基于信息化平臺的裝配式建筑實訓室模型開發(fā)與研究

隨著我國建筑工業(yè)化的推進，全國各省相繼推出了各項關于裝配式發(fā)展的建筑政策，而裝配式建筑行業(yè)人才又存在極大的缺口，尤其建筑工業(yè)化、信息化所需的人才在我國高校培養(yǎng)中還處于其處于研究摸索階段，因此，在建筑業(yè)轉型升級大背景下如何培養(yǎng)合格的裝配式人才，是各高職院校面臨的又一挑戰(zhàn)。

在目前一些高校的裝配式建筑教學中，因受客觀條件影響，校內(nèi)實踐操作機會少，理實結合授課進程緩慢，理論與實踐教學環(huán)節(jié)中的開放性、可控性、延展性以及信息化應用程度均有待提高，鑒于此，基于信息化平臺的裝配式建筑實訓室模型的開發(fā)，通過研發(fā)可實操的裝配式輕質構件，再加上配套的虛擬仿真實訓軟件，虛實結合，將傳統(tǒng)建筑知識技能結合建筑工業(yè)化，利用信息化手段進行整合，將理論教學與實踐操作緊密結合，從根本上解決了學生實操的難題，使學生未出校門就能了解裝配式工程中可能出現(xiàn)的各類情形，從而大大提升學生適應工作的能力。

1 裝配式建筑實訓室模型的建設

本模型以一個剪力墻住宅模型樓為例，進行研發(fā)。依據(jù)剪力墻住宅國家建筑標準圖集中的構件圖紙種類、節(jié)點構造種類的不同，通過設計，將典型構件與節(jié)點組合形成一個剪力墻住宅模型樓，模型樓按1:1建設。按國家相關標準展示了剪力墻結構中各類組成構件的標準做法，連接構造處理等。模型中裝配式構件包括：有窗與無窗三明治外墻板、有門和無門內(nèi)墻板、單向板和雙向板疊合板、疊合陽臺板、疊合梁、空調板、裝配式樓梯等構件。如圖1各構件平面布置圖所示。模型中裝配節(jié)點展示包括：剪力墻與剪力墻、剪力墻與疊合梁、疊合梁與疊合板、疊合板與剪力墻、疊合梁與樓梯、樓梯與疊合板等各種不同構件之間的連接接點。各類裝配式建筑構件生產(chǎn)的材料、預埋件、構件起吊吊具等設置專門的展示柜。形成一個從材料到構件全方位的展示空間，為學生認識與學習裝配式建筑創(chuàng)造良好的學習環(huán)境。             

2 裝配式建筑信息化平臺教學資源的融合

校企合作開發(fā)一系列信息化教學系統(tǒng)，形成完整的信息化平臺，配合裝配式建筑實訓室模型進行教學，實現(xiàn)實踐教學的開放性、可控性、延展性，培養(yǎng)學生的可持續(xù)發(fā)展能力。

2.1 二維碼學習系統(tǒng)

在裝配式模型樓中的每個構件中設置標牌，標牌上注明構件的名稱，并配上二維碼，學生通過掃描二維碼導出學習資源，邊觀看與檢測實際構件，邊用手機學習構件動態(tài)制作過程與靜態(tài)教學知識點，理論與現(xiàn)場相結合，提高學生的認知度和教學效果。

2.2 裝配式混凝土建筑施工仿真實訓系統(tǒng)

以一幢裝配率達到60%以上的實際案例工程為原型，采用灌漿套筒剪力墻結構為案例開發(fā)一套裝配式混凝土建筑施工仿真實訓系統(tǒng)。該系統(tǒng)軟件具備工具庫、材料庫、視頻庫、圖紙庫、施工詳解任務書等功能。具體內(nèi)容包括裝配預制件生成車間模擬仿真（PC工廠）、裝配式構件節(jié)點識圖、外墻板安裝仿真裝配化仿真工程基地仿真和建筑裝配化仿真資料庫三大板塊。

