【摘要】在数字技术驱动的新浪潮下,通过与人工智能、5G、大数据等新一代信息技术的深度融合与创新应用,数字建筑推动装配式建筑向绿色化、低碳化、智能化方向迈进,切实提高以装配式建筑为代表的新型建筑工业化水平。而建筑工业化、信息化人才又相对匮乏,制约着建筑行业企业转型升级的步伐。作为中职院校应积极探索、建立建筑工业化人才培养机制,加大力度建设装配式建筑实训基地,培育建筑工业化实用型技术人才,满足新形势下企业对装配式人才的发展需求。
【关键词】 数字化平台;装配式建筑;建筑实训室;教学改革
引言
2019年2月国务院印发的《国家职业教育改革实施方案》阐明了职业教育的重要地位和作用。明确指出,职业教育着力培养高素质劳动者和技术技能型人才。2021年3月浙江省政府办公厅《关于推动浙江建筑业改革创新高质量发展的实施意见》要求,加快推进新型建筑工业化,大力发展钢结构等装配式建筑,稳步推进钢结构装配式住宅试点。推广装配式建筑技术的应用,必须提高装配式建筑从业人员的素质,满足装配式建筑持续发展的人才需求。2022年5月国家颁布的《中华人民共和国职业教育法》(以下简称《教育法》) ,《教育法》中要求县级以上人民政府应当加强职业教育实习实训基地建设,指出国家推行中国特色学徒制,鼓励和支持有技术技能人才培养能力的企业特别是产教融合型企业与职业学校、职业培训机构开展合作。舟政发〔2022〕15号 《关于支持建筑业做优做强的若干意见》支持建筑业企业科技创新。鼓励有条件的建筑业企业组建工程试验基地、企业BIM团队。支持建筑业企业发展建筑工业化。支持建筑业企业向建筑工业化转型,大力发展混凝土PC结构装配式建筑,提高装配式建筑预制率,开展装配式建筑示范项目试点。
建筑施工专业已从传统建造工艺逐步向数字化智能建造转变,高水平的实训基地是技术技能人才的孵化园。3+2职业教育与本科教育有所不同,我们更加注重工艺-工法的教学,重视能建造,会BIM,懂管理的培养目标。装配式建筑作为绿色、低碳、科学的建筑方式已成趋势,我校在2021年开设了《装配式建筑概论》,2022年开设《BIM建筑信息模型》,后期在条件满足下还将会开设《智能建造概论》,《智能建造工程技术》等相关课程。然而,我校在装配式建筑教学中,受客观条件影响,学生实践操作机会少,理实一体教学难以实现。鉴于此,建立装配式建筑数字化实训基地迫在眉睫,实训基地可通过实操的装配式轻质构件,加上配套的虚拟仿真实训软件,虚实结合,将传统建筑知识结合建筑工业化理念,进行整合数字化教学,将理论教学与实践操作紧密结合,从根本上解决了学生实操的难题,使学生掌握装配式建筑的知识与技能,为装配式建筑技能大赛提供技术支持,课程中融入装配式建筑1+X考证知识点,并开展1+X证书鉴定,更好的实现“岗课赛证”融通。
一、装配式实训基地构思
“岗课赛证”的需求,结合近五年的浙江省装配式建筑技能大赛的比赛内容,从今年增加智慧工地应用比赛内容可以看出,装配式建筑技术人才是建筑工业化、智能低碳建造方式的践行者。调研舟山施工企业现状,目前PC构件厂只有1家,拥有BIM团队的只有大昌建设1家,纵观甬舟一体发展趋势,舟山建筑工业化起步较晚,校企合作共建装配式建筑实训地基有着很好的条件和基础。实训基地建设以装配式建筑人才培养方案为指导纲领,以满足装配式建筑岗位技能要求为人才培养标准。
(一)装配式建筑专业全过程特点
与传统建筑设计、施工不同,装配式建筑在此基础上增加了图纸拆分(构件深化设计)、构件的预制加工、构件的运输及吊装、室内装配式装修等全过程。整个过程需要精细化、信息化、协同化、一体化。因此在实训基地建设中,必须考虑设计(机房)-生产-施工(缩尺模型实操室),整体施工装修仿真(VR室)目前局部完成,暂以我校实训大楼三楼东侧为载体建设,以装配式建筑的专业技能课程为主线,以理实一体化软硬件教学实训为主要模式,打造装配式建筑从认知到教学再到实习实训的装配式建筑全流程教学环境。
(二)分层教学,循序渐进
装配式建筑技术职业教育人才培养须满足三个层次:认知层、课程实训层、岗位综合能力实训层。
1.认知层
认知教学采用VR虚拟现实技术平台、装配式建筑认知(建筑全生命周期工艺流程、部品部件展示等软硬件)解决学生认知装配式建筑、了解未来职业岗位、形成职业期待感,为专业课程学习、专业技能掌握打下良好基础。
2.课程实训层
课程实训须建设符合“基于工作过程”课程体系,按照岗位能力成长模式建立领域课程,并围绕教学项目配置实训环境,形成“做中学,学中做”人才培养模式创新,以贴合岗位能力培养、教学做一体化需求的软硬件实训环境。
3.岗位综合实训层
岗位综合实训建设是学生完成专业课程学习后的综合岗位能力训练的环境建设,需要打造以岗位为基础,实际工程案例为对象,模拟生产与施工场景,让学生通过校内定岗或岗位综合实训方式进行岗位能力反复训练,达到与企业人才标准无缝连接的目标。
(三)校企共建,保证育人质量
职业教育要时刻对接行业实践,学校已与舟山建筑龙头企业恒尊集团互建工作站,坚持校企合作协调育人模式,在此基础上应与舟山PC构件厂建立校企合作关系。实训基地可以让企业项目入校、企业工程师入校指导以及建筑施工企业文化入校融合校园文化,以保证项目化教学与实际项目对接,专业实践课程校企双导师指导。
(四)开展基地社会服务
职业教育为职业服务,我们航海类专业已经开展多年社会面海员培训,强化了师资的实践能力,同时不断提升学校的社会知名度。同样装配式建筑实训基地能为地方装配式建筑发展提供良好的项目实训平台。依托校企合作产教融合,开展“1 + X”职业技能证书培训、装配式建筑产业工人培训、PC深化设计、PC生产与施工技术咨询等服务,发挥实训基地的社会服务功能,提升装配式建筑实训基地的内涵。
二、实训基地建设方案
基于装配式建筑专业全过程理念,结合岗位技能培养需求,将实训基地分五个实训室:VR虚拟建造实训室、装配式建筑设计实训室(BIM中心)、PC构件生产及吊装实训室、钢结构施工实训室(预留)、构件灌浆实训室。
(一)VR虚拟建造实训室
基于目前实训场地的建筑VR体验馆建设,应用BIMVR技术,实现装配式建筑构件设计建模展示、建筑平面识图训练、构件生产吊装虚拟操作等。通过装配式建筑仿真实训软件、VR沉浸式人机交互系统以及大屏系统筹结合,实现装配式建筑全过程仿真教学。

