裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地思路研究與技術(shù)實(shí)踐

□ 吳 丹 劉學(xué)軍

1 裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)背景

2015年11月，《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》發(fā)布，提出到2020年裝配式建筑占新建建筑的比例達(dá)到20%以上，到2025年裝配式建筑占新建筑的比例達(dá)到50%以上。2016年9月，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》發(fā)布，明確提出了大力發(fā)展裝配式建筑的方案和支持政策。緊接著各省出臺(tái)了與裝配式建筑相關(guān)的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)基地、教學(xué)改革、優(yōu)惠政策等方面的文件。廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院是廣西唯一一所公辦建筑類高職院校，每年為廣西輸送大批建筑類專業(yè)技能人才。廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)專業(yè)原有的實(shí)訓(xùn)基地均是針對(duì)傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)而規(guī)劃、布置和建設(shè)。建筑工程技術(shù)專業(yè)的職業(yè)教育目標(biāo)是為建筑業(yè)一線培養(yǎng)施工、管理、技術(shù)的專門人才，如果只開設(shè)裝配式建筑理論課程而沒有與之相關(guān)的裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地，理論與實(shí)訓(xùn)不相結(jié)合，則培養(yǎng)裝配式建筑技能人才會(huì)成為空談。有人建議裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地可以建在相關(guān)的裝配式建筑企業(yè)，但這涉及交通距離、住宿、安全等問題，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看難以解決裝配式建筑的實(shí)訓(xùn)教學(xué)問題。因此，學(xué)校結(jié)合建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)形勢(shì)下建筑工程技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，通過全面考慮，決定加大校企合作力度，投入資金與場(chǎng)地建設(shè)適應(yīng)當(dāng)前及未來(lái)裝配式建筑發(fā)展的綜合性實(shí)訓(xùn)基地。該基地涉及裝配式建筑構(gòu)件認(rèn)知、裝配式建筑流水線生產(chǎn)工藝及多媒體展示、裝配式建筑吊裝和安裝、真實(shí)建成的裝配式工法樓（多層小型房屋）以展示其建筑構(gòu)造等，既為廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院建筑工程技術(shù)類專業(yè)的裝配式建筑實(shí)訓(xùn)服務(wù)，也為合作企業(yè)以及學(xué)校開展相關(guān)建筑技術(shù)技能人才培訓(xùn)提供場(chǎng)所和設(shè)施，同時(shí)為教師和企業(yè)技術(shù)人員申報(bào)課題、開展科研活動(dòng)提供有力支撐。

2 裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的思路研究

裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的建設(shè)以提高學(xué)生裝配式建筑技能為核心，同時(shí)與相關(guān)理論課程有機(jī)結(jié)合，形成理論與實(shí)踐一體化的多功能實(shí)訓(xùn)基地。

2.1 借助多媒體和仿真軟件初步了解裝配式建筑工藝

利用多媒體展示真實(shí)的工藝流程，用三維仿真軟件完整展示實(shí)際工藝難以體現(xiàn)的細(xì)節(jié)，多媒體和三維仿真軟件展示裝配式建筑的內(nèi)容包括模具配備、構(gòu)件制作、蒸汽養(yǎng)護(hù)、質(zhì)量檢驗(yàn)、出廠運(yùn)輸、吊裝和安裝就位、固結(jié)灌漿、局部現(xiàn)澆等方面。在學(xué)生接觸真實(shí)的裝配式建筑施工工藝流程之前，缺乏安全意識(shí)和無(wú)動(dòng)手操作經(jīng)驗(yàn)，通過多媒體和三維仿真軟件使學(xué)生如同身臨其境，初步了解裝配式建筑概貌，為之后的系列實(shí)訓(xùn)做好基本認(rèn)知和心理準(zhǔn)備。

2.2 基于實(shí)踐開展與職業(yè)崗位匹配的特色工種實(shí)訓(xùn)

裝配式建筑理論知識(shí)在描述工藝過程時(shí)，許多專業(yè)術(shù)語(yǔ)、機(jī)械設(shè)備、工藝細(xì)節(jié)、圖紙等對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)難以建立概念也難以理解，與其他專業(yè)知識(shí)相比，實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)裝配式建筑很重要。如果只局限在書本理論而不與實(shí)際的工作情境結(jié)合，學(xué)生在學(xué)習(xí)壓力偏大的同時(shí)，幾乎達(dá)不到實(shí)際工作的技能要求。所以，有必要采用行動(dòng)導(dǎo)向和情境教學(xué)的方法，而這類方法在教學(xué)過程中將學(xué)生帶到真實(shí)的裝配式構(gòu)件生產(chǎn)基地和裝配式建筑施工工地，存在往返時(shí)間、空間不便和學(xué)生安全管理等問題。因而，參照裝配式建筑的整體流程，在學(xué)校建設(shè)實(shí)訓(xùn)基地，開設(shè)與裝配式建筑職業(yè)崗位相對(duì)應(yīng)的實(shí)訓(xùn)工種，讓學(xué)生體驗(yàn)真實(shí)操作的實(shí)踐特色，將吸引學(xué)生的注意力，鍛煉其理論與實(shí)際相結(jié)合的技能，既能理解理論知識(shí)又能培養(yǎng)職業(yè)素養(yǎng)。

