劉 靜,燕曉瑩,閻長虹,2
(1.南京大學(xué)金陵學(xué)院 城市與土木工程學(xué)院,江蘇 南京 210089;2.南京大學(xué) 地球科學(xué)與工程學(xué)院,江蘇 南京 210023)
裝配式建筑作為國家發(fā)展戰(zhàn)略,是傳統(tǒng)建筑向產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的新型產(chǎn)業(yè)。2016年9月,國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》,并提出力爭用10年左右的時(shí)間,使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達(dá)到30%[1]。裝配式建筑是建筑建造方式的重大變革,是建筑產(chǎn)業(yè)化和現(xiàn)代化的必由之路。相比傳統(tǒng)現(xiàn)澆建筑,裝配式建筑不僅具有質(zhì)量好、節(jié)能環(huán)保、施工周期短、節(jié)約資源、減少建筑垃圾等顯著優(yōu)勢,還可減少施工粉塵和噪聲污染。目前國內(nèi)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)尚處于起步階段,人才緊缺是行業(yè)推進(jìn)建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化的一大瓶頸[2]。
目前,設(shè)立建筑類學(xué)科的高校在裝配式建筑教育教學(xué)方面存在諸多短板,如:裝配式建筑教育相關(guān)理論體系發(fā)展不成熟,實(shí)踐超前于理論;傳統(tǒng)建筑類學(xué)科專業(yè)教師對(duì)裝配式建筑理論理解不夠透徹;教學(xué)資源匱乏,實(shí)訓(xùn)教學(xué)項(xiàng)目難以開展等。因此,高校畢業(yè)生無法系統(tǒng)且全面地掌握裝配式建筑相關(guān)理論體系和實(shí)際操作技能,導(dǎo)致裝配式建筑建設(shè)相關(guān)的設(shè)計(jì)人才、管理人才、生產(chǎn)技術(shù)人才、裝配高技能人才及科研創(chuàng)新人才稀缺,很大程度上阻礙了建筑行業(yè)現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型的發(fā)展進(jìn)程。
裝配式建筑的板、梁、柱、墻、樓梯、集成廚房、衛(wèi)生間等大量部品部件都由工廠生產(chǎn)預(yù)制,顯然預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的核心,要實(shí)現(xiàn)裝配式建筑的高質(zhì)量快速發(fā)展,關(guān)鍵在于預(yù)制構(gòu)件的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化。因此,作為裝配式建筑系列課程之一,“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”課程被列入南京大學(xué)金陵學(xué)院土木系人才培養(yǎng)方案。自2016年起,“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”課程研發(fā)團(tuán)隊(duì)均參與裝配式建筑校企合作項(xiàng)目,多次到香港有利集團(tuán)下屬預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)廠及建筑施工現(xiàn)場,學(xué)習(xí)企業(yè)先進(jìn)成熟的裝配式建筑構(gòu)件生產(chǎn)、施工安裝與管理經(jīng)驗(yàn),參加國內(nèi)相關(guān)單位舉辦的裝配式建筑技術(shù)培訓(xùn)班,在此基礎(chǔ)上不斷總結(jié)、學(xué)習(xí)和提升,編寫了用于課程教學(xué)的《預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與質(zhì)量管理》教材。
