装配式混凝土建筑预制构件生产与管理课程教学改革与创新

［摘 要］随着装配式建筑的发展，高职院校大面积开设装配式建筑相应专业及课程。以海南职业技术学院开设的装配式混凝土建筑预制构件生产与管理课程为例，在教学过程中，通过调整教学内容、引入虚拟仿真教学手段和加强实践教学等措施，提高学生的学习效果。通过对教学实施内容、方式、思路进行分析，为开设本课程的相关院校及教师提供参考。

［关键 词］装配式建筑；预制构件生产；教学改革；虚拟仿真

［中图分类号］G712［文献标志码］A［文章编号］2096-0603（2024）23-0145-04

装配式建筑的发展迅速，但高职院校土建行业针对装配式技术的人才培养较为落后，如何结合新技术、新方法提高装配式相关课程的学习效果及装配式人才的培养质量，是目前开设装配式建筑的高职院校教师需要进一步思考的。本文以装配式混凝土建筑预制构件生产与管理课程为例，结合虚拟仿真技术及实际岗位化教学，探索课程改革和创新。

一、课程概述

2016年，国家发布了《关于大力发展装配式建筑的指导意见》（国办发［2016］71号），自此我国正式开始全面推行装配式建筑。中国建筑业协会发布的《2021年建筑业发展统计分析》统计数据显示，装配式建筑总量2021年已经达到7.4亿平方米[1]。装配式建筑不同于传统建筑建设方式，体现出现代化工业生产的优势。装配式建筑相关教学课程体系均分成理论与实践两部分，课程体系直接对人才培养目标的实现产生影响，以此为基础搭建实践教学体系，这也是推进教学改革与完善课程体系的重要内容[2]。

装配式混凝土建筑预制构件生产与管理是装配式建筑工程技术的专业核心课程，原有的课程是通过理论学习和课程实训等教学环节，使学生初步具备一定的理论知识，以及掌握预制构件生BtTfESnVvLIZIYM5Iz2OxA==产的基本流程。这门课程前导课程为建筑材料、建筑构造与识图、建筑cad等，同时为装配式建筑施工技术等后续专业核心课程奠定基础。课程一般在第二学年第二学期开设，并为第三学年的职业技能大赛做基础准备。海南职业技术学院在原有建筑工程技术及工程造价的基础上，于2022年增设了装配式建筑工程技术专业，但此专业教学过程中也存在诸多问题。

二、课程教学痛点分析

（一）课程教材痛点

装配式产业正在蓬勃发展，但是装配式人才的培养却相对落后，无论是设计人员、施工人员、管理人员、教师教授等，均由传统建筑从业人员转化而来。装配式建筑混凝土预制构件生产与管理相关的教材在2020年前不成体系，目前既有教材也大多数是2020年首次出版，其中张金树主编中国建筑工业出版社出版的《装配式建筑混凝土预制构件生产与管理（第二版）》，主要以实际生产过程为主线，课程内容设置为生产准备、生产工艺、存放运输、检查与验收几个方面；郭学明主编机械工业出版社出版的《装配式混凝土建筑——构件制作问题分析与对策》这本书主要讲解构件制作中出现的质量问题。这两本教材叙述了构件生产准备、生产、验收的全过程，或是对质量验收进行了详细的讲解。但对于生产过程中的流程、技术要点及技术难点并未详细阐述。

（二）课程教学目标痛点

《装配式建筑施工员国家职业技能标准》于2023年3月正式发布。装配式建筑施工员职业技能共分为装配式建筑三大类，五个等级。装配式建筑实施员掌握的技能主要包括深化设计、构件制作、构件安装。深化设计主要技能点集中在预制构件的深化设计；构件制作主要技能点集中在模具组装、钢筋绑扎、混凝土浇筑等；构件安装的技能点主要集中在构件吊装、钢筋连接、灌浆等。五个等级中，初级技能点集中在构件制作与安装技术操作；中级技能点集中在深化设计、构件制作、构件安装技术操作及相关管理工作；高级技能点集中在各内容的管理工作及技术文件的编制。由于职业标准出台较晚，各高职院校在人才培养及相关课程设置中均处在探索阶段，企业施工阶段的人员需求较高，因此开展的课程也多数集中在装配式建筑的施工、构件安装阶段，课程设置不完整，职业标准不明确，在一定程度上限制了教师教学的重点方向。

