新工科背景下土木工程專業(yè)建筑工業(yè)化課程群建設(shè)研究與實踐

艾心熒，劉俊峰，田管鳳，何春燦

（東莞理工學院 生態(tài)環(huán)境與建筑工程學院，廣東 東莞 523808）

一、課程群建設(shè)背景及意義

建筑工業(yè)化，指通過現(xiàn)代化的制造、運輸、安裝和科學管理的大工業(yè)生產(chǎn)方式，來代替?zhèn)鹘y(tǒng)建筑業(yè)中分散的、低水平的、低效率的手工業(yè)生產(chǎn)方式。它的主要標志是建筑設(shè)計標準化、構(gòu)配件生產(chǎn)工廠化，施工機械化和組織管理科學化，并逐步采用現(xiàn)代科學技術(shù)的新成果，以提高勞動生產(chǎn)率，加快建設(shè)速度，降低工程成本，提高工程質(zhì)量。面對當前建筑業(yè)日益嚴峻的環(huán)保、資源與成本等壓力，建筑工業(yè)化是中國建筑業(yè)發(fā)展的大趨勢和必由之路，對推進建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變，促進節(jié)能減排，實現(xiàn)碳達峰碳中和目標意義重大。

裝配式建筑作為建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式的重要代表，其通過采用標準化設(shè)計、工廠化生產(chǎn)、裝配化施工、信息化管理、智能化應(yīng)用，把傳統(tǒng)建造方式中的大量現(xiàn)場作業(yè)工作轉(zhuǎn)移到工廠進行，在工廠加工制作好建筑用構(gòu)件和配件（如樓板、墻板、樓梯、陽臺等），運輸?shù)浇ㄖ┕がF(xiàn)場，通過可靠的連接方式在現(xiàn)場裝配安裝而成，主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等。以裝配式建筑為代表的建筑工業(yè)化生產(chǎn)方式已成為建筑業(yè)推廣發(fā)展的主流。

近年來，“發(fā)展裝配式建筑，推動建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化”受到黨中央、國務(wù)院及各級政府的高度重視。2015 年11月14 日住建部新型建筑工業(yè)化集成建造工程技術(shù)研究中心相關(guān)負責人在2015 中國工程建設(shè)項目管理發(fā)展大會上介紹，已完成征求意見的國家《建筑產(chǎn)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展綱要》明確提出“到2025 年裝配式建筑占新建筑的比例50%以上”；2016 年9 月國務(wù)院辦公廳出臺《關(guān)于大力發(fā)展裝配式建筑的指導(dǎo)意見》要求要因地制宜發(fā)展裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)和現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)等裝配式建筑，力爭用10 年左右時間，使裝配式建筑占新建建筑面積的比例達到30%。明確提出“要強化隊伍建設(shè)，大力培養(yǎng)裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理等專業(yè)人才”；2020年8 月，住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、教育部、科學技術(shù)部等九部門聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》，提出：要大力發(fā)展鋼結(jié)構(gòu)建筑，推廣裝配式混凝土建筑，培養(yǎng)新型建筑工業(yè)化專業(yè)人才，壯大設(shè)計、生產(chǎn)、施工、管理等方面人才隊伍，加強新型建筑工業(yè)化專業(yè)技術(shù)人員繼續(xù)教育?？梢灶A(yù)見，裝配式建筑由于具有適應(yīng)工業(yè)化、節(jié)能、環(huán)保等優(yōu)勢，必將是未來建筑領(lǐng)域的發(fā)展方向，裝配式建筑技術(shù)的人才需求也必將十分巨大。

然而，隨著裝配式建筑的不斷發(fā)展，裝配式建筑技術(shù)人才儲備不足的問題也日趨凸顯。高校在裝配式建筑技術(shù)人才培養(yǎng)方面，正處于起步階段，還沒有形成系統(tǒng)、科學的裝配式建筑技術(shù)人才培養(yǎng)體系，無法滿足工程實際人才知識體系需求。因此，開展新工科與工程認證背景下建筑工業(yè)化課程群建設(shè)研究與實踐具有重要意義。

二、課程群建設(shè)理念

（一）“新工科”建設(shè)

