装配式建筑教学的研究与应用

◇内江职业技术学院 陈 彬 姚锡伟 何玉凤

目前高职院校装配式建筑存在教学资源不足、实训条件不足、资金有限、学生学习积极性不高等问题，探索一种装配式建筑教学体系，解决装配式建筑教学资源不足，真正达到产教融合、培养装配式技能人才的目的。

1 装配式建筑现状

随着行业转型，建筑工程由粗放式管理逐渐往工业化生产发展，导致国家对装配式建筑大力推广。新建工程中装配式建筑占比越来越大，装配率也越来越高。作为装配式建筑人才培养基地的高校，2021年教育部关于印发《职业教育专业目录（2021年）》提到：中职新增装配式建筑施工专业，高职新增装配式建筑工程技术专业，高职本科新增智能建造工程专业[1]，目的在于为装配式建筑培养人才。随着建筑产业结构不断转型升级[2]，尤其是装配式建筑与BIM技术的结合[3]，更是体现了高技能人才的紧张。企业对高职人才需求的数量越来越多，同时要求也越来越高[4]。企业对人才的需求，按相关统计占前三为：具有学习与创新能力、解决问题的能力和专业技能与岗位相符的能力[5]。装配式建筑人才需求是很大的，但是高职院校培养出高综合素质的学生难度不小。

2 装配式建筑教学现状

作为我国目前正在大力推广和新兴的一门新专业，相关课题研究有：罗佳宁等[6]进行了建筑工业化背景下的新型建筑学教育探讨；吴反反等[7]研究了BIM技术在装配式建筑中的应用研究，吴国雄等[8]提出对接装配式建筑产业链的专业集群人才培养体系创新与实践。装配式建筑还是集中在装配式结构技术等方面的研究。装配式建筑教学研究课题甚少，尤其是针对高职院校装配式建筑工程技术专业教学、实训与1+X证书融合的研究很少。项目式学习在高职院校装配式建筑专业如何开展还未进行深入的研究。目前装配式建筑教学主要存在以下问题。

（1）实训教师工程实际经验不足，教学资源不全。目前装配式教师师资不足。不管理论教学还是实训指导，经验都不足，缺少双师型教师，教学内容不全。尤其是装配式建筑和BIM结合，对软件操作要求更高，高职院校教师普遍对建筑信息模型BIM系列软件、装配式深化设计软件操作不熟练，更是缺少BIM建模的实际工程经验，导致教学质量不高。

（2）实训项目单一，教学效果不佳。实训教学资源不足，目前高职院校开展装配式专业多集中参观模型，建立装配式PC工法楼供参观学习用，不能展现装配式建筑更多细节；构件吊装只是模拟构件吊装，教学模式没能把装配式建筑从设计、施工、构件制作统一协调。

（3）校企合作困难。尽管国家积极推荐高职院校校企合作改革，但是在实际操作中遇到较大困难。企业无利可图，高职院校资金不足，推动起来非常困难。多种原因导致高职院校在培养真正装配式建筑技能型人才方面，实训课时不足，不能真正学习到专业技能知识，更与企业岗位需求相差甚远。

培养装配式建筑专业技能型人才，需要长时间的研究和探索。如何创建一种自主、适用、经济、安全又能满足市场岗位需求的装配式建筑教学模式是高职院校急需解决的问题。

3 基于真实装配式建筑的教学实践

3.1 初步设计阶段

初期派遣具有丰富工程实际经验的专职教师到企业学习装配式建筑专业知识，掌握装配式建筑结构与构造、施工技术、深化设计软件等专业知识，为装配式建筑专业培养的教师，具备装配式建筑设计施工的能力。装配式建筑实体项目初步方案为建设长12.6m，宽7.1m，高6.0m，层高3.0m，二层实体装配式PC工法楼。经测算，最重的预制外墙重达5T。对于教学来说，构件制作过大，预制构件过重，吊装存在重大安全隐患，不利于教学。

3.2 实施方案设计阶段

第二轮经过系部专家讨论后决定：采用轻量化、可重复使用为原则进行设计；同时装配式建筑具有可拆卸、可组装、可升级的功能，既经济又安全，更能充分展示装配式建筑的施工节点的原则进行设计。

定稿方案为：长5.8m，宽3.3m，高1.2m，建筑面积约20m2的钢筋装配式建筑，构件不浇筑混凝土，尽量展示装配式构件内部钢筋构造以及后浇连接构造节点。运用BIM技术进行三维建模，再采用装配式深化设计软件对构件进行深化设计，达到施工图出图精度要求。装配式建筑模型包括剪力墙结构、框架结构；预制构件包括预制外墙板6块、预制内墙板2块、预制柱2个、预制梁5个、叠合板5个、预制楼梯1个、阳台板1个、空调板1个，共计23个预制构件，剪力墙L型、T型、一字型、端柱等后浇节点8个。初步设计方案三维模型详见图1；实施方案装配式模型详见图2。

