装配式建筑发展趋势分析及教学改革思路探讨

2024-04-27 23:34谢春艳
广西教育·B版 2024年2期
关键词:装配式建筑中职学校教学改革

谢春艳

摘 要:目前,装配式建筑技术专业教学尚存在诸多不足,专业技术人才无法满足相关行业的需求。为此教师要从教育改革的重要性、提升教师综合能力、调整人才培养方案、加强政校企合作、优化教学设施等五大方面发力,探讨装配式建筑在新时代教学和专业实践中的改革思路,从而为建筑行业培养更多优秀的专业技术人才,加速推进我国装配式建筑的发展。

关键词:装配式建筑;中职学校;教学改革

中图分类号:G63 文献标识码:A 文章编号:0450-9889(2024)05-0121-05

2016年,《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》指出,发展装配式建筑,是建造方式的重大变革,是推进供给侧结构性改革和新型城镇化发展的重要举措,有利于节约资源能源、减少施工污染、提高劳动生产效率和质量安全水平,有利于促进建筑业与信息化工业化深度融合、培育新产业新动能、推动化解过剩产能。近年来,我国积极探索发展装配式建筑,先后出台了一系列装配式建筑规划,由此,装配式建筑市场迎来了崭新的发展机遇。从历史的传统手工业到如今的新型机械化,从过去的借鉴他国到现在的自我创新,我国装配式建筑技术日渐成熟。但整体来看,我国建筑行业的建造方式大多仍以现场浇筑为主,装配式建筑比例和规模化程度相对较低,与发展绿色建筑的有关要求以及先进建造方式相比还有很大差距。

国家的重视和社会的需求,决定了装配式建筑产业未来的发展趋势,装配式建筑产业的快速发展对人才的培养提出了更高要求。然而从实际情况来看,传统的建筑学科教学模式已经不能满足“新工科”背景下国家和社会对装配式建筑技术人才日益增长的需求。为紧跟当代建筑行业发展规划的要求,打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌,土木工程专业应与时俱进进行教学改革,转变传统教育思维方式和育人方式,跨越学科“孤岛”,聚焦行业发展需求,优化培养方案及相关专业课程,激发学生的创新活力和发展潜力。笔者主要就装配式建筑的特点、新机遇和人才需求展开分析,探讨中职学校进行装配式建筑实践教学改革的路径。

一、装配式建筑概述

装配式建筑是一种用预制部品部件在工地装配而成的建筑,是指把传统建造方式中的大量现场作业工作转移到工厂进行,在工厂加工制作好建筑用构件和配件(如楼板、墙板、楼梯、阳台等),再运输到建筑施工现场,从而通过安全高效的连接方式在现场装配安装而成的建筑[1]。因为采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用等,装配式建筑实现了节能、环保等目标,被列为现代工业化生产方式的代表。就建筑结构材料而言,装配式建筑体系可分为混凝土结构装配式体系、钢结构装配式体系以及现代木结构建筑装配式体系。按预制构件的形式和施工方法,装配式建筑可分为砌块建筑、板材建筑、盒式建筑、骨架板材建筑及升板升层建筑等五种类型。

目前,我国社会发展装配式建筑的优势是装配式建筑构件在工厂生产过程中始终处于恒温恒湿的环境中,可以工业化进行大批量生产,从而保证了工程质量,大大提高了生产效率。同时,专业队伍在装配式建筑安装过程中严格遵守安装流程,能最大限度减少现场作业的安全隐患。此外,装配式建筑施工中使用的钢模板可以回收利用,节约木材资源,减少现场噪声污染。

二、装配式建筑发展新机遇

(一)国家大力推动装配式建筑发展

当前,我国经济社会的迅猛发展,将给社会带来一系列影响。据国家统计局的数据显示,2022年我国城镇化率为65.22%,预计2030年达到二氧化碳排放峰值,2060年实现碳中和。装配式建筑能够避免一系列环境污染问题,有效促进“碳达峰、碳中和”目标的实现,从而进一步推动了我国建筑行业向绿色、健康、环保方向发展。基于此,我国大力推动装配式建筑发展,自2015年起先后出台了一系列装配式建筑规划。2015年,《工业化建筑评价标准》制定,标志着将装配式建筑进行全国性的全面推广;2015年《建筑产业现代化发展纲要》出台,计划到2020年装配式建筑占新建筑的比例20%以上,到2025年装配式建筑占新建筑的比例50%以上;2016年,《国务院办公厅关于大力发展装配式建筑的指导意见》颁布,进一步明确了大力发展装配式建筑和钢结构重点区域、未来装配式建筑占比新建筑目标及重点发展城市;2020年,《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》提出,要大力推广装配式混凝土建筑,培养新型建筑工业化专业人才,培育技能型产业工人,加强职业技能培训,大力培育产业工人队伍,以新型建筑工业化带动建筑业全面转型升级,打造具有国际竞争力的“中国建造”品牌;2022年,《“十四五”建筑业发展规划》颁布,要求我国在建筑业高质量发展方面的制度框架体系要初步形成,推进一体化发展,提升装配式建筑的综合效益,实现装配式建筑比重超过30%。

