基于新型裝配式與傳統(tǒng)建筑融合的房屋建筑學(xué)教學(xué)改革研究

摘 要 裝配式建筑有利于建筑工業(yè)化的發(fā)展，是我國建筑結(jié)構(gòu)發(fā)展的重要方向之一，為社會培養(yǎng)具有裝配式建筑設(shè)計及應(yīng)用技能的創(chuàng)新型人才是對高校的新要求。文章以房屋建筑學(xué)課程為基礎(chǔ)，針對房屋建筑學(xué)課程目前以傳統(tǒng)建筑為主，在裝配式建筑方向未有更新的教學(xué)弊端，對課程基于裝配式建筑方向采用“雙模塊三元四維”方式對房屋建筑學(xué)課程理論與實(shí)踐進(jìn)行教學(xué)改革與創(chuàng)新，使房屋建筑學(xué)課程適應(yīng)新時代對裝配式建筑人才培養(yǎng)的需求，增強(qiáng)課程對建筑人才的全方位輸出，同時為裝配式建筑課程體系改革提供借鑒。

關(guān)鍵詞 房屋建筑學(xué)；裝配式建筑；課程改革；BIM技術(shù)

中圖分類號：G642 " " " " " " " " " " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A " " DOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2024.33.014

Research on the teaching reform of housing architecture based on the integration of new assembly type and traditional architecture

ZHANG Jindan，SUYing

（Hezhou University， Hezhou Guangxi，542899）

Abstract The prefabricated building is conducive to the development of architectural industrialization， which is one of the important directions of the development of architectural structure in our country. It is a new requirement for universities to train innovative talents with prefabricated building design and application skills for the society. This article is based on the course of housing architecture， aiming at the fact that the course of housing architecture is currently dominated by traditional architecture and has not been updated in the prefabricated building direction， to reform and innovate the teaching of the theory and practice of the course of housing architecture by adopting a “Dual module， three-dimensional and four-dimensional” approach based on the prefabricated building direction of the course， to adapt the course of housing architecture to the needs of prefabricated building personnel training in the new era， to enhance the overall output of the course to construction personnel， and to provide reference for the reform of the prefabricated building curriculum system.

Keywords Housing architecture; prefabricated building; curriculum reform; BIM technology

2020年，住建部發(fā)布了《關(guān)于加快新型建筑工業(yè)化發(fā)展的若干意見》《關(guān)于推動智能建造與建筑工業(yè)化協(xié)同發(fā)展的指導(dǎo)意見》等系列文件推進(jìn)裝配式建筑發(fā)展，裝配式建筑是推進(jìn)建筑工業(yè)化的必然選擇[1]，也是“雙碳”目標(biāo)穩(wěn)健推進(jìn)的有力支撐。當(dāng)前我國裝配式建筑正處于全新的快速發(fā)展時期，需要高校培養(yǎng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)人才投入裝配式建筑的實(shí)踐中，但目前高校的人才培養(yǎng)未能適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的新需求，裝配式建筑人才仍然存在巨大缺口，且已經(jīng)成為影響建筑行業(yè)發(fā)展的主要障礙之一[2]?；诖?，裝配式人才培養(yǎng)課程系統(tǒng)需要進(jìn)行改革。

房屋建筑學(xué)課程是基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間的“橋梁”，也是建筑設(shè)計的主導(dǎo)專業(yè)，“先建筑后結(jié)構(gòu)”“先建筑后設(shè)備”，對結(jié)構(gòu)設(shè)計、設(shè)備設(shè)計發(fā)揮先導(dǎo)和支配作用，房屋建筑學(xué)課程作為裝配式人才培養(yǎng)的專業(yè)基礎(chǔ)課[3]，須將裝配式建筑基礎(chǔ)知識培養(yǎng)納入課程目標(biāo)，同時要注重學(xué)生實(shí)踐能力、自主學(xué)習(xí)能力的提高以及綜合素質(zhì)的培養(yǎng)。

