基于層次分析法的裝配式建筑施工課程教學探究

鄧建新 左海平

【摘要】本文闡明層次分析法構建層次模型、構造判斷矩陣的方法、裝配式建筑施工以及層次分析法與裝配式建筑施工課程各項內容的結合點，闡述基于層次分析法的教學實踐：獲取及整理數據、計算各項任務的組合權重并以任務重要性排序、基于課程內容重要程度重構內容及優化課時分配，運用理實一體、虛實結合的方式進行教學，以滿足行業對裝配式施工技能人才的需求。

【關鍵詞】層次分析法（AHP） 裝配式建筑施工 教學改革

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A

【文章編號】0450-9889（2023）27-0149-05

近年來，國務院出臺多個文件支持裝配式建筑發展，指出到2025年全國裝配式建筑占新建建筑比例達30%。裝配式建筑在縮短工期、提高生產率、節能環保上具有較為明顯的優勢，參建各方對裝配式建筑愈發重視，建工專業學生畢業后必會進行裝配式建筑相關培訓及考核。裝配式建筑的出現改變了現有的傳統建筑方式，對建筑施工管理人才也提出了新的要求。原有裝配式建筑施工教學偏向于理論，重難點部分與現場崗位需求不盡匹配。作為培養專門技能人才的職業院校，需對裝配式建筑施工課程教學進行相應的改革。本文基于收集到的調查訪談數據，運用層次分析法（AHP）對裝配式建筑施工教學內容的重要程度進行排序，按重要性進行教學時間分配，采用理實一體、虛實結合的教學方式，以培養適應企業崗位需求的人才，滿足企業對裝配式建筑技能人才的需求。

一、層次分析法（AHP）及裝配式建筑施工概述

（一）層次分析法

層次分析法（AHP）是一種定性和定量相結合、系統的、層次化的分析方法，可方便地分析不同因子對目標產生的影響，確定哪些因子更重要，從而制訂有針對性的解決措施。其具體步驟如下。

1.構建層次模型

針對研究目標，分析各因子與目標的因果關系，構建遞階層次模型，從而分析各因子對目標的影響程度，為決策提供依據。筆者將研究層級分為三層：第一層為目標層，僅一個元素，表示待分析的預定目標；第二層是準則層，為實現目標所要涉及的一些中間因子；第三層為方案層，包括為實現目標可供選擇的各項因子。

2.構造判斷矩陣

構建層次結構模型之后，使用者可以清楚地知道同一層級之間的相互關系以及不同層間的邏輯關系。通過依托該層次結構模型，可以計算得出相互間的權重比例。例如第一層為目標層AK，其下有N個因子，則將第二層準則層設為B1，B2…Bn，第三層方案層中各因子可設為bn1，bn2…bnn，不同層級間的各因子列入判斷矩陣，相互關系如表1所示。

表中下腳標含義相同，例如Ak與bij=Bi/Bj，分子與分母相互一一對應。腳標用阿拉伯數字表示，有時也會以倒數來表示。各因子相對重要性比值詳見表2。

3.計算及一致性檢驗

層次分析法的計算主要是進行特征向量的計算，通過計算可得到最大特征值。實踐中通過運用yaahp軟件進行計算及一致性檢驗。yaahp是一款層次分析法輔助軟件，為層次分析法的決策過程提供模型構造、計算和分析，可以便捷求出各因子的重要性系數，判斷出各個因子對目標影響的大小程度。

（二）裝配式建筑施工

我國在20世紀進行了裝配式建筑的嘗試，但大多局限于鋼筋砼預制空心樓板及工業廠房預制梁柱。近年來，國家大力推廣裝配式建筑，企業也相應提升了對裝配式建筑技能人才的需求，對裝配式建筑專業技能提出了相應要求，如需掌握裝配式建筑認知、PC構件生產及運輸、PC構件安裝、鋼結構施工等方面的專業知識與技能。因此，全國大部分涉及建筑工程的院校均開設了裝配式相關課程，部分學校開設了裝配式建筑專業。