一系列装配式建筑规划的颁布,让装配式建筑市场迎来了崭新的发展机遇。

(二)装配式建筑发展趋势

图1显示了2016—2022年中国建筑业国内生产总值(GDP)、新开工装配式建筑面积以及新开工装配式建筑面积占新建建筑面积的百分比的统计数据。(数据来源:国家统计局发布的历年国民经济数据)

从图1中可以看出,建筑业总产值从2016年的193 567.00亿元逐年增长到2022年的311 979.84亿元,6年间增长了118 412.84亿元,此外2023年上半年全国建筑业企业完成建筑业总产值132 260.74亿元,同比增长2.54%,建筑业发展仍处于上升阶段;新开工装配式建筑面积从2016年的1.10亿平方米到2022年的11亿平方米,6年来增长了900%;此外,从新开工装配式建筑面积占新建建筑面积的比例来看,其占比逐年提高明显,近乎线性变化。到2022年上半年,新开工装配式建筑面积将占新建建筑面积的25%,装配式建筑面积累计达到24亿平方米,超过了《建筑产业现代化发展纲要》计划2020年装配式建筑占新建筑的比例20%以上的目标。根据《建筑产业现代化發展纲要》2025年装配式建筑占新建筑的比例超过50%的目标,未来装配式建筑的发展前景将一片光明。

(三)发展规划的制定及响应

一系列装配式建筑发展规划颁布后,我国各省市积极响应,并结合当地的发展因地制宜制定装配式建筑规划及扶持政策。

以一线城市或发达地区为例,北京市颁布了《北京市人民政府办公厅关于加快发展装配式建筑的实施意见》《北京市发展装配式建筑2020年工作要点》《北京市“十四五”时期建筑业发展规划》;上海市颁布了《上海市装配式建筑2016—2020年发展规划》《关于促进本市建筑业持续健康发展的实施意见》《上海市建筑节能和绿色建筑示范项目专项扶持办法》《上海市装配式建筑“十四五”规划》;江苏省颁布了《装配式建筑综合评定标准》《关于加快推荐建筑产业现代化促进建筑产业转型升级的意见》《江苏省碳达峰实施方案》,其中南京市特别发布了《关于进一步推进装配式建筑发展实施意见的通知》等。

广西壮族自治区也先后颁布了《南宁市装配式建筑发展规划(2017—2020)》《支持广西新型装配式建筑材料产业发展的若干措施》《关于大力推广装配式建筑促进我区建筑产业现代化发展的指导意见》《广西壮族自治区装配式建筑试点示范管理办法(修订)》等政策文件,并于2016年开始大力推广装配式建筑,设立南宁、柳州、玉林、贺州四个装配式建筑试点城市,同时,将梧州、防城港列为钢结构装配式住宅试点城市,已建立装配式建筑技术标准体系,装配式建筑产业链基本成型。截至目前,已培育出2个国家级装配式建筑范例城市、5个国家级装配式建筑示范基地及10家建筑产业工人队伍示范基地,已有41家装配式建筑产业基地竣工投产,全区建设装配式建筑面积累计1 590.13万平方米。根据国家发展规划,广西壮族自治区“十四五”规划预设,2025年,城市新建建筑中装配式建筑比例由2020年的15%提高到2025年的30%,预制混凝土构件生产能力达到350万m3,钢结构构件生产能力达到100万吨/年,满足新建公共建筑、工业建筑、有偿用房、市政基础设施、第三产业等装配式建筑需求。(数据来源:广西住房和城乡建设信息中心——2023年)

由此可见,无论是一线城市还是二三线及以下城市,装配式建筑都将迎来发展的春天。

(四)装配式建筑的人才需求

2020年,人力资源和社会保障部发布了“装配式建筑工人”新职业。据建筑英才网统计,装配式建筑设计师需求每年同期增长12.00%。装配式建筑行业的市场规模在逐渐扩大,对人才的需求也在快速上升。此外,根据《建筑技术杂志》的报告,到2025年,建筑产业化专业技术人才缺口约100万,巨大的不平衡将影响装配式建筑的发展。