“新工科”建設(shè)是中國工程教育應(yīng)對新技術(shù)和新經(jīng)濟發(fā)展的重要舉措。土木工程屬于傳統(tǒng)工科，面對新技術(shù)、新經(jīng)濟的變革更加需要適應(yīng)新形勢，主動“升級”。當前，我國建筑業(yè)正在向現(xiàn)代工業(yè)化、產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)型升級，為土木工程專業(yè)的發(fā)展提供了重大的機遇，土木工程學科要和建筑產(chǎn)業(yè)融合，加快培養(yǎng)面向新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展需要的新型土木工程卓越人才。為土木工程行業(yè)的發(fā)展培養(yǎng)大批新興工程科技人才。因此，開展面向建筑工業(yè)化的課程群建設(shè)，是當前土木工程專業(yè)適應(yīng)建筑業(yè)轉(zhuǎn)型升級，開展“新工科”建設(shè)的重要舉措。

（二）基于OBE 的工程教育模式

基于OBE 的工程教育模式，即工科專業(yè)辦學應(yīng)以行業(yè)認可的人才培養(yǎng)目標及畢業(yè)生能力素質(zhì)要求為導(dǎo)向，圍繞這一核心目標任務(wù)，設(shè)置課程體系、配備師資隊伍、配置辦學條件、開展教學改革與研究，并建立持續(xù)改進機制措施，以確保導(dǎo)向目標的優(yōu)化，達成及人才培養(yǎng)質(zhì)量。

東莞理工學院（以下簡稱“我?！保┩聊竟こ虒I(yè)的人才培養(yǎng)目標直接提出了面向建筑工業(yè)化的能力需求，即能適應(yīng)區(qū)域建筑業(yè)工業(yè)化、信息化及維護更新等發(fā)展需求。為了達成上述培養(yǎng)目標，必須在課程體系中針對性設(shè)置面向建筑工業(yè)化的課程，培養(yǎng)學生的相關(guān)專業(yè)能力，使其滿足建筑業(yè)產(chǎn)業(yè)升級和發(fā)展方式轉(zhuǎn)變的人才需求。

三、課程群建設(shè)思路與目標

（一）建設(shè)思路

裝配式建筑主要包括預(yù)制裝配式混凝土結(jié)構(gòu)、鋼結(jié)構(gòu)、現(xiàn)代木結(jié)構(gòu)建筑等。鋼結(jié)構(gòu)和木結(jié)構(gòu)大多已基本實現(xiàn)工廠生產(chǎn)、現(xiàn)場裝配施工的工業(yè)化生產(chǎn)模式。而混凝土結(jié)構(gòu)作為我國主要的建筑結(jié)構(gòu)形式，生產(chǎn)及施工方法仍以現(xiàn)場澆筑為主，裝配式建筑比例和規(guī)模化程度較低。裝配式混凝土建筑是我國建筑工業(yè)化的重點研究、發(fā)展及應(yīng)用方向。

因此，綜合考慮我校土木工程專業(yè)現(xiàn)有師資力量及課程體系、建筑工業(yè)化市場需求及發(fā)展現(xiàn)狀，經(jīng)過廣泛征集校內(nèi)外行業(yè)專家、學者及一線工程師的意見和建議，決定通過聯(lián)合行業(yè)內(nèi)實力企業(yè)，產(chǎn)教融合，校企協(xié)同育人，瞄準裝配式混凝土建筑結(jié)構(gòu)開展面向建筑工業(yè)化新形勢下的本科人才培養(yǎng)。

（二）課程群目標

課程群主要面向土木工程、工程管理等本科專業(yè)學生，通過課程群內(nèi)相關(guān)課程的學習，使學生能較系統(tǒng)地掌握裝配式結(jié)構(gòu)設(shè)計、施工與管理的基礎(chǔ)知識，了解裝配式設(shè)計、施工的具體過程，以及裝配式工程的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢?；谌瞬排囵B(yǎng)核心能力及行業(yè)人才素質(zhì)要求，確定以下幾點課程目標。

1.知識與能力目標

幫助學生了解建筑工業(yè)化的發(fā)展和裝配式建筑的基本知識，明晰所學專業(yè)在工業(yè)化發(fā)展的定位；使學生具備裝配式建筑施工圖識讀的能力；掌握裝配式混凝土建筑的設(shè)計要點；掌握各構(gòu)件制作工藝及流程；具備裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及工程施工過程中預(yù)制、運輸、儲存和吊裝及質(zhì)量檢查和簡單的事故分析與處理能力；培養(yǎng)學生獨立學習、獨立工作的能力，具有職業(yè)崗位所學的合作、交流等能力。

2.素質(zhì)目標

培養(yǎng)學生基本的工程素養(yǎng)，嚴謹細致、誠信盡責的制圖與設(shè)計工作態(tài)度和作風；增強學生的工程意識、標準化意識和貫徹執(zhí)行國家標準的意識；認識裝配式建筑對于節(jié)能減排與環(huán)境保護的重要性；理解工程師應(yīng)具備職業(yè)及倫理規(guī)范；培養(yǎng)學生的自學能力、工匠精神及工程師的責任感和使命感。