2019年春季,南京大學(xué)金陵學(xué)院正式面向土木工程專業(yè)二年級(jí)本科生率先開設(shè)“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”專業(yè)課,記2+1學(xué)分,其中理論課程共計(jì)34學(xué)時(shí),實(shí)踐實(shí)驗(yàn)課程共計(jì)17學(xué)時(shí)?!邦A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”課程以預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸為主線,強(qiáng)化預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工藝?yán)碚?、質(zhì)量控制等核心技術(shù)的教學(xué),旨在使學(xué)生熟悉預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)的工藝方法及模具設(shè)計(jì)原則,掌握預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、吊運(yùn)與運(yùn)輸方法及管理要點(diǎn),具備與預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)和質(zhì)量管理相關(guān)的分析問題和解決問題的能力。要求教師在教學(xué)過程中不斷探索合適的教學(xué)模式、考核方法,建立并完善教學(xué)課程大綱,積累豐富的教學(xué)資源,保障課程質(zhì)量,充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主觀能動(dòng)性。
課程建設(shè)目標(biāo)如下:第一,知識(shí)目標(biāo)。以裝配式建筑預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)、運(yùn)輸為主線,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生工藝?yán)碚?、質(zhì)量控制等核心技術(shù)的學(xué)習(xí)指導(dǎo),使學(xué)生能夠做到:(1)熟悉預(yù)制構(gòu)件工廠的規(guī)劃布置原則及模具設(shè)計(jì)原則;(2)掌握預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)工藝、吊運(yùn)運(yùn)輸工藝及質(zhì)量管理要點(diǎn)。第二,技能目標(biāo)。通過實(shí)踐教學(xué)鍛煉學(xué)生的設(shè)計(jì)、實(shí)操與管理的綜合應(yīng)用能力,提高學(xué)生的專業(yè)技能,使其具備分析問題和解決問題的能力,為其進(jìn)入企業(yè)后能夠迅速適應(yīng)工作積累經(jīng)驗(yàn)。第三,素質(zhì)目標(biāo)。結(jié)合高校課程思政的建設(shè)目標(biāo)和要求,在授課過程中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的工程崗位職責(zé),要求學(xué)生熟悉并嚴(yán)格執(zhí)行國家及行業(yè)規(guī)范,形成理論聯(lián)系實(shí)際、實(shí)事求是的工作作風(fēng)和科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ鲬B(tài)度。
該課程內(nèi)容屬于前沿新工藝,技術(shù)性強(qiáng),若采用傳統(tǒng)理論授課方式,課程枯燥難懂。首先,結(jié)合相關(guān)工藝環(huán)節(jié)的特點(diǎn),系統(tǒng)收集相關(guān)生產(chǎn)工藝及現(xiàn)場施工視頻,制作相關(guān)教學(xué)演示動(dòng)畫,在課上結(jié)合相關(guān)視頻及動(dòng)畫資源開展教學(xué),增加學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)。其次,依托實(shí)驗(yàn)課程,參觀構(gòu)件模型,并通過指導(dǎo)學(xué)生自行設(shè)計(jì)制作常用預(yù)制構(gòu)件縮比模型,加深其認(rèn)知理解,增強(qiáng)其實(shí)際動(dòng)手操作能力。再次,課程后期依托校外實(shí)習(xí)基地,參觀預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)制造現(xiàn)場,現(xiàn)場講解構(gòu)件生產(chǎn)制作工藝,拓寬學(xué)生視野,同時(shí)使其沉浸式體驗(yàn)并分析實(shí)際生產(chǎn)與實(shí)驗(yàn)室平臺(tái)模型制作的共通點(diǎn)及差異性,從而提高其綜合認(rèn)知能力、分析和解決問題能力及實(shí)操能力。
