新工科背景下土木工程专业建筑工业化课程群建设研究与实践

2022-06-06艾心荧刘俊峰田管凤何春灿

高教学刊 2022年16期

艾心荧，刘俊峰，田管凤，何春灿

（东莞理工学院生态环境与建筑工程学院，广东东莞 523808）

一、课程群建设背景及意义

建筑工业化，指通过现代化的制造、运输、安装和科学管理的大工业生产方式，来代替传统建筑业中分散的、低水平的、低效率的手工业生产方式。它的主要标志是建筑设计标准化、构配件生产工厂化，施工机械化和组织管理科学化，并逐步采用现代科学技术的新成果，以提高劳动生产率，加快建设速度，降低工程成本，提高工程质量。面对当前建筑业日益严峻的环保、资源与成本等压力，建筑工业化是中国建筑业发展的大趋势和必由之路，对推进建筑业转型升级和发展方式转变，促进节能减排，实现碳达峰碳中和目标意义重大。

装配式建筑作为建筑工业化生产方式的重要代表，其通过采用标准化设计、工厂化生产、装配化施工、信息化管理、智能化应用，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），运输到建筑施工现场，通过可靠的连接方式在现场装配安装而成，主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等。以装配式建筑为代表的建筑工业化生产方式已成为建筑业推广发展的主流。

近年来，“发展装配式建筑，推动建筑产业现代化”受到党中央、国务院及各级政府的高度重视。2015 年11月14 日住建部新型建筑工业化集成建造工程技术研究中心相关负责人在2015 中国工程建设项目管理发展大会上介绍，已完成征求意见的国家《建筑产业现代化发展纲要》明确提出“到2025 年装配式建筑占新建筑的比例50%以上”；2016 年9 月国务院办公厅出台《关于大力发展装配式建筑的指导意见》要求要因地制宜发展装配式混凝土结构、钢结构和现代木结构等装配式建筑，力争用10 年左右时间，使装配式建筑占新建建筑面积的比例达到30%。明确提出“要强化队伍建设，大力培养装配式建筑设计、生产、施工、管理等专业人才”；2020年8 月，住房和城乡建设部、教育部、科学技术部等九部门联合发布《关于加快新型建筑工业化发展的若干意见》，提出：要大力发展钢结构建筑，推广装配式混凝土建筑，培养新型建筑工业化专业人才，壮大设计、生产、施工、管理等方面人才队伍，加强新型建筑工业化专业技术人员继续教育。可以预见，装配式建筑由于具有适应工业化、节能、环保等优势，必将是未来建筑领域的发展方向，装配式建筑技术的人才需求也必将十分巨大。

然而，随着装配式建筑的不断发展，装配式建筑技术人才储备不足的问题也日趋凸显。高校在装配式建筑技术人才培养方面，正处于起步阶段，还没有形成系统、科学的装配式建筑技术人才培养体系，无法满足工程实际人才知识体系需求。因此，开展新工科与工程认证背景下建筑工业化课程群建设研究与实践具有重要意义。

二、课程群建设理念

（一）“新工科”建设

“新工科”建设是中国工程教育应对新技术和新经济发展的重要举措。土木工程属于传统工科，面对新技术、新经济的变革更加需要适应新形势，主动“升级”。当前，我国建筑业正在向现代工业化、产业化转型升级，为土木工程专业的发展提供了重大的机遇，土木工程学科要和建筑产业融合，加快培养面向新兴产业发展需要的新型土木工程卓越人才。为土木工程行业的发展培养大批新兴工程科技人才。因此，开展面向建筑工业化的课程群建设，是当前土木工程专业适应建筑业转型升级，开展“新工科”建设的重要举措。

（二）基于OBE 的工程教育模式

基于OBE 的工程教育模式，即工科专业办学应以行业认可的人才培养目标及毕业生能力素质要求为导向，围绕这一核心目标任务，设置课程体系、配备师资队伍、配置办学条件、开展教学改革与研究，并建立持续改进机制措施，以确保导向目标的优化，达成及人才培养质量。