2.3 校企共建共享動(dòng)態(tài)實(shí)訓(xùn)資源

如果學(xué)校獨(dú)自建設(shè)裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地，將面臨以下幾個(gè)方面的問題：（1）參與建設(shè)的專業(yè)教師對(duì)裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的總體性布局缺乏工程視野，并對(duì)工藝流程的關(guān)鍵細(xì)節(jié)理解不透徹。（2）裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地涉及的工藝環(huán)節(jié)多、投資大，學(xué)校在流程設(shè)計(jì)和資金方面也不一定能夠勝任。（3）目前，我國(guó)裝配式建筑剛剛起步，將來(lái)的發(fā)展和升級(jí)是必然趨勢(shì)，如何預(yù)留動(dòng)態(tài)改善的空間，也是學(xué)校難以確定的事情[1]。學(xué)校有必要主動(dòng)與裝配式建筑設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工的企業(yè)建立校企合作關(guān)系，一是可以與相關(guān)企業(yè)合作，在技術(shù)、資金投入方面建立利益共同體；二是既可以對(duì)在校學(xué)生進(jìn)行職業(yè)技能實(shí)訓(xùn)，又可以給合作企業(yè)提供職工普通培訓(xùn)和技能提升訓(xùn)練；三是可以對(duì)校企共建以外的企業(yè)和政府提供職業(yè)崗位培訓(xùn)和勞動(dòng)力轉(zhuǎn)移培訓(xùn)，達(dá)到收益共享[2]；四是學(xué)校專業(yè)教師和企業(yè)技術(shù)人員以此基地為基礎(chǔ)，合作研究開發(fā)應(yīng)用性技術(shù)和工藝；五是校企合作保持動(dòng)態(tài)過程，可以隨時(shí)將裝配式建筑技術(shù)改進(jìn)產(chǎn)生的新規(guī)范、新標(biāo)準(zhǔn)、新工藝加入到原有的實(shí)訓(xùn)基地，使該基礎(chǔ)隨著建筑業(yè)的發(fā)展而保持動(dòng)態(tài)更新和持續(xù)性活力[3]。

3 裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的技術(shù)實(shí)踐

通過調(diào)查研究，學(xué)校選擇在裝配式建筑領(lǐng)域?qū)嵙^強(qiáng)的兩家公司，一家是全國(guó)知名的裝配式建筑全產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，具有豐富的海內(nèi)外裝配式建筑總承包經(jīng)驗(yàn)，另一家是在校企合作裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)方面具有領(lǐng)先經(jīng)驗(yàn)的建筑科技公司。學(xué)校與兩家公司簽訂了裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地建設(shè)的校企合作協(xié)議，三方共同進(jìn)行實(shí)訓(xùn)基地的設(shè)計(jì)與軟硬件落地實(shí)施。

3.1 實(shí)訓(xùn)基地設(shè)計(jì)簡(jiǎn)述

設(shè)計(jì)和建造一座真實(shí)的裝配式建筑工法樓，該樓為兩層普通住宅，每層使用面積70余平方米，每層兩房一廳且?guī)N衛(wèi)，有上人屋面和女兒墻。圍繞該工法樓展開其他相關(guān)建設(shè)，主要分為裝配式建筑初步認(rèn)知廳、裝配式建筑設(shè)計(jì)廳、裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)廳、裝配式建筑構(gòu)件吊裝和安裝廳四大部分。裝配式建筑初步認(rèn)知廳是對(duì)該兩層工法樓進(jìn)行全方位認(rèn)知；裝配式建筑設(shè)計(jì)廳是對(duì)已有的兩層工法樓進(jìn)行復(fù)述性設(shè)計(jì)訓(xùn)練；裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)廳是對(duì)該兩層工法樓的構(gòu)件進(jìn)行復(fù)述性生產(chǎn)訓(xùn)練；裝配式建筑構(gòu)件吊裝和安裝廳是對(duì)該兩層工法樓的構(gòu)件進(jìn)行復(fù)述性施工訓(xùn)練。它們的相互關(guān)系見圖1。

圖1 裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地各大部分關(guān)系圖

3.2 實(shí)訓(xùn)基地建成后的功能

3.2.1 裝配式建筑工法樓

通過現(xiàn)成的裝配式建筑工法樓，展示裝配式各體系結(jié)構(gòu)構(gòu)件安裝、防水施工、裝飾施工等工法節(jié)點(diǎn)。在工法樓可學(xué)習(xí)裝配式施工現(xiàn)場(chǎng)臨時(shí)支撐連接工具、使用方法、各構(gòu)件構(gòu)造形式、后續(xù)工程施工處理等，在工法樓一層客廳可觀看施工工藝展示、知識(shí)點(diǎn)及試題。裝配式建筑工法樓見圖2。

