裝配式建筑教學的研究與應用

◇內江職業技術學院 陳 彬 姚錫偉 何玉鳳

目前高職院校裝配式建筑存在教學資源不足、實訓條件不足、資金有限、學生學習積極性不高等問題，探索一種裝配式建筑教學體系，解決裝配式建筑教學資源不足，真正達到產教融合、培養裝配式技能人才的目的。

1 裝配式建筑現狀

隨著行業轉型，建筑工程由粗放式管理逐漸往工業化生產發展，導致國家對裝配式建筑大力推廣。新建工程中裝配式建筑占比越來越大，裝配率也越來越高。作為裝配式建筑人才培養基地的高校，2021年教育部關于印發《職業教育專業目錄（2021年）》提到：中職新增裝配式建筑施工專業，高職新增裝配式建筑工程技術專業，高職本科新增智能建造工程專業[1]，目的在于為裝配式建筑培養人才。隨著建筑產業結構不斷轉型升級[2]，尤其是裝配式建筑與BIM技術的結合[3]，更是體現了高技能人才的緊張。企業對高職人才需求的數量越來越多，同時要求也越來越高[4]。企業對人才的需求，按相關統計占前三為：具有學習與創新能力、解決問題的能力和專業技能與崗位相符的能力[5]。裝配式建筑人才需求是很大的，但是高職院校培養出高綜合素質的學生難度不小。

2 裝配式建筑教學現狀

作為我國目前正在大力推廣和新興的一門新專業，相關課題研究有：羅佳寧等[6]進行了建筑工業化背景下的新型建筑學教育探討；吳反反等[7]研究了BIM技術在裝配式建筑中的應用研究，吳國雄等[8]提出對接裝配式建筑產業鏈的專業集群人才培養體系創新與實踐。裝配式建筑還是集中在裝配式結構技術等方面的研究。裝配式建筑教學研究課題甚少，尤其是針對高職院校裝配式建筑工程技術專業教學、實訓與1+X證書融合的研究很少。項目式學習在高職院校裝配式建筑專業如何開展還未進行深入的研究。目前裝配式建筑教學主要存在以下問題。

（1）實訓教師工程實際經驗不足，教學資源不全。目前裝配式教師師資不足。不管理論教學還是實訓指導，經驗都不足，缺少雙師型教師，教學內容不全。尤其是裝配式建筑和BIM結合，對軟件操作要求更高，高職院校教師普遍對建筑信息模型BIM系列軟件、裝配式深化設計軟件操作不熟練，更是缺少BIM建模的實際工程經驗，導致教學質量不高。

（2）實訓項目單一，教學效果不佳。實訓教學資源不足，目前高職院校開展裝配式專業多集中參觀模型，建立裝配式PC工法樓供參觀學習用，不能展現裝配式建筑更多細節；構件吊裝只是模擬構件吊裝，教學模式沒能把裝配式建筑從設計、施工、構件制作統一協調。

（3）校企合作困難。盡管國家積極推薦高職院校校企合作改革，但是在實際操作中遇到較大困難。企業無利可圖，高職院校資金不足，推動起來非常困難。多種原因導致高職院校在培養真正裝配式建筑技能型人才方面，實訓課時不足，不能真正學習到專業技能知識，更與企業崗位需求相差甚遠。

培養裝配式建筑專業技能型人才，需要長時間的研究和探索。如何創建一種自主、適用、經濟、安全又能滿足市場崗位需求的裝配式建筑教學模式是高職院校急需解決的問題。

3 基于真實裝配式建筑的教學實踐

3.1 初步設計階段

初期派遣具有豐富工程實際經驗的專職教師到企業學習裝配式建筑專業知識，掌握裝配式建筑結構與構造、施工技術、深化設計軟件等專業知識，為裝配式建筑專業培養的教師，具備裝配式建筑設計施工的能力。裝配式建筑實體項目初步方案為建設長12.6m，寬7.1m，高6.0m，層高3.0m，二層實體裝配式PC工法樓。經測算，最重的預制外墻重達5T。對于教學來說，構件制作過大，預制構件過重，吊裝存在重大安全隱患，不利于教學。

3.2 實施方案設計階段

第二輪經過系部專家討論后決定：采用輕量化、可重復使用為原則進行設計；同時裝配式建筑具有可拆卸、可組裝、可升級的功能，既經濟又安全，更能充分展示裝配式建筑的施工節點的原則進行設計。

定稿方案為：長5.8m，寬3.3m，高1.2m，建筑面積約20m2的鋼筋裝配式建筑，構件不澆筑混凝土，盡量展示裝配式構件內部鋼筋構造以及后澆連接構造節點。運用BIM技術進行三維建模，再采用裝配式深化設計軟件對構件進行深化設計，達到施工圖出圖精度要求。裝配式建筑模型包括剪力墻結構、框架結構；預制構件包括預制外墻板6塊、預制內墻板2塊、預制柱2個、預制梁5個、疊合板5個、預制樓梯1個、陽臺板1個、空調板1個，共計23個預制構件，剪力墻L型、T型、一字型、端柱等后澆節點8個。初步設計方案三維模型詳見圖1；實施方案裝配式模型詳見圖2。