虽然装配式建筑已有70多年的历史,但新时代赋予了它更加丰富的内容,因此也对专业技术人员提出了更大的挑战。近年来,在装配式建筑发展中出现了许多新的技术,如BIM技术、3D打印技术、VR技术、建筑机器人等,这些新技术都在装配式建筑实际操作中扮演着不可忽视的角色,如BIM技术可以实现全专业化的设计、建造和运营一体化的管理,为装配式建筑的信息化工作提供数据支持。然而,与技术高速发展相悖的是相关人才的紧缺。目前能在装配式建筑设计和施工领域熟练掌握新兴技术并巧妙运用该技术的人才严重短缺,培养符合新型装配式建筑业领域发展趋势、满足企业用人需求的优秀人才迫在眉睫。

三、装配式建筑专业教学改革思路

中等职业教育应以实际技能训练为重点、结合产学研用相结合的方式开展,强化职业发展与专业设置、课程体系、教学模式之间的衔接。

针对装配式建筑专业技术人才短缺问题,笔者认为,在“新工科”背景下,中职学校可从重视教育改革、提升教师综合能力、调整人才培养方案、加强校企合作、优化教学设施等方面对装配式建筑专业教学进行改革。

(一)重视装配式建筑教育改革

如何进行“新工科”时代背景下装配式建筑实践教学改革、培养实用型人才已成为当前相关中职学校面临的问題。从教学实际来看,装配式建筑技术专业人才的缺乏与传统教育模式有一定的关系。土木工程传统教学以理论知识为主,各类学校授课多使用相对滞后的教材和课件,致使装配式建筑的课程没有得到及时的补充和升级,新的知识和技术没有完全应用到实践教学中。据建筑英才网统计,现如今,中职学校独立开设装配式建筑相关课程的寥寥无几,目前还缺乏完整的装配式建筑专业教学体系,这使得装配式建筑相关专业与行业需求脱节[2]。

随着我国对装配式建筑的大力支持及其技术的快速发展,社会必然需要更多具有专业知识和过硬操作技术的复合型人才。中职学校需要将培养方案定位于研究型和应用型人才培养的双重方向。只有这样,才能为社会和建筑行业输出大量符合社会需求的专业化、复合型人才,促进装配式建筑行业的发展。

(二)提升教师综合能力

当前,国内多数中职学校在装配式建筑学科上没有开设独立的课程,不少教师缺乏相关学科系统的理论学习和专业实践,对装配式建筑的知识多数只停留在讲座或学术交流上,理论知识学习不够系统,缺乏实践经验[3]。因此,中职学校要更加深入地开展职业学校达标建设,积极优化教师学习和培训环境,加快推进“双师型”教师队伍建设工作,不断提高教师专业素质。对授课教师来说,更要紧跟时代需求,及时更新自己的专业知识,改变教育理念,不断提高理论与实践相结合的能力。笔者认为,中职学校可以通过以下方式提升专业教师的综合能力。如及时为教师提供专业装配式建筑相关技术和理论学习资料;积极组织教师参观生产车间,学习施工方法及施工工艺,并进行现场模拟教学展示;邀请装配式建筑相关专家或技术团队到学校进行兼职授课,以实际工程项目为例给教师及学生进行技术讲解、教学培训,进一步拓宽教师和学生的业务视野,帮助教师和学生了解行业新动态等。

重庆建筑工程职业学院培养教师的装配式建筑技术专业知识、技能的做法就非常值得借鉴学习。该校实行“以培促教、以践促教、以考促教、以研促教”的培养模式培养教师。其中“以培促教”分类实施“青苗”“毓秀”“双师”“名师”工程;“以践促教”鼓励校企交流,聘请行业导师亲涉一线实践;“以考促教”鼓励教师考取相关职业资格证、装配式建筑类高级考评员证等;“以研促教”坚持科研赋能,依托国家科研平台,把握行业发展,打造装配式建筑“BIM、设计、施工、检测、经济”的研究团队,提升教师科技创新能力和社会服务能力。

(三)调整人才培养方案

在专业实践教学改革过程中,中职学校除提高教师综合实力外,还应积极参考高校建筑学专业指导性规范,结合自身办学方针和培养要求调整专业人才培养方案。笔者认为,中职学校可以从以下方面发力。

一是增设装配式建筑相关课程,有针对性地开设装配式建筑概论、装配式建筑、建筑设计等课程,与时俱进地更新教材和课件,加强学生理论与实践相结合的能力的培养,让学生认识到装配式建筑在“新工科”背景下的重要性和广泛性。二是调整弹性教学模式,紧跟时代进步,采用线下理论、线上设计等方式开展趣味教学,增加更高层次的实践课程,培养学生三维建模技术。通过让学生独立完成一个装配式建筑设计及其施工图绘制,让学生在实践中充分了解装配式建筑的特点、设计方法和设计流程,培养学生读图、运行三维软件建模和解决问题的能力。三是积极组织和带领学生到工厂和施工现场进行实践观摩,让学生在施工过程中更好地掌握装配式建筑的技术和安装工艺,从而提高学生的实践能力,帮助学生完善“认知—实践—再认知—再实践”的系统学习过程,帮助学生全面发展[4]。