秉持調(diào)動(dòng)學(xué)生主觀能動(dòng)性、激發(fā)其自主學(xué)習(xí)潛力的教學(xué)觀念,結(jié)合生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及需求,采用啟發(fā)式與討論式相結(jié)合的互動(dòng)教學(xué)模式。一方面,提出工藝問題,讓學(xué)生充分結(jié)合自身興趣及能力,搜集文獻(xiàn)資料,尋求更好的解決問題的方法;另一方面,讓學(xué)生分析工藝的合理性與不足之處,提出優(yōu)化方案。由學(xué)生自主開放地進(jìn)行創(chuàng)造,使學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)兼顧問題發(fā)掘與自主創(chuàng)新。
以疊合板、剪力墻、梁、柱、保溫外墻板等構(gòu)件生產(chǎn)為目標(biāo)項(xiàng)目,使學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)分組實(shí)施構(gòu)件設(shè)計(jì)、模具制作、鋼筋綁扎、構(gòu)件澆筑等生產(chǎn)工藝環(huán)節(jié),制作構(gòu)件縮比模型。通過操作實(shí)際項(xiàng)目,學(xué)生熟悉立項(xiàng)—設(shè)計(jì)—生產(chǎn)—裝配的整個(gè)過程,同時(shí),學(xué)生在項(xiàng)目設(shè)計(jì)及制作過程中主動(dòng)思考尋求解決方法,提高其實(shí)操能力,培養(yǎng)符合用人單位實(shí)際工作需求的高素質(zhì)技能型人才[3]。
鼓勵(lì)并指導(dǎo)學(xué)生參加裝配式相關(guān)競賽,強(qiáng)化專業(yè)技能,如:全國建設(shè)類院校施工技術(shù)應(yīng)用技能大賽、江蘇省“構(gòu)力杯”高校BIM裝配式大賽。通過專業(yè)競賽,學(xué)生應(yīng)用虛擬仿真軟件及建模設(shè)計(jì)軟件,加深并鞏固其對(duì)專業(yè)知識(shí)的理解,強(qiáng)化專業(yè)技能應(yīng)用。
自2016年起,授課團(tuán)隊(duì)教師關(guān)注并學(xué)習(xí)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化相關(guān)政策及理論知識(shí)。2017—2019年多次派授課團(tuán)隊(duì)教師到有利集團(tuán)參觀學(xué)習(xí)與交流;派遣相關(guān)教師到企業(yè)學(xué)習(xí),并參加裝配式建筑高校師資培訓(xùn)、全國裝配式建筑學(xué)術(shù)研討會(huì),提高授課團(tuán)隊(duì)教師的裝配式建筑相關(guān)知識(shí)水平和教學(xué)能力。自2017年起,與有利集團(tuán)聯(lián)合舉辦裝配式建筑產(chǎn)業(yè)化短期培訓(xùn)班,授課團(tuán)隊(duì)相關(guān)教師參與授課,在授課過程中不斷完善自身的知識(shí)理論體系,目前已經(jīng)培訓(xùn)4期學(xué)員。
以預(yù)制構(gòu)件的生產(chǎn)教學(xué)為導(dǎo)向,結(jié)合企業(yè)先進(jìn)的工藝及管理水平,編寫高質(zhì)量課程配套教材——《預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與質(zhì)量管理》(入選江蘇省“十三五”高等學(xué)校重點(diǎn)教材),為課程教學(xué)提供了有力的教材支持和保障。裝配式建筑教學(xué)理論往往落后于實(shí)踐,故課程配套教材編寫結(jié)合教學(xué)和工藝技術(shù)特點(diǎn),由課程團(tuán)隊(duì)教師與香港有利集團(tuán)構(gòu)件生產(chǎn)的相關(guān)技術(shù)及負(fù)責(zé)人共同商討制定。教材編寫思路:(1)以科學(xué)的教材內(nèi)容和體系構(gòu)建為重點(diǎn)。(2)以工程實(shí)踐和規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)為突破口。(3)以培養(yǎng)裝配式建筑行業(yè)人才為目的[4]。該教材于2020年由科學(xué)出版社出版,不僅可作為高校裝配式建筑相關(guān)課程的教學(xué)教材,還是行業(yè)技術(shù)管理人員的培訓(xùn)教材。
