunden und in Berücksichtigung der Nominallohnentwicklung im Folgejahr von 2,1 %, aber ohne Leidensabzug) - einen Invaliditätsgrad von 9 % (zu den Rundungsregeln: BGE 130 V 121). Gestützt darauf verneint sie einen Rentenanspruch über den 30. November 2009 hinaus.
4. 4.1 Im angefochtenen Gerichtsentscheid wird mit Blick darauf, dass sich die Experten des Instituts Y._ retrospektiv zum genauen Zeitpunkt des Eintritts einer 100 %igen Arbeitsfähigkeit in einer leidensangepassten Tätigkeit nicht äussern konnten und deshalb eine solche "mit Sicherheit" erst ab Begutachtungsdatum (17. und 18. August 2009) attestiert haben, angenommen, seit dem zweiten Unfall vom 22. August 2006 bis 17./18. August 2009 sei der Beschwerdeführer nicht nur in der angestammten Beschäftigung sondern auch in einer Verweistätigkeit zu 100 % arbeitsunfähig gewesen. In Nachachtung von Art. 88a Abs. 1 IVV spricht die Vorinstanz dem Beschwerdeführer demgemäss ab 1. August 2007 bis 30. November 2009 eine ganze Invalidenrente zu. Für die Zeit ab 1. Dezember 2009 errechnet sie - bei einem Valideneinkommen von Fr. 67'758.26 für das Jahr 2009 und einem Invalideneinkommen von Fr. 61'385.64, ebenfalls für das Jahr 2009 (basierend auf der Lohnstrukturerhebung des Bundesamtes für Statistik [LSE] 2008, Tabelle A1, Total Männer, Anforderungsniveau 4, umgerechnet auf die betriebsübliche durchschnittliche Wochenarbeitszeit von 41,7 Stunden und in Berücksichtigung der Nominallohnentwicklung im Folgejahr von 2,1 %, aber ohne Leidensabzug) - einen Invaliditätsgrad von 9 % (zu den Rundungsregeln: BGE 130 V 121). Gestützt darauf verneint sie einen Rentenanspruch über den 30. November 2009 hinaus.
4.2 4.2.1 Der Beschwerdeführer ist der Ansicht, beim Invalideneinkommen sei der maximale leidensbedingte Abzug von 25 % zu berücksichtigen, da er keine Möglichkeit mehr habe, die bisherige Schwerarbeit, welche er seit der Einreise in die Schweiz im Jahr 1980 bei der gleichen Arbeitgeberin verrichtet habe, weiterhin auszuüben und weil er im Übrigen bereits 53 Jahre alt sei.
4.2.2 Ob ein (behinderungsbedingt oder anderweitig begründeter) Abzug vom Tabellenlohn vorzunehmen ist, stellt eine vom Bundesgericht frei überprüfbare Rechtsfrage dar (Urteil 8C_652/2008 vom 8. Mai 2009 E. 4, nicht publ. in: BGE 135 V 297). Dagegen ist die Höhe des Abzuges eine Ermessensfrage und daher letztinstanzlich nur bei Ermessensüberschreitung, -missbrauch oder -unterschreitung korrigierbar (BGE 132 V 393 E. 3.3 S. 399).
