崔兆彥　喬丙蕾　周愛萍

［摘 要］ 現(xiàn)代裝配式建筑具有低碳環(huán)保、綠色節(jié)能、裝配化程度高等顯著優(yōu)勢，不僅符合國家的“雙碳”目標要求，而且對于破解當前資源和能源限制難題維護我國生態(tài)文明建設也意義重大。為推進我國城鎮(zhèn)化建設、提高城市土地利用率，現(xiàn)代裝配式建筑正向高層、超高層領域快速發(fā)展。這就要求高校畢業(yè)生不僅具備基本的結構理論知識，對于當前建筑新技術和新研究的發(fā)展也要有清晰的認知。為此，南京林業(yè)大學特開設“現(xiàn)代裝配式建筑”課程，旨在提高碩士研究生的最新裝配式結構建造工藝、技術以及相關理論知識水平，為建筑業(yè)轉型和高質量發(fā)展提供重要的人才支撐。

［關鍵詞］ 現(xiàn)代裝配式建筑；“雙碳”目標；研究生教育；教學改革

［基金項目］ 2021年度南京林業(yè)大學大學生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓練計劃項目“火災下重組竹鋼填板螺栓節(jié)點失效機理研究”（2021NFUSPITP0596）

［作者簡介］ 崔兆彥（1989—），男，山東東平人，博士，南京林業(yè)大學生物質材料國家地方聯(lián)合工程研究中心助理研究員，主要從事現(xiàn)代竹木結構設計與理論研究。

［中圖分類號］ G643.0 ［文獻標識碼］ A ［文章編號］ 1674-9324（2023）24-0149-04［收稿日期］ 2022-11-12

引言

高質量發(fā)展是“十四五”規(guī)劃乃至更長時期我國經(jīng)濟社會發(fā)展的主題。黨的二十大報告提出，要“統(tǒng)籌產(chǎn)業(yè)結構調整、污染治理、生態(tài)保護、應對氣候變化，協(xié)同推進降碳、減污、擴綠、增長，推進生態(tài)優(yōu)先、節(jié)約集約、綠色低碳發(fā)展?！保?］為新時代下高質量發(fā)展指明了方向。第75屆聯(lián)合國大會上，我國提出“二氧化碳排放力爭于2030年前達到峰值，努力爭取2060年前實現(xiàn)碳中和”的目標，展現(xiàn)了應對氣候變化的堅定決心，我國經(jīng)濟結構和經(jīng)濟社會運轉方式也將產(chǎn)生深刻變革［2］。

根據(jù)《2021中國建筑能耗與碳排放研究報告》，我國建筑全過程碳排放量占到全國總碳排放量的50.6%（建筑材料生產(chǎn)階段占28.0%，建筑施工階段占1.0%，建筑運行階段占21.6%）。建筑業(yè)減少碳排放已成為我國實現(xiàn)碳達峰、碳中和目標關鍵的一環(huán)，對全方位邁向低碳社會、實現(xiàn)高質量發(fā)展具有重要意義。發(fā)展綠色建筑與綠色建材是我國社會經(jīng)濟綠色低碳轉型的必然要求［3］。

現(xiàn)代裝配式建筑具有低碳環(huán)保、綠色節(jié)能、裝配化程度高等顯著優(yōu)勢，符合我國建筑高質量發(fā)展和“雙碳”發(fā)展的目標要求。現(xiàn)代裝配式建筑主要包括預制裝配式混凝土結構、鋼結構、現(xiàn)代木結構建筑等，因為采用標準化設計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應用，是現(xiàn)代工業(yè)化生產(chǎn)方式的代表［4-5］。因此，鑒于當前我國在引領建筑產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展方向及重點布局方面做出的調整，建筑業(yè)對于裝配式建筑人才的需求空前猛增，缺口較大。為高質量培養(yǎng)裝配式建筑行業(yè)人才，我校特開設“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程。目前，裝配式建筑相關的基礎理論知識的學習主要集中在大專院校及普通本科階段，研究生階段開設此類課程的相對較少，這就導致可供參考的教材及教學大綱相對不足［6-7］。經(jīng)過我校教師多方調研、咨詢及思考，最終采用課題式教學法，課程內容主要包括裝配式竹木結構、裝配式混凝土結構、裝配式鋼結構建筑以及現(xiàn)代裝配式建筑中幾種主要結構形式的研究方向和最新研究成果等，旨在教授碩士研究生裝配式結構建造工藝、技術以及相關理論知識，為我國建筑業(yè)轉型和高質量發(fā)展提供重要的人才支撐。