“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”屬新設(shè)課程,并無教學(xué)經(jīng)驗(yàn)及資源可借鑒,故課程建設(shè)需制作大量的教學(xué)配套資源,包括課程配套PPT、生產(chǎn)工藝圖片、生產(chǎn)工藝視頻及動(dòng)畫、實(shí)習(xí)實(shí)踐指導(dǎo)書等,課程應(yīng)具備如下相關(guān)教輔資源。
1.課程教學(xué)PPT。包括課程教材配套PPT、知識(shí)要點(diǎn)專題PPT。根據(jù)教材章節(jié)內(nèi)容制作教材配套PPT,包括預(yù)制構(gòu)件制作工藝及工廠總體規(guī)劃、模具設(shè)計(jì)與制作、預(yù)制混凝土構(gòu)件制作,以及吊裝、堆放與運(yùn)輸?shù)?,?套PPT;根據(jù)工藝和知識(shí)要點(diǎn)設(shè)計(jì)并制作知識(shí)要點(diǎn)專題PPT,包括預(yù)制構(gòu)件預(yù)埋件安裝、混凝土操作規(guī)程、預(yù)制構(gòu)件外墻生產(chǎn)工藝流程,共3套PPT。
2.可視資源。包括生產(chǎn)工藝圖片、視頻及動(dòng)畫。通過與企業(yè)合作互通,搜集豐富的現(xiàn)場照片、生產(chǎn)視頻,同時(shí)通過虛擬仿真平臺(tái)制作工藝要點(diǎn)動(dòng)畫等視頻資源。通過課堂展示向?qū)W生生動(dòng)形象地介紹先進(jìn)的構(gòu)件生產(chǎn)工藝與管理方法,激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,提高其思考積極性。
3.實(shí)驗(yàn)手冊。根據(jù)課程設(shè)計(jì)的校內(nèi)制作構(gòu)件縮比模型、校外實(shí)習(xí)基地參觀學(xué)習(xí)等實(shí)踐教學(xué),設(shè)計(jì)針對(duì)性的思考題目,并編成實(shí)驗(yàn)手冊,旨在強(qiáng)調(diào)關(guān)鍵工藝,強(qiáng)化學(xué)生對(duì)關(guān)鍵知識(shí)的理解。
實(shí)踐教學(xué)是培養(yǎng)應(yīng)用型人才的重要途徑,是確保應(yīng)用型人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵,是提升學(xué)生實(shí)踐能力的基礎(chǔ)和保證,也是落實(shí)人才培養(yǎng)目標(biāo)的內(nèi)在要求[5]。
為保障實(shí)踐教學(xué)的順利進(jìn)行,南京大學(xué)金陵學(xué)院以課程為中心,以應(yīng)用為目標(biāo),建設(shè)了裝配式建筑模型實(shí)驗(yàn)室、裝配式建筑BIM實(shí)驗(yàn)室。依托模型實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)校內(nèi)認(rèn)知實(shí)驗(yàn)課程,使學(xué)生更加直觀清晰地了解和掌握預(yù)制構(gòu)件的基本類型、結(jié)構(gòu)及構(gòu)造;借助BIM實(shí)驗(yàn)室,為學(xué)生提供構(gòu)件設(shè)計(jì)、模擬平臺(tái),方便學(xué)生參與各項(xiàng)裝配式建筑專業(yè)競賽,并利用賽事提供的虛擬仿真軟件模擬構(gòu)件生產(chǎn)實(shí)操,加深學(xué)生對(duì)構(gòu)件生產(chǎn)工藝的理解和掌握;利用現(xiàn)有土木工程材料實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行構(gòu)件縮比模型制作,強(qiáng)化實(shí)踐教學(xué),增強(qiáng)學(xué)生動(dòng)手操作能力及分析解決問題的能力。此外,以社會(huì)需求為導(dǎo)向,自2017年以來,南京大學(xué)金陵學(xué)院土木工程系與多個(gè)校外預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)企業(yè)建立合作關(guān)系,成立校外實(shí)習(xí)參觀基地,如:有利華建材(惠州)有限公司、江蘇第一建筑安裝集團(tuán)股份有限公司等。