3.2.2 裝配式建筑初步認(rèn)知廳

通過裝配式建筑教學(xué)視頻、虛擬仿真技術(shù)、聲光電沙盤、模型沙盤展示裝配式的發(fā)展歷程、設(shè)計(jì)過程、生產(chǎn)過程和施工過程等專業(yè)教學(xué)信息，使學(xué)生全方位的了解裝配式建筑行業(yè)情況以及對(duì)裝配式建筑全過程有了初步的認(rèn)識(shí)。裝配式建筑初步認(rèn)知廳見圖3。

3.2.3 裝配式建筑設(shè)計(jì)廳

通過虛實(shí)對(duì)照、VR技術(shù)的植入，改變枯燥無(wú)味的教材，VR系統(tǒng)讀取知識(shí)內(nèi)容，形成模型配套圖文、視頻動(dòng)畫等。學(xué)生通過VR系統(tǒng)了解圖紙和實(shí)物的對(duì)應(yīng)關(guān)系，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)專業(yè)知識(shí)牢固掌握程度。同時(shí)，設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)工位的電腦安裝有BIM軟件，教師通過該軟件演示裝配式構(gòu)件深化設(shè)計(jì)過程，帶領(lǐng)學(xué)生學(xué)習(xí)裝配式建筑的構(gòu)件設(shè)計(jì)。

3.2.4 裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)廳

該實(shí)訓(xùn)空間設(shè)置仿真工位操作臺(tái)、機(jī)械臂模擬系統(tǒng)以及生產(chǎn)工藝流程展板等。教師對(duì)照生產(chǎn)工藝流程展板講解混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)過程中各機(jī)具設(shè)備的操作要點(diǎn)及功能，學(xué)生通過二維碼掃描節(jié)點(diǎn)工具墻獲取資源庫(kù)預(yù)制生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)專業(yè)知識(shí)及使用操作臺(tái)和模擬系統(tǒng)操作裝配式建筑生產(chǎn)的流水線，操作步驟可在設(shè)備專用顯示器上顯示，有利于清晰地判斷操作的正確性。裝配式建筑部分構(gòu)件生產(chǎn)廳見圖4。

圖2 裝配式建筑工法樓

圖3 裝配式建筑初步認(rèn)知廳

圖4 裝配式建筑部分構(gòu)件生產(chǎn)廳

3.2.5 裝配式建筑構(gòu)件吊裝安裝廳

該實(shí)訓(xùn)空間展示裝配式建筑施工過程中所需的特殊材料、專業(yè)機(jī)具、裝配式混凝土建筑的施工要點(diǎn)和難點(diǎn)，便于學(xué)生全面掌握裝配式建筑施工過程各項(xiàng)技能和知識(shí)。采用等比例及輕量化材質(zhì)的裝配式構(gòu)件對(duì)學(xué)生進(jìn)行崗前訓(xùn)練，利用軌道龍門吊真實(shí)還原施工現(xiàn)場(chǎng)吊裝、就位、安裝、灌漿等工藝流程，讓學(xué)生親臨其境體驗(yàn)和掌握工地現(xiàn)場(chǎng)施工技術(shù)。裝配式建筑構(gòu)件吊裝安裝廳見圖5。

圖5 裝配式建筑構(gòu)件吊裝安裝廳

4 結(jié)語(yǔ)

該實(shí)訓(xùn)基地自投入使用近一年來(lái)，對(duì)學(xué)校建筑類專業(yè)尤其建筑工程技術(shù)專業(yè)學(xué)生在相應(yīng)實(shí)訓(xùn)課程環(huán)節(jié)進(jìn)行了實(shí)習(xí)實(shí)踐。同時(shí)接待6批裝配式建筑產(chǎn)業(yè)工人和基層技術(shù)及管理人員培訓(xùn)班，接待區(qū)內(nèi)外40多所本科及中高職院校師生來(lái)訪參觀。專業(yè)教師、學(xué)生、學(xué)員給予裝配式建筑實(shí)訓(xùn)基地的反饋意見主要有以下幾點(diǎn)：一是培養(yǎng)了他們熟悉裝配式建筑“設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、施工”一體化過程；二是在關(guān)鍵工位能夠進(jìn)行反復(fù)訓(xùn)練，有利于提高熟練度；三是將信息化技術(shù)和BIM技術(shù)融入了實(shí)訓(xùn)過程；四是創(chuàng)造“虛實(shí)結(jié)合”情境呈現(xiàn)和再現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)內(nèi)容，使學(xué)生在親歷過程中理解并掌握技能。今后，該基地將按照國(guó)家及行業(yè)提出大力培養(yǎng)更多適用建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展需求的技術(shù)技能型人才和管理人才的號(hào)召，通過校企共建共享合作，建立有利于培養(yǎng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)技能人才和產(chǎn)業(yè)工人隊(duì)伍的長(zhǎng)效機(jī)制，達(dá)到學(xué)校、學(xué)生、企業(yè)、政府等多方共贏，以實(shí)現(xiàn)更好的辦學(xué)效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。