2.3 裝配式建筑施工崗位訓練VR系統(tǒng)

裝配式混凝土建筑VR實訓系統(tǒng)包括預制構件生產(chǎn)車VR模擬、預制構件運輸與堆垛VR模擬、預制外墻板吊裝VR實訓模擬、外墻接縫處理VR實訓系統(tǒng)、套筒灌漿VR實訓模擬等9大實訓任務模塊。學生可通過虛擬頭盔和交互設備，實現(xiàn)在裝配式建筑虛擬工地中漫游觀察，到達施工場地的任意點，再通過手柄模擬操作構件，進行吊裝和注漿等學習，通過該系統(tǒng)，學生身臨其境，基本可以掌握裝配式建筑主要的施工要點。

2.4 裝配式建筑構件動畫

針對一些復雜的細節(jié)的環(huán)節(jié)，在虛擬仿真系統(tǒng)中不能很好的展現(xiàn)的部位，通過制作構件動畫，輔助教學。深入解構構件的生產(chǎn)與吊裝過程，將各個環(huán)節(jié)中的施工操作細節(jié)用動畫進行演示，并在動畫中將施工圖紙、標準圖集及施工現(xiàn)場三合一，將各個知識要點清晰的表達出來，大大的加強學生對技能的掌握程度，加快了學習速度。如圖2 裝配式建筑構件動畫。

3 基于信息化平臺的裝配式建筑基礎理論系統(tǒng)開發(fā)

3.1 建筑項目化教學集成系統(tǒng)

校企合作開發(fā)了裝配式建筑項目化教學集成系統(tǒng)，該系統(tǒng)將每個構件的施工深化圖紙、模具圖紙、構件用的材料、施工機具、預埋件、生產(chǎn)工藝流程、構件運輸、構件吊裝、注漿操作、打膠操作、質量驗收、構件信息等與構件相關的教學資源集中到軟件中，學生報名后賃用戶名與密碼登錄軟件，完成理論學習與課后練習及考核。通過該系統(tǒng)，學生不僅能掌握自身工種所需要的理論知識，還能明白各種原理及來龍去脈，能完整的構建起學生的知識體系。

3.2 職業(yè)化考核系統(tǒng)

校企合作開發(fā)了職業(yè)化考核系統(tǒng)，該系統(tǒng)首先通過對各個培訓工種的知識體系和技能體系進行分解與研究，確定出每位學生必須掌握的點，再針對每個點設計題目，題目中設置各類參數(shù)，通過參數(shù)的變化，使每個學生的題目即使一樣，但參數(shù)變了，結果也變了，正確答案的位置與數(shù)值全都通過系統(tǒng)發(fā)生了變化，由此杜絕了作弊發(fā)生的可能 ，學生只有真正掌握了知識點的學習與理解，才能通過系統(tǒng)的考核，并可通過多次考核獲得最佳成績，改變一考定終生的困境。從而解決崗位證書類培訓中有證無能的現(xiàn)象。

如圖3職業(yè)化考核系統(tǒng)所示，題目是由參數(shù)a和b組成，但參數(shù)可選擇范圍是可以自由輸入，并由軟件隨機選取，學生做的題目就是從a和b兩種數(shù)值選擇后的結果，答案和混淆的錯誤答案均隨機可變，學生再不能通過背答案、發(fā)短消息等形式來作弊，可促進其認真學習提升培訓質量。