房屋建筑學(xué)課程內(nèi)容包括民用建筑、工業(yè)建筑兩大部分，著重闡述民用與工業(yè)建筑設(shè)計的基本原理和方法，建筑物的構(gòu)造組成、原理和做法，內(nèi)容龐雜[4]，課程在實(shí)際教學(xué)中還存在理論教學(xué)力度不足，實(shí)踐教學(xué)深度不夠，理論與實(shí)踐脫離等問題，基于此，本文提出“理論+實(shí)踐”雙模塊混合，實(shí)踐三維教學(xué)，理論四維育人的教學(xué)理念，使房屋建筑學(xué)課程適應(yīng)新時代對裝配式建筑人才的需求，增強(qiáng)課程對建筑人才的全方位輸出。

1" 房屋建筑學(xué)課程教學(xué)改革目標(biāo)和指導(dǎo)思想

裝配式建筑有效解決了傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)存在的一系列問題，具有優(yōu)質(zhì)、節(jié)能環(huán)保、工業(yè)化程度高等特點(diǎn)，推進(jìn)建筑業(yè)深化改革[5]。在房屋建筑學(xué)課程的建設(shè)上，結(jié)合裝配式建筑進(jìn)行教學(xué)改革，提升學(xué)生對裝配式建筑設(shè)計、生產(chǎn)、施工等方面的理解，提升學(xué)生對裝配式建筑的建造和管理水平，培養(yǎng)裝配式建筑產(chǎn)業(yè)人才。

2" "房屋建筑學(xué)裝配式建筑理論教學(xué)

2.1" 引企入教、多方育人——培養(yǎng)裝配式教學(xué)團(tuán)隊

面向產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展和區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會需求，以強(qiáng)化學(xué)生職業(yè)勝任力和持續(xù)發(fā)展能力為目標(biāo)，打破常規(guī)對課程體系進(jìn)行改革，深化產(chǎn)教深度融合、校企合作，探索校企人才雙向流動機(jī)制，教學(xué)一線教師參與企業(yè)裝配式實(shí)踐項(xiàng)目，同時“引企入教”，企業(yè)業(yè)務(wù)骨干、優(yōu)秀技術(shù)和管理人才到高校任教，共同組建適應(yīng)裝配式教學(xué)的房屋建筑學(xué)教學(xué)團(tuán)隊，推進(jìn)啟發(fā)式、探究式等教學(xué)方法改革和合作式、任務(wù)式、項(xiàng)目式、企業(yè)實(shí)操教學(xué)等培養(yǎng)模式綜合改革，促進(jìn)課程內(nèi)容與技術(shù)發(fā)展銜接、教學(xué)過程與生產(chǎn)過程對接、人才培養(yǎng)與產(chǎn)業(yè)需求融合。協(xié)調(diào)推進(jìn)多主體之間開放合作，整合多主體創(chuàng)新要素和資源，凝練產(chǎn)教深度融合、多方協(xié)同育人的應(yīng)用型人才培養(yǎng)模式。

2.2" 內(nèi)容更新，全面育人——融入裝配式教學(xué)內(nèi)容

加快課程教學(xué)內(nèi)容迭代，關(guān)注行業(yè)創(chuàng)新鏈條的動態(tài)發(fā)展，推動課程內(nèi)容與行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、生產(chǎn)流程、項(xiàng)目開發(fā)等產(chǎn)業(yè)需求科學(xué)對接，把房屋建筑學(xué)建設(shè)成高質(zhì)量校企合作課程。