(四)加强校企合作

校企联合培养是职业学校培养专业人才的常用方式。这种培养模式的主要优势在于校企资源互补。通过校企合作,企业可以将建筑行业的发展现状和对人才的需求反馈给学校,从而有利于职业学校及时调整培养方案和改进教学模式[5]。在“新工科”背景下,中职学校要更加注重学生的专业实践能力培养,加强校企合作,为社会和建筑行业输出企业需要的专业技术人才。

政府、学校、企业三者应协同合作,鼓励土木行业龙头企业联合普通高校、职业学校、科研机构组建产教融合示范基地和实习实训基地,强化学生的实习实训。学校鼓励学生到示范基地和实习实训基地实习,亲身参与装配式建筑工程的相关设计和施工过程,提高学生动手实践的机会。只有这样,学生才能更好地将理论运用于实践,学校也能为未来的建筑工程培养出更多高素质的专业技术人才,为建筑产业化输送新鲜血液。

例如,中职学校装配式建筑工程技术专业可以实行校企合作教育“2+0.5+0.5”的模式,该模式把学习过程分为三阶段。第一个阶段为在校学习阶段,时长为两年,帮助学生掌握专业知识,训练其基础能力、基本技能和岗位职业能力;第二个阶段为一线学习实践阶段,时长半年,培养学生的职业岗位能力;第三个阶段为一线岗位实习阶段,时长半年,培养学生的综合职业能力。

此外,在校企合作方面,中职学校更要坚持以就业为导向。以广西为例,中职学校可以根据专业性质情况,与中国建筑一局(集团)有限公司、中国建筑第二工程局有限公司、中国建筑第八工程局有限公司等众多建设集团、监理公司、建筑材料公司开展校企深度合作,采用“师带徒”模式进行岗位实习,实现“育人链”与“生产链”的无缝对接;课程设置与职业技能鉴定相结合,强化培养学生的工程实践能力,鼓励学生在校期间取得职业资格证和毕业证,从而达成“双证就业”“多证就业”,提高毕业生就业率。

(五)优化教学设施

为了提高教学效果,实施理实一体化教学,中职学校需要对教学设施进行优化,如可以增设装配式一站式体验馆,用于完成认识实习及部分课程实践学习;增设装配式建筑模型、材料、力学等实训室,用于完成各种材料的化学分析、混凝土外加剂成分分析及性能检测实验、混凝土试配实验、钢筋和混凝土及水泥力学性能的检测与分析等实验和实训;增設仿真实训室、BIM实训室,用于进行性装配式综合实训和完成BIM建模实训等(如图2所示)。

笔者所在的广西理工职业技术学校内设砌砖实训区、钢筋加工区、结构实训室、建筑结构模型实训室等众多专业实训室,并于2021年成功申报国家级虚拟仿真实训培育项目,建设了中等职业教育建筑技术虚拟仿真实训基地,基地囊括实体建设、软件建设以及师资团队培育三大方面业务,具体包括VR、MR实训室、装配式建筑施工专业自治区级职业教育教学资源库、“十四五”规划教材《装配式混凝土建筑技术实务》等。在政府及地方企业的共同努力下,广西理工职业技术学校全面推进“三教”改革,服务建筑专业人才培养,引领区域示范,接待了广西近百所学校教师到校参观交流,促进区域职业教育高质量共同发展,为职业教育高质量发展贡献力量。

总而言之,随着建筑行业“十四五”规划的出台,装配式建筑在建筑行业面临着新的机遇和挑战。为培养行业所需的装配式建筑技术人才,提高学生的就业率和专业水平,中职学校有必要对装配式建筑专业的培养方案进行改革,通过参照高校建筑学专业指导规范,结合自身办学方针和培养要求,提高教育教学质量,合理设置专业课程,加强校企合作,优化教学设施,培养符合行业需求的装配式建筑新型技术人才。

参考文献

[1]宋治刚.探析装配式建筑用预制构件生产线和生产工艺[J].建筑技术研究,2019(7):7-8.

[2]韩晶晶,黄朝威,黄忠强,等.基于装配式建筑的地方高校人才培养[J].价值工程,2018(37):197-198.

[3]田琼,张洁.地方本科院校BIM装配式建筑人才培养探索[J].湖南科技学院学报,2019(40):113-115.

[4]张建清.高职建筑工程类专业装配式建筑教学课程改革路径研究[J].砖瓦,2021(8):67-68.

[5]郑玉莹,朱立,谢伟.基于校企协同育人的土木工程专业建设改革[J].高等学刊,2022(8):61-63+67.

(责编 蓝能波)

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