四、構(gòu)建“設(shè)計-施工-管理”三位一體的課程群體系

按照上述課程群目標要求，重視理論基礎(chǔ)，豐富案例教學內(nèi)容，強化實踐應(yīng)用能力培養(yǎng)；將裝配式混凝土建筑設(shè)計與施工所需的識圖/繪圖能力培養(yǎng)并入現(xiàn)有土木工程制圖課程，所需的BIM 技術(shù)知識與技能培養(yǎng)并入現(xiàn)有的BIM 技術(shù)課程群；本課程群全面系統(tǒng)介紹裝配式混凝土結(jié)構(gòu)的基本知識、材料特點、設(shè)計方法、制作工藝及施工工藝；研究建筑工業(yè)化理論體系下，建筑工業(yè)化、集成化生產(chǎn)的需要條件，闡述裝配式、裝配整體式建筑的節(jié)點構(gòu)造、施工技術(shù)等專業(yè)知識。建筑工業(yè)化課程群課程組成課程及教學內(nèi)容如圖1 所示。

圖1 建筑工業(yè)化課程群體系

1.建筑工業(yè)化概論

課程目標：掌握建筑工業(yè)化的概念和內(nèi)涵，了解建筑標準化、建筑施工機械化、裝配式建筑工業(yè)化、現(xiàn)場工業(yè)化建造的具體內(nèi)容和技術(shù)方法；理解建筑工業(yè)化對保護環(huán)境、實施社會可持續(xù)發(fā)展的重大意義。了解建筑工業(yè)化、建筑信息化和管理科學化三者的關(guān)系；了解建筑信息化關(guān)鍵技術(shù)與管理科學化的內(nèi)容體系；了解國內(nèi)外建筑工業(yè)化的發(fā)展歷程，了解我國建筑工業(yè)化的發(fā)展目標和技術(shù)路徑。

課程內(nèi)容：建筑工業(yè)化的概念和內(nèi)涵、發(fā)展歷程和技術(shù)路徑，建筑標準化、建筑施工機械化、裝配式建筑工業(yè)化、現(xiàn)場工業(yè)化建造、信息技術(shù)應(yīng)用、管理科學化等。

2.裝配式混凝土建筑構(gòu)造與設(shè)計

課程目標：能夠根據(jù)設(shè)計要求合理選擇裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系，理解各結(jié)構(gòu)體系優(yōu)缺點與適用性，熟練掌握裝配式混凝土疊合樓蓋、框架結(jié)構(gòu)、剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計及施工技術(shù)與方法；熟悉裝配式混凝土結(jié)構(gòu)常用建筑材料，熟練掌握新方法與技術(shù)的原理及其在裝配式建筑設(shè)計中的應(yīng)用；了解目前裝配式混凝土結(jié)構(gòu)發(fā)展及問題，了解裝配式建筑與建筑工業(yè)化的關(guān)系，以及發(fā)展裝配式建筑對環(huán)境、社會可持續(xù)發(fā)展的影響。

課程內(nèi)容：裝配式混凝土結(jié)構(gòu)常用材料、裝配式混凝土結(jié)構(gòu)體系和結(jié)構(gòu)設(shè)計基本規(guī)定、裝配式鋼筋混凝土疊合樓蓋設(shè)計、裝配式鋼筋混凝土疊合梁設(shè)計、裝配整體式混凝土框架結(jié)構(gòu)設(shè)計、裝配整體式混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)設(shè)計、預(yù)制混凝土構(gòu)件設(shè)計。

3.裝配式混凝土建筑制作與施工

課程目標：了解裝配式混凝土預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工藝、質(zhì)量驗收和生產(chǎn)管理的基本內(nèi)容。熟悉裝配式混凝土結(jié)構(gòu)工程的施工技術(shù)、施工質(zhì)量驗收規(guī)定。掌握裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工組織的內(nèi)容及特點；能依據(jù)工程要求編制簡要的施工組織方案。熟悉施工安全管理的基本要求。了解裝配式混凝土結(jié)構(gòu)施工與管理信息技術(shù)的應(yīng)用概況。

課程內(nèi)容：預(yù)制混凝土構(gòu)件制作工藝、質(zhì)量驗收和生產(chǎn)管理，裝配式混凝土建筑施工條件、施工材料與施工技術(shù)、施工質(zhì)量驗收、施工組織管理、施工安全管理、施工信息化管理，裝配式混凝土建筑的建設(shè)項目全過程管理體系等。通過本課程的學習，學生能較系統(tǒng)地掌握裝配式結(jié)構(gòu)制作、施工與管理的基礎(chǔ)知識，熟悉裝配式混凝土建筑制作、施工和管理的具體過程，了解裝配式工程的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