裝配式建筑內(nèi)容主要分成三個部分來融入課程教學(xué)內(nèi)容。第一部分在緒論部分介紹傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)體系和組成中融入裝配式建筑的基本概念和特點(diǎn)，介紹國內(nèi)外裝配式建筑的應(yīng)用與發(fā)展，激發(fā)學(xué)生的興趣，擴(kuò)寬學(xué)生的視野。第二部分講解建筑設(shè)計原理時，對比講解傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑與裝配式混凝土建筑在建筑設(shè)計時的異同。第三部分講解建筑構(gòu)造時增加裝配式預(yù)制構(gòu)件的介紹。此外，現(xiàn)代建筑技術(shù)更新很快，教師在教學(xué)環(huán)節(jié)中應(yīng)注意將建筑領(lǐng)域的新技術(shù)、新材料、新方法帶入課堂，和學(xué)生一起討論學(xué)習(xí)。如書本傳統(tǒng)砌筑部分主要介紹實(shí)心磚墻的砌筑，但是目前實(shí)心磚基本已經(jīng)淘汰，出現(xiàn)了很多節(jié)能保溫的新型墻體材料。將新技術(shù)引入課堂，讓學(xué)生掌握專業(yè)發(fā)展的最新動態(tài)，培養(yǎng)社會需要的專業(yè)技術(shù)人才，提高土建類學(xué)生的就業(yè)競爭力。

2.3" 專思融合，思政育人——融入課程思政

目前專業(yè)課程授課多集中于專業(yè)知識講解與對應(yīng)軟件或圖紙的實(shí)踐練習(xí)上，與思政元素結(jié)合不夠，專業(yè)課程與思政課程相互脫離、獨(dú)立，有引用思政的課程也多存在思政元素引用較為生硬、思政內(nèi)容與教學(xué)內(nèi)容不貼切的問題，從而形成思政授課效果達(dá)不到預(yù)期、專業(yè)授課內(nèi)容受到影響，呈現(xiàn)負(fù)相關(guān)的局面[6]，不能很好地引導(dǎo)學(xué)生形成正確的人生觀念。

基于此，將思想政治育人元素融入房屋建筑學(xué)課程教學(xué)各個環(huán)節(jié)，按照整體規(guī)劃、有機(jī)融入的原則，有效落實(shí)課程思政教育理念，課程挖掘了“家國情懷”“文化自信”“社會責(zé)任”“堅定信念”“工匠精神”“實(shí)踐創(chuàng)新”等六大課程思政主題元素，如課程講授過程中結(jié)合國家工程建設(shè)成就增強(qiáng)民族自豪感，結(jié)合中國古代典型建筑示例增強(qiáng)文化自信，結(jié)合失敗工程事故加強(qiáng)工程倫理觀和社會責(zé)任心，結(jié)合建筑材料的發(fā)展歷史和現(xiàn)狀引導(dǎo)科學(xué)辯證思維。通過課程思政達(dá)到“如鹽化水”“潤物無聲”的教學(xué)效果，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課與思政課程同向同行、協(xié)同育人，提升人才培養(yǎng)質(zhì)量的教學(xué)目標(biāo)。

課程采用線上線下混合教學(xué)模式，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，根據(jù)時事不斷更新線上資源建設(shè)，及時針對與教學(xué)內(nèi)容相關(guān)的國家重大工程和熱點(diǎn)問題進(jìn)行更新討論，“結(jié)合時事，時變時新”促進(jìn)課程思政建設(shè)；既有融合在教學(xué)內(nèi)容中的課程思政元素，又有在線上課程中就力學(xué)家事跡、工程力學(xué)時事熱點(diǎn)的討論，顯隱思政元素逐步實(shí)現(xiàn)全過程育人、全方位育人；此外，主題演講、課堂討論、思政試題等多種課程活動多管齊下，融合歷史的積淀，現(xiàn)實(shí)的對比，堅定的信仰和政治站位，身邊看得見摸得著的具體案例橫縱結(jié)合。以學(xué)促學(xué)、以趣激趣形成學(xué)生更能接受的課程思政，為更好地引導(dǎo)廣大學(xué)生向德才兼?zhèn)涞姆较虬l(fā)展搭建良好的教學(xué)平臺。