东莞理工学院（以下简称“我校”）土木工程专业的人才培养目标直接提出了面向建筑工业化的能力需求，即能适应区域建筑业工业化、信息化及维护更新等发展需求。为了达成上述培养目标，必须在课程体系中针对性设置面向建筑工业化的课程，培养学生的相关专业能力，使其满足建筑业产业升级和发展方式转变的人才需求。

三、课程群建设思路与目标

（一）建设思路

装配式建筑主要包括预制装配式混凝土结构、钢结构、现代木结构建筑等。钢结构和木结构大多已基本实现工厂生产、现场装配施工的工业化生产模式。而混凝土结构作为我国主要的建筑结构形式，生产及施工方法仍以现场浇筑为主，装配式建筑比例和规模化程度较低。装配式混凝土建筑是我国建筑工业化的重点研究、发展及应用方向。

因此，综合考虑我校土木工程专业现有师资力量及课程体系、建筑工业化市场需求及发展现状，经过广泛征集校内外行业专家、学者及一线工程师的意见和建议，决定通过联合行业内实力企业，产教融合，校企协同育人，瞄准装配式混凝土建筑结构开展面向建筑工业化新形势下的本科人才培养。

（二）课程群目标

课程群主要面向土木工程、工程管理等本科专业学生，通过课程群内相关课程的学习，使学生能较系统地掌握装配式结构设计、施工与管理的基础知识，了解装配式设计、施工的具体过程，以及装配式工程的现状和发展趋势。基于人才培养核心能力及行业人才素质要求，确定以下几点课程目标。

1.知识与能力目标

帮助学生了解建筑工业化的发展和装配式建筑的基本知识，明晰所学专业在工业化发展的定位；使学生具备装配式建筑施工图识读的能力；掌握装配式混凝土建筑的设计要点；掌握各构件制作工艺及流程；具备装配式混凝土结构设计，以及工程施工过程中预制、运输、储存和吊装及质量检查和简单的事故分析与处理能力；培养学生独立学习、独立工作的能力，具有职业岗位所学的合作、交流等能力。

2.素质目标

培养学生基本的工程素养，严谨细致、诚信尽责的制图与设计工作态度和作风；增强学生的工程意识、标准化意识和贯彻执行国家标准的意识；认识装配式建筑对于节能减排与环境保护的重要性；理解工程师应具备职业及伦理规范；培养学生的自学能力、工匠精神及工程师的责任感和使命感。

四、构建“设计-施工-管理”三位一体的课程群体系

按照上述课程群目标要求，重视理论基础，丰富案例教学内容，强化实践应用能力培养；将装配式混凝土建筑设计与施工所需的识图/绘图能力培养并入现有土木工程制图课程，所需的BIM 技术知识与技能培养并入现有的BIM 技术课程群；本课程群全面系统介绍装配式混凝土结构的基本知识、材料特点、设计方法、制作工艺及施工工艺；研究建筑工业化理论体系下，建筑工业化、集成化生产的需要条件，阐述装配式、装配整体式建筑的节点构造、施工技术等专业知识。建筑工业化课程群课程组成课程及教学内容如图1 所示。

图1 建筑工业化课程群体系

1.建筑工业化概论

课程目标：掌握建筑工业化的概念和内涵，了解建筑标准化、建筑施工机械化、装配式建筑工业化、现场工业化建造的具体内容和技术方法；理解建筑工业化对保护环境、实施社会可持续发展的重大意义。了解建筑工业化、建筑信息化和管理科学化三者的关系；了解建筑信息化关键技术与管理科学化的内容体系；了解国内外建筑工业化的发展历程，了解我国建筑工业化的发展目标和技术路径。

课程内容：建筑工业化的概念和内涵、发展历程和技术路径，建筑标准化、建筑施工机械化、装配式建筑工业化、现场工业化建造、信息技术应用、管理科学化等。

2.装配式混凝土建筑构造与设计

课程目标：能够根据设计要求合理选择装配式混凝土结构体系，理解各结构体系优缺点与适用性，熟练掌握装配式混凝土叠合楼盖、框架结构、剪力墙结构设计及施工技术与方法；熟悉装配式混凝土结构常用建筑材料，熟练掌握新方法与技术的原理及其在装配式建筑设计中的应用；了解目前装配式混凝土结构发展及问题，了解装配式建筑与建筑工业化的关系，以及发展装配式建筑对环境、社会可持续发展的影响。