裝配式建筑的施工技術大多來源于建筑施工技術，在構造理論上與建筑施工技術一脈相承。對于裝配式建筑施工課程的教學，一些院校進行了相關的理論探索與教學實踐，包括翻轉課堂、構建網絡學習平臺、聘請行業企業專家擔任兼職教師、以賽促教、基于BIM技術進行課程教學改革等，各職業院校對裝配式建筑施工課程的課時設置不盡相同，課程內容的設置也各有側重，有的側重裝配式概論，有的側重識圖，有的偏向于混凝土構件，有的偏向于鋼結構。對課時緊張的非裝配式建筑專業而言，內容如何取舍是一個難題。

（三）層次分析法（AHP）與裝配式建筑施工課程的結合點

結合裝配式建筑的知識體系以及現場對裝配式建筑施工人員所需具備的能力要求，按層次分析法原理以裝配式建筑施工課程為目標層，以裝配式建筑認知、PC構件生產及運輸、PC構件安裝、鋼結構施工為準則層。裝配式建筑認知部分包括裝配式基本概念、國內裝配式建筑現狀、國外裝配式建筑現狀，PC構件生產及運輸包括PC構件識圖、構件深化設計、構件制作、構件運輸，PC構件安裝部分包含吊裝、灌漿、現澆部分施工，鋼結構安裝包含鋼結構識圖、鋼構件制作、鋼構件吊裝、鋼構件焊接。在明確上述具體任務后即可運用層次分析法（AHP）構建層次模型，為后續各任務重要性分析奠定基礎。

二、裝配式建筑施工課程教學改革探究

依據層次分析的結果確定課程各項任務的重要程度，對各任務的重要程度進行排序，針對重要程度高的任務分配更多教學資源，以使學生能通過課程的學習掌握裝配式建筑施工技能，對接企業崗位要求。本文的研究思路為：訪談、調研及收集歷史資料和數據，構建裝配式建筑施工課程層次分析模型，運用yaahp軟件進行計算及檢驗，得出影響課程的各因子重要程度，根據重要性排序制定相應措施。

（一）數據獲取及整理

課程團隊成員進行研討后，確定課程所包含的內容，到施工企業進行專業訪談，從企業的視角明確現場管理人員應掌握的裝配式建筑施工技能；整合課程任務，設計調查問卷；對施工管理人員及歷屆畢業生進行問卷調查，得出課程內容中各項任務的相對重要性比照數據，經統計平均后四舍五入取整；按層次分析法中的1—9標度法進行標度，構建判斷矩陣。

（1）根據調查結果得出一級指標裝配式建筑認知、PC構件生產及運輸、PC構件安裝、鋼結構施工之間的兩兩重要性對比情況：PC構件生產及運輸相對裝配式建筑認知而言很重要，PC構件安裝相對裝配式建筑認知而言極其重要，鋼結構施工相對裝配式建筑認知而言介于非常重要與很重要之間；PC構件安裝相對PC構件生產及運輸而言很重要，鋼結構施工相對PC構件生產及運輸而言介于很重要與稍重要之間，PC構件安裝相對鋼結構施工而言介于稍重要與一樣重要之間。按上述一級指標重要性對比情況，構建判斷矩陣如下。

（2）根據調查數據得出裝配式建筑認知準則層中裝配式基本概念、國內裝配式現狀、國外裝配式現狀之間的兩兩重要性對比情況：國內裝配式現狀相對裝配式基本概念而言稍重要，國外裝配式現狀相對裝配式基本概念而言稍重要，國內裝配式現狀相對國外裝配式現狀而言一樣重要。按裝配式建筑認知準則層中各因子重要性對比情況，構建判斷矩陣如下。

（3）根據調查數據得出PC構件生產及運輸準則層下PC構件識圖、構件深化設計、PC構件制作、PC構件運輸之間的兩兩重要性對比情況：PC構件識圖相對構件深化設計而言介于非常重要與很重要之間，PC構件識圖相對PC構件制作而言稍重要，PC構件識圖相對PC構件運輸而言介于極其重要與非常重要之間，PC構件制作相對構件深化設計而言稍重要，構件深化設計相對PC構件運輸而言介于稍重要與一樣重要之間，PC構件制作相對PC構件運輸而言介于很重要與稍重要之間。按PC構件生產及運輸準則層中各因子重要性對比情況，構建判斷矩陣如下。