2.4" 立體教學(xué)，形象育人——搭建可視化平臺

裝配式建筑是由在工廠預(yù)制的構(gòu)件在現(xiàn)場裝配連接而成，相較于傳統(tǒng)建筑單一的構(gòu)件，裝配式建筑的構(gòu)件可以預(yù)制成一維、二維甚至三維，復(fù)雜多變，只通過圖片講解，學(xué)生難以理解。對此可應(yīng)用BIM技術(shù)的三維可視化、模擬性等優(yōu)勢，對裝配式預(yù)制構(gòu)件建立三維可視化模型，直觀地展示裝配式復(fù)合構(gòu)件的構(gòu)造做法。同時為提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極和主動性，可基于BIM技術(shù)搭建三維可視化學(xué)習(xí)平臺，做到教、學(xué)、做一體化互動教學(xué)。如對于常見的裝配式預(yù)制構(gòu)件包括預(yù)制柱、預(yù)制剪力墻、疊合梁、疊合板、預(yù)制女兒墻和空調(diào)板等，利用BIM軟件繪制出三維可視化模型和施工詳圖進(jìn)行講解，課后實(shí)踐環(huán)節(jié)分組讓學(xué)生自己動手建立不同構(gòu)件的BIM模型，讓學(xué)生在學(xué)中做，做中學(xué)，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性，同時掌握BIM技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生裝配式建筑深化設(shè)計能力（圖1―4）。

3" 裝配式實(shí)踐教學(xué)

3.1" 產(chǎn)教融合，協(xié)同育人——裝配式建筑項(xiàng)目實(shí)地教學(xué)

“實(shí)踐出真知”，傳統(tǒng)現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)在生活中隨處可見，教學(xué)樓、宿舍、食堂、圖書館等都是傳統(tǒng)現(xiàn)澆鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的實(shí)踐案例，理論結(jié)合實(shí)踐，學(xué)生更容易掌握理論知識并應(yīng)用于實(shí)踐。但是學(xué)生在日常生活中對新型裝配式建筑接觸較少，缺乏基礎(chǔ)的認(rèn)識和感知。通過校企合作，帶領(lǐng)學(xué)生去裝配式預(yù)制構(gòu)件生產(chǎn)工廠、裝配式建筑施工現(xiàn)場等進(jìn)行參觀講解，直觀地加深學(xué)生對裝配式建筑的認(rèn)識，此外，使用真實(shí)生產(chǎn)線等環(huán)境開展浸潤式實(shí)景、實(shí)操、實(shí)地教學(xué)，著力提升學(xué)生的動手實(shí)踐能力，能有效提高學(xué)生對產(chǎn)業(yè)的認(rèn)知程度和解決復(fù)雜問題的能力。課后再分享裝配式建筑的拓展資料，引導(dǎo)學(xué)生探索思考裝配式建筑技術(shù)的發(fā)展，加深學(xué)生對裝配式建筑的認(rèn)識。

3.2" 以賽促學(xué)，綜合育人——裝配式大作業(yè)實(shí)踐

房屋建筑學(xué)的基礎(chǔ)內(nèi)容包括建筑的六大組成部分：基礎(chǔ)、墻或柱、樓地面、屋頂、門窗和樓梯，無論是裝配式建筑還是現(xiàn)澆結(jié)構(gòu)，基本組成部分是一樣的，不同的是建造方式。在講解這些基礎(chǔ)知識時，為提高學(xué)生的積極性，可在課前和課后增加實(shí)踐練習(xí)，課前讓學(xué)生收集相關(guān)資料，課后設(shè)置實(shí)踐大作業(yè)，如建立構(gòu)件三維或?qū)嶓w模型，課中借助BIM技術(shù)建立構(gòu)件模型進(jìn)行知識點(diǎn)詳講（分別介紹現(xiàn)澆和裝配式構(gòu)造的做法）。結(jié)合BIM技術(shù)實(shí)施學(xué)、教、做一體化互動實(shí)踐教學(xué)模式，在教學(xué)過程中以學(xué)生為中心，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動性。

以樓梯為例，講解樓梯章節(jié)前，先讓學(xué)生觀察學(xué)校建筑樓梯的類型，對樓梯的基本尺寸進(jìn)行實(shí)地測量，收集樓梯相關(guān)的資料[7]，課中借助樓梯的模型進(jìn)行知識點(diǎn)詳講，課后給出設(shè)計條件，讓學(xué)生自行根據(jù)規(guī)范等資料進(jìn)行樓梯設(shè)計，并建立三維或?qū)嶓w模型。設(shè)計成果再讓學(xué)生展示講解，學(xué)生之間互相點(diǎn)評，教師歸納總結(jié)（圖5，圖6，p46）。此外，學(xué)生所設(shè)計的模型可作為教學(xué)材料，參加相關(guān)專業(yè)大賽，如BIM信息模型大賽，以賽促學(xué)，學(xué)以致用。