4.裝配式混凝土建筑設(shè)計與施工綜合實訓

課程目標：掌握裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計程序、依據(jù)、方法及步驟；了解裝配式混凝土建筑單位工程施工組織設(shè)計編制的程序、依據(jù)及內(nèi)容，掌握其編制方法、步驟；了解現(xiàn)行主要裝配式混凝土建筑設(shè)計與施工驗收規(guī)范、規(guī)程和質(zhì)量標準；理解并掌握裝配式混凝土建筑中施工組織管理的技術(shù)和基本方法；能運用所學裝配式混凝土建筑設(shè)計與施工基本知識，針對施工實際，進行結(jié)構(gòu)設(shè)計計算與施工圖繪制，編制單位工程施工組織設(shè)計。

課程內(nèi)容：基于對建筑工業(yè)化領(lǐng)域的了解，能根據(jù)給定的工程背景及條件，綜合應(yīng)用裝配式混凝土建筑構(gòu)造與設(shè)計、制作與施工理論知識，分組合作完成一棟裝配式混凝土建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計計算、施工圖設(shè)計、單位工程施工組織設(shè)計；編制結(jié)構(gòu)設(shè)計計算書、繪制全套結(jié)構(gòu)施工圖，完成工程量計算、擬訂施工方案、確定施工進度計劃（水平橫道圖）、繪制施工平面布置圖等，完成一個土建工程施工組織設(shè)計。

五、師資團隊

（一）校企共建“雙師型”課程團隊

鑒于我校土木工程專業(yè)現(xiàn)有師資力量在裝配式建筑領(lǐng)域的薄弱性，通過與共建企業(yè)合作，由學校教學經(jīng)驗豐富、具有裝配式建筑相關(guān)課題或行業(yè)背景的6 名“雙師型”教師，與共建企業(yè)6 位專家共同組成課程群教學團隊，保證了課程群教學團隊的整體專業(yè)與教學水平。課程群負責人為中青年副教授擔任，保證有足夠的工作能力與精力指導(dǎo)課程群建設(shè)；每門課程由1 名副教授+1 名青年博士講師共同任教，將高級職稱教師的豐富任教經(jīng)驗及專業(yè)水平，與青年博士講師的工作熱情及態(tài)度相結(jié)合。

（二）重視現(xiàn)有師資力量的培養(yǎng)與提升

通過校企課題合作、企業(yè)掛職、進修學習/培訓等多種方式，提升現(xiàn)有師資的裝配式建筑專業(yè)知識能力水平；基于教師賦能工作坊、課程思政/教學技能競賽、傳幫帶活動等提升教師教學技能水平。

六、共建企業(yè)及實踐基地

共建企業(yè)具有雄厚的課程建設(shè)技術(shù)實力、人力資源優(yōu)勢和實踐實訓項目平臺。校企共建課程合作企業(yè)必須具備足夠的裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工技術(shù)實力及人才儲備，能夠保證課程正常開展必須的技術(shù)、人力資源；企業(yè)文化和信譽良好，具有良好的社會擔當和奉獻精神，愿意為高等教育人才培養(yǎng)貢獻力量；市場運營良好，前景廣闊，能為課程實訓實踐提供廣闊的平臺；優(yōu)先選擇裝配式建筑設(shè)計與施工領(lǐng)域的國有大中型企業(yè)及行業(yè)領(lǐng)軍企業(yè)?；谏鲜鲈瓌t，最終確定華陽國際設(shè)計集團作為校企共建課程的合作企業(yè)。

七、堅持教學方法與手段革新

建立豐富的工藝流程自媒體視頻資源庫；開展全過程項目化案例教學，提高學生的實踐應(yīng)用能力；依托優(yōu)學院建立網(wǎng)絡(luò)課程平臺，開展混合式教學；基于課程平臺課堂互動模塊，開展豐富多彩的課堂互動教學；采用課堂教學和實踐教學相結(jié)合的教學形式；建立側(cè)重于實踐應(yīng)用能力考核的過程性評價綜合考核方式。

八、結(jié)束語

建筑工業(yè)化課程群顯著提升了我校畢業(yè)生的專業(yè)素質(zhì)水平，使其具備了從事裝配式混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計與施工的基本知識與技能，有力支撐了我校土木工程專業(yè)培養(yǎng)目標的達成，取得了良好的育人效果。