圖1 初步設計方案三維模型

圖2 實施方案裝配式模型

3.3 真實建造階段

選取本學院20個學生作為一班，在專業教師帶領下，建造“裝配式建筑鋼筋工法樓”項目。項目實施階段包括裝配式建筑深化設計、構件制作與運輸、構件安裝、節點連接、質量驗收五個環節。同時，讓新進教師參與學習和實訓，達到培養新教師教學、實訓能力。

實訓階段選取裝配式建筑施工技術專業20個學生作為一班，項目實施中根據學生特點、以及產教融合施工單位工種進行分類分組：設計組、構件制作組、安裝組、質檢組；先由專業老師對設計組進行為期2個星期的深化設計專項訓練；隊長和副隊長進行識圖、下料專項訓練。后期實施時再由隊長、副隊長對所負責的組隊進行制作、安裝專項訓練，全面發揮學生的能動性，專業教師只在過程中進行糾正和解決學生提出實際出現的問題，充分發揮項目式學習的優勢，讓學生全方位參與其中。具體分組如下：

隊長1名（分管設計組和質檢組），副隊長2名（分別分管構件制作組和安裝組）。

設計組（3人）工作任務：按既定“裝配式建筑鋼筋工法樓”模型采用Autodest Revit進行三維建模、建模大師裝配式深化設計軟件深化設計、施工圖出圖；并在項目實施時，給予構件制作組、安裝組技術指導；對圖紙中的疑問進行答疑，同時在實施時反映的設計問題進行修改和優化。

構件制作組（6人）工作任務：根據施工圖編制材料計劃、編制鋼筋料表、鋼筋加工；

安裝組（6人）工作任務：測量放線、構件鋼筋綁扎、構件安裝、后澆節點鋼筋安裝、腳手架搭設、模板支設；質檢組（2人）工作任務：檢查測量放線、鋼筋加工質量、鋼筋綁扎質量、構件安裝質量、腳手架模板質量；驗收表格填寫。

最終完成裝配式建筑鋼筋實體模型效果圖詳見圖3、圖4。

圖3 裝配式建筑實體模型

圖4 裝配式建筑實體模

4 總結

4.1 基于項目式學習更能發揮學習的能動性

從項目式學習模式中，學生在解決實際問題中能夠獲得真實經驗[9]。以學生為中心，分組分梯隊實施項目。分組由隊長-副隊長-組員，專業梯隊由設計組-構件制作組-構件安裝組-質量組的組成，各組之間協調配合完成項目。充分發揮項目式學習的靈活性，結合學生自身興趣及能力，有效發揮學生能動性，調動學生積極性，培養遇到問題解決問題的能力。讓學生在實際項目實踐中學習裝配式專業知識。高職院校重點培養技能性人才，而項目式學習在培養技能方面有著得天獨厚的優勢，此方式非常適合高職院校在裝配式建筑專業乃至其他專業人才技能培養。從裝配式建筑深化設計、識圖、施工技術、實操訓練等項目式學習，全面培養裝配式技能人才。

4.2 與產教融合高度融合

崗位設置與建筑工程施工工作崗位完全匹配，從設計、施工、驗收等關鍵工作進行分配。與施工企業崗位設計員、施工員、材料員、質檢員、資料員等專業崗位需求從發，培養學生的專業能力，培養能做、會做、符合企業崗位要求的技能人才，具有一定的工匠精神和吃苦耐勞的品質，畢業后能快速適用崗位的能力，為更快的獨立承擔項目打下堅實的基礎。

4.3 與1+X證書制度融合

深度融合“1+X裝配式建筑構件制作與安裝”證書，從項目式一站式學習裝配式深化設計、施工技術、預制構造制作與安裝，分批分梯隊達到裝配式1+X證書初級、中級、高級的要求。

4.4 與BIM技術結合

裝配式+BIM技術可為最佳搭配，BIM技術三維建模[10]，能更直觀形象的反映構造內部、節點連接、構件沖突等情況。有效提前根據三維模型反映的問題進行修改優化。項目實施時，三維模型直觀的指導理論學習和實操訓練。

4.5 課程開設

高職裝配式建筑工程技術專業涉及專業核心課程包括：裝配式建筑識圖、裝配式建筑構件制作與安裝、裝配式建筑施工技術、裝配式建筑深化設計、裝配式建筑計量與計價。各院?？筛鶕陨韺W院情況，初級階段可開設裝配式建筑識圖、裝配式構件制作與安裝；中級階段可增設裝配式建筑施工技術；高級階段再增設裝配式建筑深化設計、裝配式建筑計量與計價課程。當然建筑工程結構與構造、CAD、BIM建模技術等課程可提前開設，為裝配式專業作為專業基礎課程。

4.6 教師培養

預制構件制作與安裝、裝配式識圖、裝配式建筑施工技術、裝配式建筑深化設計，由簡單到難逐步分批培養；同時必須具備實際操作能力。可讓新進教師參與“裝配式建筑”項目式學習其中，從理論和實操全面學習，培養高職院校高專業知識、高技能人才的雙師型教師。