一、課程開設的重點和難點

研究生教育不同于本科生教育，屬于專業(yè)教育的范疇，需要引導學生自主學習，有目的、有方向地進行研究學習［8］。力爭卓越，爭創(chuàng)一流，是時代賦予我國高等教育院校的歷史使命，也是其促進社會發(fā)展的內在動力。研究生教育的目的是培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力和創(chuàng)新精神的高素質人才，其核心在于創(chuàng)新?；诖耍艾F(xiàn)代裝配式建筑”這門課程開設的重點和難點在于：一方面，要讓學生理解和掌握當前裝配式建筑基本的建造方法和理論知識；另一方面，通過講座報告的形式對最新國內研究現(xiàn)狀進行普及教育，充分調動學生的研究興趣，激發(fā)學生主動探索和創(chuàng)新積極性。本課程主要以授課和探索為基礎，以專業(yè)知識和前沿領域研究為重點。因授課對象主要為專業(yè)型碩士，其目的是培養(yǎng)具有扎實理論基礎，并適應土木行業(yè)需要的應用型高層次人才，所以授課的內容既要保證研究領域的前沿性，又要具有科普性，使得相關專業(yè)方向的研究生都能夠吃透，即平衡好難度、廣度和深度，處理好專業(yè)教育與通識教育的關系，互相兼顧［9］。同時，本課程應該與普通的專業(yè)課程有所區(qū)別，考核內容包括出勤率、中期匯報和課程論文。其中，中期匯報以小組討論的形式展開，授課教師分配小組，對不同小組分配不同的研究課題。分組匯報有利于培養(yǎng)學生的團隊協(xié)作能力，幫助學生領悟團隊合作的精神內涵。

二、課程內容探究

“現(xiàn)代裝配式建筑”不同于土木專業(yè)開設的“彈塑性力學”“結構動力學”等理論性較強的課程，學習方法更加注重探索性和研究性。在掌握了解國內外裝配式建筑發(fā)展的現(xiàn)狀后，學生通過課程學習、文獻查閱以及網(wǎng)站檢索等方式，學習現(xiàn)代裝配式建筑概念、分類，并對發(fā)展現(xiàn)狀進行分析；掌握現(xiàn)代裝配式建筑基本的理論知識和專業(yè)名詞；有針對性地討論現(xiàn)代裝配式建筑及關鍵部分抗震、抗火及耐久性領域的未來發(fā)展方向。本課程主要的教學內容可以分為四個部分。

1.概述。首先，給學生講明“現(xiàn)代裝配式建筑”課程總體規(guī)劃，包括每周授課內容主題、考核依據(jù)以及課程要求。其次，明確給出現(xiàn)代裝配式建筑的概念、分類和發(fā)展現(xiàn)狀分析，讓學生對課程內容有個初步的了解。最后，通過模擬建設工程場景以及展示建筑背后的理論知識，學生要知其然、知其所以然，產(chǎn)生主動探究學習的興趣。

2.現(xiàn)代裝配式竹木結構概述及進展，以工程竹螺栓節(jié)點抗火性能研究為例。首先，該部分將系統(tǒng)地從現(xiàn)代裝配式竹木結構概念、結構用材、結構抗震設計及構造措施、施工工藝以及結構防火防腐措施等5方面介紹裝配式竹木結構體系，討論現(xiàn)代裝配式竹木結構與我校特色學科的有機結合和未來發(fā)展。其次，以工程竹螺栓節(jié)點抗火性能研究為例，聚焦關鍵科學問題研究的背景和國內外研究現(xiàn)狀，提出切實可行的研究內容和試驗方案。此外，詳細闡述了科學研究的主要思路：材料性能試驗、螺栓節(jié)點力學和抗火性能試驗、有限元分析以及設計方法集成。最后，討論現(xiàn)代裝配式竹結構及關鍵部分防火領域未來發(fā)展方向。

3.現(xiàn)代裝配式鋼筋混凝土結構概述及進展，以裝配式混凝土框架節(jié)點基本性能研究為例。該部分主要講解現(xiàn)代裝配式鋼筋混凝土概況、分類和發(fā)展現(xiàn)狀分析。首先，介紹現(xiàn)代裝配式框架結構體系發(fā)展歷程、技術體系、關鍵構件的生產(chǎn)工藝和安裝操作流程，以及現(xiàn)代裝配式框架結構節(jié)點連接形式，以視頻形式讓學生切實了解裝配式梁、柱等構件具體的生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝過程。其次，以裝配式混凝土框架節(jié)點基本性能研究進展為例，展示裝配式混凝土框架節(jié)點基本性能試驗研究，包括裝配式濕連接混凝土框架節(jié)點和裝配式干連接混凝土框架節(jié)點發(fā)展現(xiàn)狀、裝配式混凝土框架節(jié)點數(shù)值模擬方法，即基于梁柱桿系單元的分析方法和基于三維實體單元的分析方法。最后，講解裝配式混凝土框架節(jié)點設計方法。