（三）教学教法痛点

理论教学：一方面，该课程由于知识点多，机械设备复杂并且涉及图纸的识读以及部分施工操作，影响了学生理论学习阶段对课程知识点的理解和掌握；另一方面，学生在前期课程中缺少装配式专项识图课程，导致学生对预制构件的理解不足，知识代入感较差，在课程实习中，容易在实训现场出现张冠李戴的情况。最终导致学生学习完课程后，收获感不足。

实训教学：在实训教学中，原有的土木类的实训设备和设施能满足基本的建筑施工操作，但装配式建筑混凝土预制构件生产与原有实训设备差距较大，无法满足一些特殊设备的操作和使用，因此课程实际可以参与的全过程的工程实践机会较少，实践内容短缺，学生动手能力和实际应用能力较差。

（四）教学中出现的其他问题

除了教材、教学教法外，整体教学还存在其他问题。

首先是教师，目前高职院校建筑工程技术专业教师都拥有土木工程或相关专业的学历背景，但部分教师可能没有从事装配式建筑工程的实践经验，过于注重理论教学，而忽视实践教学环节，从而影响学生的学习效果。

其次是岗课赛证融通度不高。装配式建筑混凝土预制构件的生产是依托于装配式建筑施工员工种学习的，国家相应的职业技术标准于2023年3月才公布，装配式建筑智能建造赛项也是2023年第一次举办的，因此教学重点与职业资格证书、技能大赛匹配度不高。

本课程开设时间较短，作为专业核心课程，经过2个学期的教学实践发现，在教学中出现了课程内容学习效果较差、岗课赛证结合较弱，课程教学方法单一、教学手段不够丰富的问题。如何通过引入新的教学方式方法，促进学生对装配式建筑混凝土预制构件全过程全要素全技能的学习和掌握，从而提升学生的学习效果，这是该课程改革迫切需要解决的问题。

三、教学改革思路和方法

（一）基本思路

本课程在深入结合装配式建筑施工员职业资格标准及技能大赛的实践要求上，进行了全面的教学思考。在充分了解学生的学习情况和需求后，积极实施教学改革，力求实现德育与智育的并举，让学生在掌握专业技能的同时，培养良好的职业道德。同时，致力于推动课证融通的落地，使学生能够在学习过程中顺利对接职业资格考试，为他们未来的职业发展奠定坚实的基础。

（二）解析学生学情

本课程上课学生为建筑工程技术大二学生，建筑工程的基本专业课程及大部分核心课程已完成，即将面临实习。装配式建筑混凝土预制构件生产主要基于建筑材料与建筑图纸识图的基本知识，进行更深层次的学习。通过理论学习和实训学习可以发现，大部分学生对理论学习缺乏兴趣，虚拟仿真学习能调动学生的积极性；在实训基地学习中，除个别学生外，大部分学生实践操作能力及意愿较高。通过初期对学生基本学情的了解，主要将学生划分为三类：大部分学生采用常规教学模式，理论+虚拟仿真操作保证教学质量；对本课程感兴趣的学生，作为参加省赛及国赛的学生培养，重点培养其生产流程细节及实际操作中的要点；对理论学习缺乏兴趣的学生，通过虚拟仿真教学，将预制构件生产中的关键要点融入操作中。

（三）优化教学内容

结合2023年装配式建筑施工员的最新职业技能要求，本课程主要带领学生学习预制构件生产流程。在教学中重点培养学生常用构件叠合板、预制楼梯、预制墙板的生产流程。在完成以上预制构件生产后，对特殊构件、预制柱、预制梁进行教学，并且考虑全国装配式混凝土建筑发展的趋势及海南岛特有情况，对海南特有的空腔结构及模壳体系做简单介绍。

（四）创新教学模式

课程融合任务驱动教学模式，实施“创设情境—诱导探究—理论教学—巩固应用—拓展迁移”教学活动程序，采用理论讲授、任务驱动、实例贯穿、现场教学等多元教学方法，以教师为主导、学生为主体，建立“教与学、想与做”一体化教学，实现从“老师讲、学生听”到“启发式、讨论式”的转变[3]。

