基于虛實結合教學實訓平臺的裝配式建筑協同型人才培養

顧鎮媛羅威熊郁震吳坤

（1.南通大學交通與土木工程學院 江蘇南通 226019 2.西安三好軟件技術股份有限公司 陜西西安 710045）

0 引言

目前，建筑業在轉型發展方面做出諸多探索與實踐，裝配式建筑的大力發展是其重要的成果之一。裝配式建筑是指采用建筑設計標準化、構配件生產施工化、施工機械化和組織管理科學化這一系列現代化、大工業化的生產方式的建筑，具備施工技術先進、監督機制規范、施工工序簡單、經濟效益顯著等優點。隨著裝配式建筑行業的蓬勃發展，對該領域專業化操作工人和技術管理人才的渴求也在日益增長。目前，高等院校土建類專業的人才培養方案中一般并未設置有關裝配式建筑的內容，少數院校即使設置了相關內容也并沒有對其進行合理優化[1-2]。學生對裝配式建筑未經過系統的學習或者現場的觀摩，僅有的認知來自于學術會議、研討會、講座或者文獻等渠道。因此，如何盡快培養出一批批裝配式建筑協同型人才，以滿足社會和企業的迫切需要，已成為高等院校土建類專業亟待解決的難題。基于此，本文將采用虛實結合教學實訓平臺[3]，對裝配式建筑協同型人才培養模式進行一些探索。

1 裝配式建筑發展與人才培養現狀

自2016年以來，中共中央國務院陸續出臺多個相關文件以支持裝配式建筑的發展，對我國裝配式建筑的發展規劃和發展路徑具有戰略指導意義。相關文件指出到2025年全國裝配式建筑占新建建筑的比例須達到30%，重點發展城市群和Ⅰ型大城市（城區常住人口300萬以上500萬以下的城市）裝配式建筑建設，大力發展混凝土和鋼結構裝配式建筑，在條件適宜的地區倡導推廣現代木結構建筑。住建部也出臺了一系列有關裝配式建筑的國家標準、技術規程與管理辦法，如《裝配式混凝土結構建筑技術標準》、《裝配式鋼結構建筑技術標準》、《裝配式建筑評價標準》、《裝配式建筑示范城市管理辦法》等，對我國裝配式建筑的發展具有重要的推動作用。

根據有關數據統計，截止至2018年年底，我國建筑業從業人數達到近5600萬人，其中僅有20%的施工工作人員具有初中以上文化水平程度，且高級技工僅占1%左右，另外，技術管理人員和專業技術人員占比偏低，反映出我國建筑企業技術人才缺失情況嚴峻的不爭事實。學校是人才培養的主要基地，但尚未建立“裝配式人才”培養的平臺，社會和企業也缺乏培養技術工人的渠道，造成裝配式建筑相關管理人才和技術人才均極度缺乏的現狀[4-5]。同時，對于裝配式建筑而言，雖然在現澆混凝土、模板工程和鋼筋工程等方面減少了人工用量，但是在吊裝構件、套筒灌漿和節點連接等工序上的用工量大幅增加，并且施工難度也相應提高了，傳統的施工人員文化程度較低，缺乏裝配式建筑施工經驗，難以滿足裝配式建筑的施工要求。

2 基于虛實結合教學實訓平臺的協同型人才培養

2.1 虛實結合教學實訓平臺

南通大學與西安三好軟件技術股份有限公司實現產學合作協同育人項目等校企多層面深度合作。該公司研發的虛實結合教學實訓平臺，是通過虛擬仿真手段，建立建筑結構三維模型，實現工程施工現場的再現，將企業真實軟件開發全流程信息化管理與高等院校實訓教學管理相融合的教學信息化平臺。實訓平臺以目前施工現場常用的施工工藝和施工管理為主線，是以真實的施工項目為背景而開發的人機交互式、仿游戲操作模式的系統。

當使用該平臺實訓時，學生能夠身臨其境，參與并熟練掌握從開工準備到竣工驗收的項目施工全過程，在校內即可完成實習、實訓任務，從而達到有效融合教學內容與實踐計劃的目的。另外，實訓平臺建立了真實施工資料信息庫，從符合規范標準的圖紙方案、詳實的紙質施工記錄單到豐富的視頻資料和動畫，為師生順利完成實訓任務提供了大量的素材，在教學過程中可實現良好的虛實結合。整個實訓過程如下：根據平臺配套的實訓任務書和相關資料，學生按步驟操作完成每次實訓，并生成相應的實訓報告。