4.現(xiàn)代裝配式鋼結構概述及進展，以高強高熱阻發(fā)泡混凝土輕鋼結構體系的開發(fā)及其應用為例。首先，簡單講解現(xiàn)代裝配式鋼結構發(fā)展的歷史、代表性人物以及發(fā)展的背景和現(xiàn)狀，了解現(xiàn)代裝配式鋼結構的發(fā)展優(yōu)勢、技術研發(fā)和主要裝配式形式，討論其未來發(fā)展方向和技術體系、被動房的概念和發(fā)展趨勢。其次，以高強高熱阻發(fā)泡混凝土輕鋼結構體系的開發(fā)及其應用為例，分類講解高強高熱阻發(fā)泡混凝土、裝配整體式秸稈板輕鋼高強發(fā)泡混凝土剪力墻結構體系、預制輕質高強發(fā)泡混凝土剪力墻結構被動房體系、預制高強發(fā)泡混凝土填充墻板等。最后，總結概括裝配輕鋼結構發(fā)展和應用的方向，致力于產(chǎn)學研協(xié)同攻關，以視頻形式切實了解現(xiàn)代裝配式鋼結構梁、柱等構件具體的生產(chǎn)和現(xiàn)場安裝過程。

在教學過程中，筆者首次嘗試采用課題式教學法，將“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程分為3個主要課題進行講解。后期學生匯報和論文也要圍繞這3個課題進行撰寫和匯報?？紤]到“現(xiàn)代裝配式建筑”課程特點，輔以探究式和研究型相結合的教學方法，授課過程采用視頻動畫、實地參觀、形象生動的畫面、查閱文獻資料等方法。最后，根據(jù)研究報告、多媒體匯報、答辯情況、方案討論情況等，對學生分層次進行綜合評定。

三、課題式教學方法的應用

所謂課題式教學法，就是將學習、設計和研究相結合，將其始終貫穿課程之中的一種教學方法。它不同于傳統(tǒng)的“滿堂灌”和“填鴨式”的教學模式，而是充分調動學生的主觀能動性。在教師的指導和幫助下，學生通過團隊合作、自主探究，積極高效地完成課程任務。課題式教學法可以有效提高學生的學習能力、設計能力、科研能力、團隊協(xié)作能力以及組織匯報能力。它不僅是一種具體的教學方式，也是蘊含現(xiàn)代教學理念的教學思想。因此，在大學課程教學，尤其是研究生教學中推廣使用，具有重要的意義和價值。

如前文所述，“現(xiàn)代裝配式建筑”有別于其他理論性較強的研究生課程，更加注重探索性和研究性，因此對于課程背景的講解尤為重要，即課程的現(xiàn)實意義和科學價值到底是什么？為什么要開設這門課程？這是任課教師要回答的重要問題。這就好比課題申報時立項的背景和意義。為什么要選擇這一課題進行研究？只有回答好這個問題，項目評審的專家才明白項目研究的關鍵科學問題和工程使用價值。對于課堂授課同樣如此，授課教師在開課之初就要從宏觀上對課程產(chǎn)生的背景和意義、學習的必要性和重要性解釋清楚，這樣學生才能有的放矢，真正明白這門課程的價值在哪里，從而調動起學習的積極性。

在掌握了課程開設的意義和價值之后，就開始了后續(xù)章節(jié)的學習。對于“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程，筆者主要分3個主要課題進行講解。每個課題既相互獨立又具有很強的相關性，共同構建了“現(xiàn)代裝配式建筑”課程體系，內容層層遞進，每個課題都設有一個具體的研究方向，直至完成整個課程的授課工作。對于課題式教學法而言，核心是問題，對教師提出了較高的要求，這就要求任課教師清晰把握課程相關課題的研究背景和發(fā)展現(xiàn)狀，同時能夠講解清楚相關理論和重要概念。課題式教學不是簡單地傳遞研究者的觀點和成果，而是教師對于具體問題進行策劃、重構、再創(chuàng)造的過程。在這一過程中，教師要發(fā)揮主導作用。這不僅僅要求教師和學生做到傳統(tǒng)的“教、學、做”的有機結合，還要有發(fā)現(xiàn)問題和分析問題的能力、思維能力和團隊協(xié)作能力。而要做到這一點，教師必須在每個子課題的開始就引導學生主動發(fā)現(xiàn)問題，學會獨立思考問題，并做好反思。