（五）虚拟真实场景搭建

本课程共56个学时，针对混凝土预制构件工厂规划、人员组织、图纸识读等学习内容，教师以理论化教学为主（理论学习16个学时）。理论教学时，通过PPT及装配式相关视频进行讲解，学生进行分组，通过讨论的形式，提高学生对理论知识总结归纳的能力。针对各预制构件生产设备、生产材料、生产流程，教师重点结合虚拟仿真实训进行教学，通过将生产流程中各阶段进行分解，采用任务驱动法，让学生掌握操作要点（虚拟仿真操作共分为叠合板、预制外墙、预制夹心墙板、预制柱、预制梁、预制楼梯6个部分，6个部分共24个学时（20个学时进行虚拟仿真操作，另外4个学时对虚拟仿真操作中学生主要困难点进行总结）。针对生产中各机械设备认识、使用以及各预制构件质量检查、运输存放等学习内容，教师利用实训室资源，进行现场实训教学（共16个学时），学生采用小规模分组实操练习，练习完成后，形成实训任务书总结。

（六）调整考核内容

传统的课程考核以理论知识考核为主，本课程借鉴职业技能大赛的比赛模式，将考核分为三部分：第一部分，理论知识，主要考核对基本理论知识的掌握，并且对图纸的识读进行考查；第二部分，虚拟仿真混凝土预制构件生产流程考核，通过虚拟仿真软件，对生产全流程中的要点进行重点考查；第三部分，实训操作，对部分装配式建筑的基本职业技能进行实际操作的考查，实际操作包括生产前准备、钢筋绑扎、预制构件吊装等。三部分成绩共同组成学生的综合应用能力成绩，分值比例为20 ∶ 40 ∶ 40。

四、亮点及创新点

在现代化的教育环境中，课堂教学需要不断适应和更新，以更好地满足学生的学习需求。这种新的教学模式不仅提高了学生的学习兴趣和动力，而且提高了教学质量和效果。

采用多媒体技术完成理论教学。理论学习是实施生产的基础，教师通过多媒体的生动展示，让学生更好地理解基本流程。通过图像、声音、动画等多种形式，学生可以更直观地了解生产过程中的各个环节和操作步骤。这种教学模式不仅提高了学生的学习效率，而且减少了教师讲解的难度。

采用虚拟仿真训练帮助学生完成任务。这种方法通过模拟真实环境中的操作，让学生在模拟实践中掌握必要的技能。教师将预制构件生产的流程分解为生产前准备、模具组装、钢筋绑扎、混凝土浇筑、脱模存放6大环节，每个环节针对安全准备、生产过程中质量检查、图纸识读有所考核。

如图1所示，学生可以针对每个环节进行仿真训练。教学将预制构件分为预制柱、预制梁、预制外墙、预制叠合板、预制楼梯、预制夹心墙板6大预制构件，基本涵盖了目前市场上所涉及的常用的装配式建筑混凝土预制构件。较难的读图识图，很考验学生的空间想象和空间思维能力，教师靠板书很难让学生完全理解和掌握教学内容[4]。课题采用课前预习，将虚拟仿真图纸提前下发给学生，课中，利用识图虚拟仿真软件将预制构件各组成部分拆解讲解，从而帮助学生更好地完成混凝土预制构件的生产任务。这种方法不仅节省了时间和资源，而且提高了学生学习的安全性和效率。

实训化教学。学生模拟生产岗位，边学习专业知识，边进行专业技能训练。这种教学模式将学习和实践紧密结合，让学生在实际操作中更好地理解和掌握知识。通过这种方式，学生可以更快地适应未来的工作环境，提高自己的职业竞争力。这种新的教学模式通过多媒体技术、虚拟仿真训练和岗位化教学等多种方式，让学生更好地掌握知识和技能。

首先，教学方式的创新增加了模拟环节作为实际操作的衔接。一方面作为理论教学的检验，另一方面减少学生在面对实际机械或工作环境时的挫败感。其次，教学与比赛结合。学习完课程，通过国赛和省赛检验学习效果。装配式建筑智能建造赛项在2023年首次列入全国职业技能大赛赛项。赛项共分为3个模块，6个任务，其中预制构件生产作为第二模块对学生预制构件生产相关知识进行检验。教学不仅结合全国装配式发展的趋势，还对接比赛任务需求。