（4）根據調查數據得出PC構件安裝準則層下PC構件吊裝、PC構件灌漿、現澆部分施工之間的兩兩重要性對比情況：PC構件灌漿相對PC構件吊裝而言稍重要，構件吊裝相對現澆部分施工而言介于很重要與稍重要之間，PC構件灌漿相對現澆部分施工而言介于非常重要與很重要之間。按PC構件安裝準則層中各因子重要性對比情況，構建判斷矩陣如下。

（5）根據調查數據得出鋼結構施工準則層下鋼結構識圖、鋼構件制作、鋼構件吊裝、鋼構件焊接之間的兩兩重要性對比情況：鋼結構識圖相對鋼構件制作而言介于非常重要與很重要之間，鋼結構識圖相對鋼構件吊裝而言介于稍重要與一樣重要之間，鋼結構識圖相對鋼構件焊接而言稍重要，鋼構件吊裝相對鋼構件制作而言介于很重要與稍重要之間，鋼構件焊接相對鋼構件制作而言稍重要，鋼構件焊接相對鋼構件吊裝而言稍重要。按鋼結構施工準則層中各因子重要性對比情況，構建判斷矩陣如下。

（二）計算各項任務的組合權重并以任務重要性排序

將上述五個判斷矩陣的數值輸入yaahp計算軟件中，查驗并判斷是否滿足一致性要求（CR＜0.1則滿足要求），計算得出一級權重、二級權重以及各因子的組合權重如圖1所示。

筆者對課程中各因子權重按從大到小進行排序，如表3所示。從排序結果得知裝配式建筑施工課程中PC構件灌漿、鋼結構識圖、PC構件吊裝、鋼構件吊裝、PC構件識圖、鋼構件焊接、現澆部分施工、PC構件制作等任務的權重相對更大，需重點解決好排序靠前的課程教學任務。

（三）基于課程內容重要程度的教學改革

課程團隊明確了裝配式建筑施工課程各項任務的重要性程度后，在對裝配式建筑施工課程進行教學改革時，主要依據課程中各項任務的課時進行重新調整、分配教學內容，使之更貼近工程實踐及企業崗位需求，然后采用更有利于學生獲取知識、提升技能的教學方式開展教學。

1.重新分配教學課時

教學中側重基于層次分析法（AHP）得出的權重系數大的任務項目，重點傳授施工現場對裝配式建筑施工要求相關技能。課程團隊在總課時為48課時的前提下重新分配課程內容、各任務課時，對權重系數大的任務，課時分配相對多一些，對權重系數小的任務，在課時分配上進行相應的壓縮，最終確定裝配式建筑施工課程的各項任務課時為：PC構件灌漿10課時，PC構件吊裝8課時，鋼結構識圖6課時，鋼構件吊裝6課時，PC構件識圖6課時，鋼構件焊接、現澆部分施工、PC構件制作均為2課時，其他各項任務均為1課時。這樣，教學上更側重于灌漿、吊裝、識圖，貼近現場實際工作崗位對裝配式建筑施工技能人才的需求。

2.教學內容緊貼實際需求

課程團隊結合施工現場崗位實際需求，在教學內容中融入“1+X”裝配式建筑技能等級證書相關內容，根據學生實際情況，對裝配式建筑施工知識點進行選擇、整理、完善。團隊成員調研裝配式建筑生產及施工企業，結合學校實際情況，開發符合該行業需求的實訓項目，編寫和完善實訓指導書，及時收集裝配式建筑施工相關的規范、圖集、現場圖片、視頻及虛擬仿真等信息化資源，制作微課供學生學習。教學內容從教師教什么學生就學什么向現場實際工作崗位需求什么就進行相應內容教學的方向轉變，提高教學內容的實用性，提升學生學習的主動性與自覺性。