2.2 虛實結合教學實訓平臺的特色

2.2.1 三維模型

虛實結合教學實訓平臺包含了施工項目中的十大分項工程以及數百個施工節點，支持以PC端和WAP端為載體同步運行實體比例模型。當在實訓基地現場學習時，遇到不懂之處，可即刻打開手機中的實訓軟件，掃描構件旁張貼的二維碼，就可在實訓軟件中查閱該構件的三維模型、參數及動態施工過程視頻，做到及時學習。

2.2.2 四大模塊

虛實結合教學實訓平臺由教學資源模塊、工藝實訓模塊、微課模塊、考核模塊等四大模塊組成，立足于學校的實際需求，可滿足實訓、教學、考核多元化功能要求。

2.3 基于虛實結合教學實訓平臺的人才培養模式

針對目前我國裝配式建筑人才短缺的現狀，學校在相關人才培養前，應做好充分的調研與評估，進而制定出與企業需求相適應的人才培養方案。作為學校實施后續人才培養的基礎與前提，人才培養方案應當明確其人才培養目標，并深入融合裝配式建筑的發展現狀與發展趨勢，做到科學、合理。此外，必須建立有效的考核機制來保證人才培養方案的真正落實。參考人才培養方案，學校應當增設裝配式相關課程，如《裝配式混凝土結構建筑施工》《裝配式鋼結構建筑施工》《裝配式結構工程識圖與深化設計基礎》《裝配式結構工程質量控制與安全管理》等專業核心課程。同時借助實訓平臺的配套裝配式施工動畫庫，對各課程中出現的施工工序、安裝步驟、構件制作流程、加工制作流程等內容實現裝配式建筑的可視化教學，讓沒有現場施工經驗的學生也能覺得課程通俗易懂。整個實訓過程有助于學生了解實際崗位技能要求，不斷完善自身知識結構。

另外，裝配式實訓平臺中適當的加入了虛擬現實（VR）技術，不僅可以有效激發學生的興趣，而且通過身臨其境的課堂感受實現理論到實踐的轉換。誠然，各學校在準備配套教學的同時也應與時俱進，如在大學MOOC或者智慧樹等網絡課程平臺上搭建適合自己學院的配套視頻庫，以此來完善教學形式的多樣化，從而擴大學生的自學資源。

經過教學實訓平臺的鍛煉，學校可以以賽促學，引導學生參加技能競賽。與市內外建筑企業聯辦裝配式建筑技能大賽，以比賽的形式促使學生們更好的掌握裝配式相關知識，并及時發現學習中存在的問題，培養滿足社會企業畢業上崗無縫對接需求的應用型人才。通過不同的競賽發現學生的特長并針對性的做出技術、科研不同方向的選擇建議。比賽中脫穎而出的優秀作品可參與到企業項目的可行性分析，有助于我國裝配式建筑領域的不斷發展。

3 教學實訓平臺在裝配式信息化教學中的革新

3.1 教學模式的創新

（1）教學模式的改變。從裝配式理論到仿真實踐，對教師的信息化教學水平、裝配式預制構件前沿技術的掌握要求較高，這對教師而言無疑是一個很大的挑戰。

（2）將不可能變為可能。傳統教學受場地、成本等多方面限制，無法在學校內進行預制構件等實物教學，而通過教學實訓平臺，全國土建類學生均可以進行自主操作和實訓，滿足學生學習裝配式相關技能的需求。

（3）豐富了實訓教學手段。依靠教學實訓平臺，學生可以靈活安排學習時間和練習次數，降低了學習成本，也提高了學習效果。教師也可以靈活安排教學時間，通過實訓平臺微課模塊做到視頻教學，通過考核模塊進行在線考核等，使得教師的工作量和工作成本均大大降低。借助實訓平臺，學生參與感強，師生之間的互動交流充分，教學效果得以有效提高。

3.2 促進裝配式結構科學技術研究

教學實訓平臺引起的不僅僅是教學方面的變革，也給裝配式結構科研創新帶來了機遇。大部分院校教師對裝配式建筑的認知仍停留在學術交流、相關講座，并沒有進行系統的學習和現場的認知。教學實訓平臺涵蓋了“八大員”等施工現場技術崗位所應掌握的所有重要知識點，把施工現場帶到了科研人員的實驗室中。借助教學實訓平臺，學校可集中相關科研人員快速促進裝配式建筑理論創新、技術創新，推動建筑行業的革新。

4 結束語

針對建筑業積極轉型及“裝配式人才”短缺的現狀，學校應當做好充分調研，強化師資隊伍建設，完善人才培養機制。裝配式建筑教學信息化是建筑業人才培養的發展趨勢，因此，學校可結合裝配式虛實結合軟件，進行裝配式信息化教學研究，以期推動和提升裝配式人才隊伍建設，促進建筑業與信息化工業化深度融合、培育新產業新動能。