“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”課程緊密對(duì)接產(chǎn)業(yè)鏈、創(chuàng)新鏈,學(xué)科應(yīng)用性強(qiáng),課程建設(shè)以學(xué)生為中心設(shè)置課程內(nèi)容體系,重視學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和熱情,培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐應(yīng)用能力。因此,課程考核方式不應(yīng)沿襲傳統(tǒng)考核方式只注重考試成績,應(yīng)將考核成績轉(zhuǎn)化為考核學(xué)習(xí)成果[6],引導(dǎo)學(xué)生更加注重學(xué)習(xí)的過程和能力的鍛煉。課程評(píng)價(jià)突出以學(xué)生為主、教師為輔的評(píng)價(jià)體系,引領(lǐng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過分析在線點(diǎn)名簽到、課上互動(dòng)、隨機(jī)提問等教學(xué)情況,建立平時(shí)考勤成績(占20%);以創(chuàng)新探索為導(dǎo)向,設(shè)計(jì)以預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)新工藝、新方法、新材料等為主題的課程論文,通過搜集和查閱文獻(xiàn)資料,完成課程論文撰寫,建立課程論文成績(占20%);以應(yīng)用能力為導(dǎo)向,實(shí)行校內(nèi)PBL項(xiàng)目式實(shí)踐教學(xué)、校外實(shí)踐基地參觀學(xué)習(xí),建立實(shí)踐成績(占30%);以理論知識(shí)中線和檢驗(yàn)手段,制定期末測評(píng)試卷,并建立期末測評(píng)成績(占30%)。
因課程培養(yǎng)過程注重激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動(dòng)性,重視裝配式建筑綜合應(yīng)用能力的培養(yǎng),學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高、基本功扎實(shí)。自開設(shè)裝配式建筑相關(guān)課程后,學(xué)生積極參加裝配式建筑相關(guān)競賽項(xiàng)目,分別取得了江蘇省“構(gòu)力杯”高校BIM裝配式大賽三等獎(jiǎng)、優(yōu)秀獎(jiǎng);第五屆全國建設(shè)類院校施工技術(shù)應(yīng)用技能大賽本科組個(gè)人二等獎(jiǎng)。同時(shí),部分學(xué)生選擇裝配式建筑作為畢業(yè)論文的研究方向,且論文被評(píng)為南京大學(xué)金陵學(xué)院優(yōu)秀畢業(yè)論文。接受“預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與運(yùn)輸”課程教育的學(xué)生廣受裝配式建筑相關(guān)企業(yè)的歡迎,甚至被企業(yè)主動(dòng)聯(lián)系并提供就業(yè)崗位。
授課團(tuán)隊(duì)教師教研能力得到顯著提升,申報(bào)4項(xiàng)教改項(xiàng)目,發(fā)表相關(guān)教改論文4篇,舉辦4次建筑產(chǎn)業(yè)化培訓(xùn)班、1次裝配式建筑論壇,引起廣大媒體的關(guān)注和爭相報(bào)道?!额A(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)與質(zhì)量管理》教材不僅作為高校裝配式建筑系列課程教材,同時(shí)還是行業(yè)專業(yè)技術(shù)人員的培訓(xùn)教材,自2020年7月出版至今,已銷售近千本。
裝配式建筑實(shí)踐往往超前于理論,裝配式建筑教育的人才培養(yǎng)剛剛起步,課程建設(shè)過程中仍有許多問題需要進(jìn)一步研究探索,如:教學(xué)資源的補(bǔ)充、完善與更新問題,實(shí)踐教學(xué)模式的合理性、適應(yīng)性及長期效果評(píng)價(jià)問題,以及課程評(píng)價(jià)體系的適應(yīng)性評(píng)價(jià)問題等。裝配式建筑系列課程的人才培養(yǎng)模式和課程建設(shè)體系也必將在探索中不斷發(fā)展變革。課題組期待與兄弟院校的同行就裝配式建筑系列課程的建設(shè)課題進(jìn)行深入探討。