课程内容：装配式混凝土结构常用材料、装配式混凝土结构体系和结构设计基本规定、装配式钢筋混凝土叠合楼盖设计、装配式钢筋混凝土叠合梁设计、装配整体式混凝土框架结构设计、装配整体式混凝土剪力墙结构设计、预制混凝土构件设计。

3.装配式混凝土建筑制作与施工

课程目标：了解装配式混凝土预制构件生产工艺、质量验收和生产管理的基本内容。熟悉装配式混凝土结构工程的施工技术、施工质量验收规定。掌握装配式混凝土结构施工组织的内容及特点；能依据工程要求编制简要的施工组织方案。熟悉施工安全管理的基本要求。了解装配式混凝土结构施工与管理信息技术的应用概况。

课程内容：预制混凝土构件制作工艺、质量验收和生产管理，装配式混凝土建筑施工条件、施工材料与施工技术、施工质量验收、施工组织管理、施工安全管理、施工信息化管理，装配式混凝土建筑的建设项目全过程管理体系等。通过本课程的学习，学生能较系统地掌握装配式结构制作、施工与管理的基础知识，熟悉装配式混凝土建筑制作、施工和管理的具体过程，了解装配式工程的现状和发展趋势。

4.装配式混凝土建筑设计与施工综合实训

课程目标：掌握装配式混凝土建筑的结构设计程序、依据、方法及步骤；了解装配式混凝土建筑单位工程施工组织设计编制的程序、依据及内容，掌握其编制方法、步骤；了解现行主要装配式混凝土建筑设计与施工验收规范、规程和质量标准；理解并掌握装配式混凝土建筑中施工组织管理的技术和基本方法；能运用所学装配式混凝土建筑设计与施工基本知识，针对施工实际，进行结构设计计算与施工图绘制，编制单位工程施工组织设计。

课程内容：基于对建筑工业化领域的了解，能根据给定的工程背景及条件，综合应用装配式混凝土建筑构造与设计、制作与施工理论知识，分组合作完成一栋装配式混凝土建筑的结构设计计算、施工图设计、单位工程施工组织设计；编制结构设计计算书、绘制全套结构施工图，完成工程量计算、拟订施工方案、确定施工进度计划（水平横道图）、绘制施工平面布置图等，完成一个土建工程施工组织设计。

五、师资团队

（一）校企共建“双师型”课程团队

鉴于我校土木工程专业现有师资力量在装配式建筑领域的薄弱性，通过与共建企业合作，由学校教学经验丰富、具有装配式建筑相关课题或行业背景的6 名“双师型”教师，与共建企业6 位专家共同组成课程群教学团队，保证了课程群教学团队的整体专业与教学水平。课程群负责人为中青年副教授担任，保证有足够的工作能力与精力指导课程群建设；每门课程由1 名副教授+1 名青年博士讲师共同任教，将高级职称教师的丰富任教经验及专业水平，与青年博士讲师的工作热情及态度相结合。

（二）重视现有师资力量的培养与提升

通过校企课题合作、企业挂职、进修学习/培训等多种方式，提升现有师资的装配式建筑专业知识能力水平；基于教师赋能工作坊、课程思政/教学技能竞赛、传帮带活动等提升教师教学技能水平。

六、共建企业及实践基地

共建企业具有雄厚的课程建设技术实力、人力资源优势和实践实训项目平台。校企共建课程合作企业必须具备足够的装配式混凝土结构设计与施工技术实力及人才储备，能够保证课程正常开展必须的技术、人力资源；企业文化和信誉良好，具有良好的社会担当和奉献精神，愿意为高等教育人才培养贡献力量；市场运营良好，前景广阔，能为课程实训实践提供广阔的平台；优先选择装配式建筑设计与施工领域的国有大中型企业及行业领军企业。基于上述原则，最终确定华阳国际设计集团作为校企共建课程的合作企业。