图1 初步设计方案三维模型

图2 实施方案装配式模型

3.3 真实建造阶段

选取本学院20个学生作为一班，在专业教师带领下，建造“装配式建筑钢筋工法楼”项目。项目实施阶段包括装配式建筑深化设计、构件制作与运输、构件安装、节点连接、质量验收五个环节。同时，让新进教师参与学习和实训，达到培养新教师教学、实训能力。

实训阶段选取装配式建筑施工技术专业20个学生作为一班，项目实施中根据学生特点、以及产教融合施工单位工种进行分类分组：设计组、构件制作组、安装组、质检组；先由专业老师对设计组进行为期2个星期的深化设计专项训练；队长和副队长进行识图、下料专项训练。后期实施时再由队长、副队长对所负责的组队进行制作、安装专项训练，全面发挥学生的能动性，专业教师只在过程中进行纠正和解决学生提出实际出现的问题，充分发挥项目式学习的优势，让学生全方位参与其中。具体分组如下：

队长1名（分管设计组和质检组），副队长2名（分别分管构件制作组和安装组）。

设计组（3人）工作任务：按既定“装配式建筑钢筋工法楼”模型采用Autodest Revit进行三维建模、建模大师装配式深化设计软件深化设计、施工图出图；并在项目实施时，给予构件制作组、安装组技术指导；对图纸中的疑问进行答疑，同时在实施时反映的设计问题进行修改和优化。

构件制作组（6人）工作任务：根据施工图编制材料计划、编制钢筋料表、钢筋加工；

安装组（6人）工作任务：测量放线、构件钢筋绑扎、构件安装、后浇节点钢筋安装、脚手架搭设、模板支设；质检组（2人）工作任务：检查测量放线、钢筋加工质量、钢筋绑扎质量、构件安装质量、脚手架模板质量；验收表格填写。

最终完成装配式建筑钢筋实体模型效果图详见图3、图4。

图3 装配式建筑实体模型

图4 装配式建筑实体模

4 总结

4.1 基于项目式学习更能发挥学习的能动性

从项目式学习模式中，学生在解决实际问题中能够获得真实经验[9]。以学生为中心，分组分梯队实施项目。分组由队长-副队长-组员，专业梯队由设计组-构件制作组-构件安装组-质量组的组成，各组之间协调配合完成项目。充分发挥项目式学习的灵活性，结合学生自身兴趣及能力，有效发挥学生能动性，调动学生积极性，培养遇到问题解决问题的能力。让学生在实际项目实践中学习装配式专业知识。高职院校重点培养技能性人才，而项目式学习在培养技能方面有着得天独厚的优势，此方式非常适合高职院校在装配式建筑专业乃至其他专业人才技能培养。从装配式建筑深化设计、识图、施工技术、实操训练等项目式学习，全面培养装配式技能人才。

4.2 与产教融合高度融合

岗位设置与建筑工程施工工作岗位完全匹配，从设计、施工、验收等关键工作进行分配。与施工企业岗位设计员、施工员、材料员、质检员、资料员等专业岗位需求从发，培养学生的专业能力，培养能做、会做、符合企业岗位要求的技能人才，具有一定的工匠精神和吃苦耐劳的品质，毕业后能快速适用岗位的能力，为更快的独立承担项目打下坚实的基础。

4.3 与1+X证书制度融合

深度融合“1+X装配式建筑构件制作与安装”证书，从项目式一站式学习装配式深化设计、施工技术、预制构造制作与安装，分批分梯队达到装配式1+X证书初级、中级、高级的要求。

4.4 与BIM技术结合

装配式+BIM技术可为最佳搭配，BIM技术三维建模[10]，能更直观形象的反映构造内部、节点连接、构件冲突等情况。有效提前根据三维模型反映的问题进行修改优化。项目实施时，三维模型直观的指导理论学习和实操训练。

4.5 课程开设

高职装配式建筑工程技术专业涉及专业核心课程包括：装配式建筑识图、装配式建筑构件制作与安装、装配式建筑施工技术、装配式建筑深化设计、装配式建筑计量与计价。各院校可根据自身学院情况，初级阶段可开设装配式建筑识图、装配式构件制作与安装；中级阶段可增设装配式建筑施工技术；高级阶段再增设装配式建筑深化设计、装配式建筑计量与计价课程。当然建筑工程结构与构造、CAD、BIM建模技术等课程可提前开设，为装配式专业作为专业基础课程。

4.6 教师培养

预制构件制作与安装、装配式识图、装配式建筑施工技术、装配式建筑深化设计，由简单到难逐步分批培养；同时必须具备实际操作能力。可让新进教师参与“装配式建筑”项目式学习其中，从理论和实操全面学习，培养高职院校高专业知识、高技能人才的双师型教师。