3.3" 課程設(shè)計，實(shí)踐育人——裝配式建筑課程設(shè)計

房屋建筑學(xué)課程設(shè)計是房屋建筑學(xué)課程重要的實(shí)踐部分，也是檢驗(yàn)學(xué)生所學(xué)成果的重要手段，目前房屋建筑學(xué)的課程設(shè)計基本都是讓學(xué)生獨(dú)立完成某個小型民用建筑的設(shè)計并完成相應(yīng)的建筑施工圖的繪制。為進(jìn)一步推動學(xué)生理解裝配式的設(shè)計要求和設(shè)計方法，可在課程設(shè)計中融入裝配式建筑的內(nèi)容，同時制圖方式也不局限于手繪和CAD制圖，鼓勵學(xué)生利用BIM建模技能繪制課程設(shè)計圖紙。

如讓學(xué)生設(shè)計一棟住宅建筑，按傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑設(shè)計，只要滿足規(guī)范要求的層高、尺寸和面積等要求即可，但裝配式建筑的設(shè)計要遵循“少規(guī)格、多組合”的原則，要求盡量采用簡單、規(guī)則、平整的設(shè)計方案。住宅中有多個單元，在傳統(tǒng)設(shè)計中通常采用互為鏡像的設(shè)計，但對于裝配式建筑來說，這樣可能會增加預(yù)制構(gòu)件的類型，增加成本，因此裝配式建筑宜采用復(fù)制設(shè)計。通過這樣的設(shè)計實(shí)訓(xùn)，對比裝配式建筑與傳統(tǒng)現(xiàn)澆混凝土建筑，能讓學(xué)生更深入地理解兩種建造形式的區(qū)別，掌握這兩種建筑的設(shè)計要求和設(shè)計方法。同時鼓勵學(xué)生成果的呈現(xiàn)不局限于二維圖紙，可采用更具有空間感的三維模型來展示，通過多樣化的課程設(shè)計綜合培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計制圖能力以及運(yùn)用新技術(shù)分析和解決問題的能力。

此外以行業(yè)企業(yè)技術(shù)革新項(xiàng)目為依托，緊密結(jié)合產(chǎn)業(yè)實(shí)際創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、方法、手段，增加綜合性、設(shè)計性實(shí)踐教學(xué)的比重，把行業(yè)企業(yè)的真實(shí)項(xiàng)目、產(chǎn)品設(shè)計等作為畢業(yè)設(shè)計和課程設(shè)計等實(shí)踐環(huán)節(jié)的選題來源，鍛煉學(xué)生的實(shí)際設(shè)計能力。

4" 結(jié)語

在建筑產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級和綠色建造模式推廣的背景下，裝配式建筑是建筑業(yè)必然的發(fā)展方向，培養(yǎng)具有創(chuàng)新能力的裝配式產(chǎn)業(yè)人才是社會對高校的新要求。房屋建筑學(xué)作為工程類專業(yè)的基礎(chǔ)課程，通過“雙模塊三元四維”引入裝配式理論知識和實(shí)踐，不斷探索改革，不斷提高學(xué)生的專業(yè)技能和綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生成為創(chuàng)新型建筑技術(shù)人才。

基金項(xiàng)目：廣西高等教育本科教學(xué)改革一般項(xiàng)目A類（2024JGA353）；基于工程實(shí)例《房屋建筑學(xué)》在線課程建設(shè)（HZXYZCJG202206）；賀州學(xué)院2023年度課程思政建設(shè)項(xiàng)目（HZXYKCSZ202325）；2024年自治區(qū)級新工科、新醫(yī)科、新農(nóng)科、新文科研究與實(shí)踐項(xiàng)目（XGK202407）。

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