Unter dem Titel Beschäftigungsgrad wird bei Männern, welche gesundheitlich bedingt lediglich noch teilzeitlich erwerbstätig sein können, ein Abzug anerkannt. Damit soll dem Umstand Rechnung getragen werden, dass bei Männern statistisch gesehen Teilzeitarbeit vergleichsweise weniger gut entlöhnt wird als eine Vollzeittätigkeit (vgl. die nach dem Beschäftigungsgrad differenzierenden Tabellen T2* in der LSE 2006 S. 16 und T6* in der LSE 2004 S. 25; Urteile I 69/07 vom 2. November 2007 E. 5.1 und I 793/06 vom 4. Oktober 2007 E. 2; vgl. auch Urteil 8C_664/2007 vom 14. April 2008 E. 8.3). Dagegen rechtfertigt der Umstand, dass eine grundsätzlich vollzeitlich arbeitsfähige versicherte Person gesundheitlich bedingt lediglich reduziert leistungsfähig ist, an sich keinen Abzug vom Tabellenlohn (Urteil 9C_40/2011 vom 1. April 2011 E. 2.3.1). Das Bundesgericht hat bereits mehrmals die Frage gestellt, ob an dieser Rechtsprechung festzuhalten sei (SVR 2011 IV Nr. 31 S. 90, 9C_728/2009; SVR 2011 IV Nr. 37 S. 109, 9C_721/2010; SVR 2010 IV Nr. 28 S. 87, 9C_708/2009). Dies wurde in den zitierten Urteilen offen gelassen. Gründe für eine Praxisänderung (zu den Voraussetzungen: BGE 136 III 6 E. 3 S. 8; 135 I 79 E. 3 S. 82; 134 V 72 E. 3.3 S. 76) werden vom Beschwerdeführer nicht geltend gemacht. Es besteht daher kein Anlass zu einer vertieften Auseinandersetzung mit der fraglichen Rechtsprechung. Dass die Anzahl Dienstjahre nicht berücksichtigt wurde, lässt den angefochtenen Entscheid mit Blick auf das hier gegebene niedrige Anforderungsprofil bei Verweisungstätigkeiten nicht als rechtsfehlerhaft erscheinen (BGE 126 V 75 E. 5a/cc S. 79; Urteil 8C_668/2010 vom 15. März 2011 E. 7.2.2). Soweit sich der 1957 geborene Versicherte auf sein Alter beruft, ist dem entgegenzuhalten, dass sich dieses bei Männern im Anforderungsniveau 4 in seinem Altersbereich sogar lohnerhöhend auswirkt (LSE 2008 Tabelle A9; Urteil 8C_249/2010 vom 1. Juni 2010 E. 7.3.2). Andere Gründe für einen Abzug sind auch nicht ersichtlich. Es ist demzufolge nicht zu beanstanden, dass das kantonale Gericht keinen Leidensabzug vorgenommen hat.
5. Da der Invaliditätsgrad des Versicherten deutlich unter dem Richtwert von 20 % liegt (vgl. E. 2 hiervor), hat die Vorinstanz einen Anspruch auf Umschulung gemäss Art. 17 Abs. 1 IVG zu Recht nicht in Betracht gezogen. Entgegen der Ansicht des Beschwerdeführers kann unter diesen Umständen weder der Verwaltung noch dem kantonalen Gericht vorgeworfen werden, dass weitere Abklärungen (zu konkreten Umschulungsmöglichkeiten) unterblieben sind. Es sind keine Gründe ersichtlich, welche die Ablehnung eines Anspruchs auf Berufsberatung (Art. 15 IVG) bzw. auf Hilfe bei der beruflichen Neuorientierung als offensichtlich unrichtig erscheinen lassen könnten. Schliesslich ist der Versicherte für das Finden einer leidensangepassten Tätigkeit nicht auf die Hilfe der Invalidenversicherung angewiesen, da entsprechende Stellen auf dem ausgeglichenen Arbeitsmarkt in genügender Zahl gegeben sind, womit auch kein Anspruch auf Arbeitsvermittlung im Sinne von Art. 18 IVG besteht.
6. Das Verfahren ist kostenpflichtig (Art. 65 BGG). Dem Prozessausgang entsprechend sind die Gerichtskosten vom Beschwerdeführer als unterliegender Partei zu tragen (Art. 66 Abs. 1 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1. Die Beschwerde wird abgewiesen.
2. Die Gerichtskosten von Fr. 500.- werden dem Beschwerdeführer auferlegt.
3. Dieses Urteil wird den Parteien, dem Verwaltungsgericht des Kantons Thurgau und dem Bundesamt für Sozialversicherungen schriftlich mitgeteilt.
Luzern, 4. Juli 2011
Im Namen der I. sozialrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Die Gerichtsschreiberin:
Ursprung Berger Götz