五、教学实施效果

（一）教师成长效果

通过引入新的教学方式，教师的专业能力得到了快速提高，教师以国家职业技术标准为导向，分解教学任务，加深对课程的理解，更好地指导学生对本课程的学习。此外，教师在教学过程中需要有效传授知识和技能，引导学生进行实践操作，激发学生的学习兴趣和提高学生的学习效果。通过不断的教学实践，教师可以提高自己的教学组织能力、教学方法和技巧，更好地满足学生的学习需求。教师需要具备良好的职业素养，包括责任心、团队合作精神、沟通能力等。在混凝土预制构件生产课程中，教师需要与行业专家、企业技术人员等进行交流合作，共同完成教学任务。通过这种合作，教师可以提高自己的职业素养，提升自己的社会适应能力。

（二）教学整体效果

课程体现课证融通，检验育人效果采用过程性考核与终结性考核相结合、课程内容与比赛技能相结合的形式。学生学习中，虚拟仿真学习和实际操作学习学生到课率以及对课后作业的反馈情况，较理论学习更加积极。经过一学期教学实施，通过虚拟仿真任务发布，93%的学生可以有效完成预制构件生产的任务，并且其中90%以上的学生学习掌握了基本的知识点。

六、教学反思

本课程研究仍在进一步探索中，经过2个学年的教学，目前仍然有暂未解决的问题。

1.基于“1+X”（预制构件制作、BIM）证书课证融通，如何建立预制构件生产与管理类课程体系、实现“岗课赛证”综合育人，有待进一步研究与实践。

2.课程教学对于现有的虚拟仿真实训室应加强与证书培训评价组织合作，对软件进行优化升级，使其满足教学需求的同时达到培训要求，做好“1+X”证书试点建设工作[5]。

3.教学过程尤其是理论教学中，应加强互动性，除采用分组任务、案例分析外，还应增加更多的教学方式方法，提高学生的主动性。同时要多了解海南和全国市场的差异性，及时更新和调整课程内容，以保证学生所学和实际工作需求相匹配。在教学中，除传统的作业和考试外，还应增加多种评价方式，完成实训任务书填报，更好地掌握学生的学习状况。

4.教学方法。课堂教学虽然已经将生产任务分解，但是在教学中缺少对构件生产实际案例的分析，可以通过对竞赛任务的分析，在教学过程中把技能的培养融入日常教学中，选择一些权威的、经典的赛题作为教学案例，将技能竞赛项目引入课堂教学，调整教学结构[6]。比如，生产构件后对预制构件质量的控制，应通过多种案例的形式，为学生提供参考，进一步让学生了解质量控制的重要性。在采用案例教学时，要明确告诉学生案例的学习目标，让学生有清晰的学习方向。

5.应逐步建立和完善课程教学资源库，包含教材、教案、习题库、精品课程等。

6.进一步考虑岗位化教学，建设“双师型”教师队伍。专业教学时采用“走出去、引进来”政策，全面深化校企合作[7]。与装配式建筑混凝土预制构件企业建立合作关系，促进产教融合。

七、结束语

三课堂两结合，尤其是第二课堂采用了虚拟仿真训练帮助学生完成任务，使之前理实一体化教学更加精细化，对复杂实训项目进一步拆解，让学生通过虚拟任务完成学习。这样既可以通过电子化教学提升学生的学习兴趣，同时能更好地监测学生生产流程中的薄弱环节。

经过一学期的教学工作，学生的课程学习积极性有所提高，同时通过任务分析，教师也找到了学生学习的薄弱点，针对基础性问题与其他授课老师进行交流，更好地促进整体课程体系的建立和课程标准的形成。

参考文献：

［1］ 孙嘉惠，装配式建筑的建筑工程技术专业实践教学改革分析［J］.现代物业，2019（7）：263.

［2］ 国家统计局.2021年建筑业发展统计分析报告［R］. 北京：国家统计局，2022.

［3］ 杨世云.“混凝土与砌体结构设计”课程教学改革创新实践［J］.安徽建筑，2024（2）：107-108，179.

［4］ 刘雪娥，韩长菊，杨晓杰，等.高职装配式建筑混凝土预制构件生产课程教学改革探索［J］.昆明冶金高等专科学校学报，2021（3）：115-118.

［5］ 梁秋爽.高职建筑类课程教学改革探索：以建筑识图为例［J］.高等教育，2021（6）：121-122.

［6］ 王凯，范一鸣.应用型高校装配式建筑人才培养模式研究［J］.安徽建筑，2022（5）：110-111.

［7］ 孙嘉惠.装配式建筑的建筑工程技术专业实践教学改革分析［J］.现代物业，2019（7）：263.