課題式教學法改變了傳統(tǒng)的教師“填鴨式”的授課模式，大大增加了課堂教學的空間尺度和彈性。無論這門課程的課時安排多少，教師都可以按照既定的模式有序開展。當課時安排比較少時，教師可以采用粗線條方式，但需要學生課后花費更多的時間和精力。課時安排比較多時，教師則可以圍繞具體的研究課題深入剖析，細節(jié)化展示概念、定理的推導過程，這才是真正意義上的教學的再創(chuàng)造。南京林業(yè)大學為“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程安排了48學時，時長合適，既可以完成三大研究課題，又能讓學生有足夠的課余時間準備課程論文和匯報，教學成效顯著。

結語

將“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程納入研究生培養(yǎng)方案，通過該課程訓練學生的思維方式、進行研究體驗和探索、初步領會探索性學習方式，從而讓學生領悟團隊合作的精神內涵，掌握現(xiàn)代裝配式建筑基本學科知識，了解學科前沿問題，培養(yǎng)崇尚科學、勇于探索的創(chuàng)新精神和創(chuàng)新能力，這是南京林業(yè)大學設置這門課程的初衷和目標任務。

將課題式教學法融入“現(xiàn)代裝配式建筑”這門課程，可以有效增加課堂教學的彈性，充分調動學生的主觀能動性。在教師的指導和幫助下，學生通過團隊合作、自主探究，學習效果顯著，掌握了最新裝配式結構建造工藝、技術以及相關理論知識水平，為我國建筑業(yè)轉型和高質量發(fā)展提供重要的人才支撐。

參考文獻

［1］習近平：高舉中國特色社會主義偉大旗幟為全面建設社會主義現(xiàn)代化國家而團結奮斗：在中國共產(chǎn)黨第二十次全國代表大會上的報告［EB/OL］.（2022-10-25）［2022-10-30］.https：//www.ccdi.gov.cn/specialn/esdzt/esdztyw/202210/t20221026_226994.html.

［2］習近平在第七十五屆聯(lián)合國大會一般性辯論上的講話［EB/OL］.（2020-09-23）［2022-10-30］.https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1678595656103445127&wfr=spider&for=pc.

［3］張時聰，王珂，楊芯巖，等.建筑部門碳達峰碳中和排放控制目標研究［J］.建筑科學，2021，37（8）：189-198.

［4］梁宸.裝配式建筑發(fā)展下的建筑職業(yè)教育標準化模式探討［J］.中國標準化，2022（6）：196-198.

［5］紀穎波，佟文晶，姚福義，等.基于通徑分析的裝配式建筑發(fā)展關鍵影響因素研究［J］.數(shù)學的實踐與認識，2022，52（1）：9-17.

［6］茍寒梅，張銀會，駱文進，等.“育訓結合、科研反哺、五維協(xié)同”的裝配式建筑職業(yè)教育人才培養(yǎng)機制探析［J］.高等建筑教育，2021，30（2）：162-169.

［7］劉宇波，劉佳男，劉姝含.理想與現(xiàn)實之間的現(xiàn)代主義：從格羅皮烏斯與保羅·魯?shù)婪虻难b配式建筑探索看現(xiàn)代主義被忽視的一面［J］.建筑學報，2020（1）：71-78.

［8］王亮亮，雯博，劉輝，等.淺析本科生與研究生的教育差異［J］.教育教學論壇，2020（37）：72-74.

［9］周愛萍，黃東升，劉利清，等.新生研討課程：《現(xiàn)代竹木結構》的幾點探討［J］.教育教學論壇，2017（30）：214-215.

Preliminary Study on the Teaching of Graduate Course of Modern Prefabricated Architecture

CUI Zhao-yan1， QIAO Bing-lei2， ZHOU Ai-ping1

（1. National-provincial Joint Engineering Research Center of Electromechanical Product Packaging， Nanjing Forestry University， Nanjing， Jiangsu 210037， China; 2. Teaching and research office，

Songyang Branch， Nanjing Yangzi No.1 Middle School， Nanjing， Jiangsu 210044， China）

Abstract： Modern prefabricated buildings have significant advantages of low carbon environmental protection， green energy saving and high degree of assembly. They are not only in line with the national strategy of double carbon goal， but also of great significance for cracking the current resource and energy restrictions and maintaining the construction of ecological civilization in China. In order to promote Chinas urbanization construction and improve the utilization rate of urban land， modern prefabricated buildings are rapidly developing into high-rise and super-high-rise buildings， which requires college graduates not only to have basic knowledge in civil engineering theory， but also to have a clear understanding of the current development of new construction technology and new research. To this end， Nanjing Forestry University set up the course， Modern Prefabricated Architecture， which aims to improve graduate students knowledge of the latest prefabricated structure construction technology， technology and relevant theoretical knowledge， and provide important talent support for the transformation and high-quality development of the construction industry.

Key words： Modern Prefabricated Architecture; double carbon goal; graduate education; teaching reform