3.運用知行合一的教學模式

課程團隊針對不便于到校外進行參觀、學生沒有真實體驗的課程內容，如PC預制構件的生產、疊合板疊合梁的吊裝、裝配式外墻板的吊裝灌漿等，運用理實一體、虛實結合的教學方式，即“實踐—理論—實踐”的模式，結合理論知識、實體模型及虛擬仿真軟件，在一個知識點上做到知行合一，先行動再學習。教學過程中充分利用學校已有的裝配式實訓樓、裝配式建筑實體模型、虛擬仿真軟件，將虛擬仿真與理論及實操實訓有機結合，同時結合虛擬現實（VR）技術，讓沒有現場施工經驗的學生對裝配式建筑施工有更為直觀的感受，讓課程通俗易懂，從而有效激發學生學習興趣。

三、課程教學改革反思

基于層次分析法的裝配式建筑施工課程教學改革，提升實現了重心向企業崗位需求傾斜，提升了教學有效性和高效率，為同類課程的教學改革提供了一定的借鑒。由于受數據來源的局限性和準確性的影響，課程團隊后續需對課程教學進行更進一步的研究。

一是課程教學內容實用。課程的教學改革，由從事裝配式建筑施工的企業施工人員對裝配式建筑施工課程提出知識和技能的需求，課程團隊從企業的視角厘清現場裝配式建筑施工管理人員應具備裝配式建筑施工的知識、技能和素養，運用層次分析法對課程內容中的各項任務進行重構及排序，使課程的內容最大限度地契合現場實際崗位對裝配式建筑施工課程的要求，更貼近于工程實際和企業崗位需求。課程團隊成員通過到施工企業進行專業調研，并回訪已參加工作的建筑工程專業歷屆學生，了解到改革后的教學內容較改革前的教學內容與施工現場需求更為匹配，進入企業進行施工管理的學生能更快適應裝配式建筑施工管理工作，能有效對接崗位需求，更好地服務于工作崗位。

二是課堂教學效果有所改善。課程團隊通過對課程內容的重構，明確重要程度排前的任務，提煉能提高學生專業行動能力培養的教學內容，結合工程實際設計課堂教學情境，改變以往理論課枯燥的教學方式，引入虛擬仿真、虛擬現實（VR）技術開展實踐操作及相應練習；結合職業院校學生動手能力強學習理論難的特點，以任務為導向，讓課堂成為學生主動學習的課堂，促成富有成效的師生、生生面對面交流。理實一體、虛實結合，讓學生對所學內容覺得有用有趣，減少學生消極學習現象，使教學內容更為有效、教學效率有所提升。

三是同類課程可借鑒應用。基于層次分析法的裝配式建筑施工課程教學改革，可為施工技術類的相關課程教學改革提供一種思路。相關課程團隊成員通過專業調研及訪談，對接現場實際工作崗位需求，厘清現場施工管理人員應具備的知識、技能和素養，明確施工現場對施工技術類課程教學的具體要求；運用層次分析法（AHP），基于專業調研及數據調查，重構課程教學內容；對各因子進行兩兩重要性對比，構建判斷矩陣，計算得出教學內容中各項任務的重要性排序，確定需重點掌握的教學內容；采用合適的教學策略進行針對性教學，促進教學內容跟施工現場實際更好地結合，增強課程教學的適用性和趣味性。

四是教學改革研究仍存在改進空間。由于課程任務構成與問卷調查的數據受限于調研對象覆蓋的范圍，數據的獲得有一定的局限性。各任務間相對重要性對比的判斷打分受到調查對象崗位及施工經驗的限制，可能影響結果的準確性，調研的對象及調研數據的全面性需在后續的研究中進一步挖掘，以獲得更多研究客體的基礎數據，使結論更加科學全面，促進裝配式建筑施工課程的教學改革。

綜上所述，課程團隊在進行調研訪談的基礎上收集數據，運用層次分析法得出裝配式建筑施工課程各項內容的重要性指標并從大到小進行排序，重構教學內容，優化課時分配，運用理實一體、虛實結合的方式進行教學改革，促進裝配式建筑施工課程教學內容有用、教學過程有趣、教學效果改善，從而滿足了行業對裝配式施工技能人才的需求。

參考文獻

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