图2.1大屏系统
(二)装配式建筑设计实训室
此实训室为航海学校BIM技术中心,以实训大楼三楼(原国贸仿真室)为载体建设,建筑面积260平方米,其中100平方米按智慧教室布局机房,主要开展BIM课程、装配式建筑构件深化设计、装配式建筑构件生产吊装3D仿真、广联达造价课程等软件课。该实训室可以为建筑模型信息员培训考试提供社会服务。

图2.2实训大楼三层平面图

图2.3 BIM技术中心平面图

图2.4 构件生产仿真
(三)PC构件生产及吊装实训室
此实训室可为学生提供实际操作,反复训练。实操模型包括:典型预制构件模具(剪力墙模内墙模具、剪力墙外墙模具、外墙挂板模具、桁架叠合板模具)、构件绑扎钢筋、埋件、保温板、操作工具等。同时配套对应产品教育资源及构件制作虚拟仿真教学软件,理论结合实践、仿真实操结合实操训练,让学生全面掌握构件生产工艺知识。该实训室可为装配式建筑构件制作与安装职业技能等级考试提供实训考场。

图2.5 PC构件生产及吊装平面图

图2.6 实训基地效果图

图2.7 PC构件生产及吊装
(四)构件灌浆实训室
构件灌浆实训室是PC构件生产及吊装实训室的一部分,主要培训学生对灌浆料分缝料制作、套筒灌浆的操作技能。由于涉及到水泥料的搅拌以及灌浆,需要给水排水设施,工废料的运输,四周需要排水沟,顾该实训室需放置在室外,外加建设材料和设备储存室。

图2.8装配式混凝土剪力墙半灌浆套筒实操装置

图2.9 吊装灌浆实训现场
三、结语
本文结合舟山航海学校未来建筑专业发展方向、现有的实训设施,以及近几年装配式建筑技能比赛需求以及各学者对装配式建筑、BIM、VR等相关论文研究,阐述了我校装配式建筑实训基地的构思,建设方案情况。在舟山装配式建筑发展尚处在初级阶段时期,参考国家标准与其他地方标准,综合装配式建筑专业全过程,考虑以PC构件生产与吊装实训为主线,发挥BIM 和VR技术、装配式建筑仿真软件优势,通过“虚、实”结合,理论实训一体化手段,逐步形成从专项能力、综合能力向顶岗能力逐步提升的渐进过程。提出校企共建共同打造装配式建筑实训基地,能有效地统筹理论与实践教学,有利于技术技能型人才的培养。从而推动舟山装配式建筑技术的快速发展,提高建筑业的工业化水平和建造效率。
参考文献:
[1]国务院.国家职业教育改革实施方案[Z].2019-02-13.
[2]浙江省政府.关于推动浙江建筑业改革创新高质量发展的实施意见[Z].2021 -03-31.
[3]教育部.中华人民共和国职业教育法[Z].2022-05-01.
[4]王春福,王瑜玲.职业院校装配式建筑实训基地建设研究[J].湖北开放职业学院学报,2020,33(11):15-20.
[5]李萌萌,李 帆,姜凤珍.BIM+VR技术在装配式建筑构造虚拟仿真实验教学中的应用研究[J].创新教学, 2022(2):132-134.
[6]张宓,杨旸.VR+BIM技术在装配式建筑中的应用[J].四川建材.2022,48(6): 57-58.
[7]任玲华,杜国平.基于信息化平台的装配式建筑实训室模型开发与研究[J].企业科技与发展.2018(3):100-108.