4 基于信息化平臺的裝配式建筑實操教學研究

4.1 裝配式建筑深化設計

教師和企業(yè)專家通過對裝配式建筑常見各類設計問題進行歸納總結后，從設計規(guī)劃、建筑圖紙與PC建筑圖紙對比設計、結構圖紙與PC結構圖紙對比設計、裝修設計與PC裝修設計對比、構件拆分、構件深化設計五個環(huán)節(jié)開展研究，設計一個將各類問題集中的典型裝配式建筑項目，該項目中包含了各種PC建筑設計中常見的各類易出現(xiàn)的設計錯誤與困難，通過一個項目歸納總結出各類設計難點并給出解決的方法，這種項目引導的培訓模式能極大的加快學生的學習速度，提升學習效果。再通過安排學生在教師指導下獨立完成一個小型裝配式建筑的設計深化工作，從而讓每個學生真正掌握深化設計的技術。

4.2 裝配式建筑構件生產(chǎn)

通過設置臺模、不同構件的模具、配套的鋼筋、預埋件等實訓材料，對生產(chǎn)環(huán)節(jié)分組進行實際操作，設計有外墻板、內(nèi)墻板、陽臺板、疊合板、空調板等不同構件的生產(chǎn)操作。

4.3 裝配式建筑吊裝操作

由于裝配式建筑的真實構件重量非常大，動則幾噸，學生在操作培訓時如果壓一下或碰一下容易出現(xiàn)安全問題，甚至出現(xiàn)死亡事故，因此，校企合作開發(fā)了外觀跟實際構件一模一樣但實際重量只有真實構件1/20的輕質構件，對裝配式建筑的吊裝培訓帶來極大的便利，再在剪力墻轉角處采用鋁模板進行組裝，有效的提升學生應用新技術新材料的能力。

4.4 注漿工操作

注漿工是裝配式建筑結構安全的關鍵人員，注漿的飽滿度與強度是決定裝配式建筑連接強度的主要因素，但由于裝配式建筑注漿操作中注漿料價格高，每次注完漿后配套的套筒和構件均要作廢，導致培訓成本非常高昂。我們開發(fā)了有機玻璃制作的透明模擬注漿培訓體系，可在真實模擬操作要點的同時節(jié)省大量的成本，且可重復利用?，F(xiàn)正在開發(fā)注漿套筒的模具，通過注塑后形成的塑料套筒，學生可真實注漿并待硬化后拆解，檢測注漿最后達到的真實強度，并可進一步大大降低培訓成本和提升培訓真實性及效果。   

4.5 打膠工操作

裝配式建筑構件與構件之間不可避免的會留下縫隙，這些縫隙是引起建筑漏水、保溫效果差等的主要因素，而打膠工人的技能水平與認知水平是重要因素，因此我們選取典型位置開發(fā)了模擬操作打膠的培訓設施，學生可反復訓練以提升打膠水平，并通過多次檢測來滿足打膠的密封要求。

5. 基于信息化平臺的裝配式建筑實訓室模型教學創(chuàng)新

建筑裝配式工人需具備裝配式建筑的識圖能力、構件生產(chǎn)能力、吊裝和注漿等系統(tǒng)的理論與實踐操作能力， 在短時間內(nèi)掌握這些技能按傳統(tǒng)的理論教學、大會式授課等形式很難達到培養(yǎng)目標。基于信息化平臺的裝配式建筑實訓室模型教學創(chuàng)新點就是：根據(jù)互聯(lián)網(wǎng)+時代的教育4.0特色打造基于線下實體培訓基地和線上的互聯(lián)網(wǎng)+學習平臺的O2O人才培訓模式。隨著生產(chǎn)力與教育媒介的變化，移動互聯(lián)網(wǎng)的出現(xiàn)，我們的教育模式也應該隨著時代的變化，從農(nóng)業(yè)時代的教育1.0到工業(yè)時代的教育2.0，從電腦時代的教育3.0進入了現(xiàn)在的互聯(lián)網(wǎng)+時代的教育4.0，這一時代學生更愿意通過移動終端（手機、IPAD）開展學習。

O2O人才培訓模式是即線上和線下結合的適合基于互聯(lián)網(wǎng)+新形勢下的一種新型的培養(yǎng)模式，這種模式能極大的方便學生學習和提升教學效果。

雙線指的是線上開展理論教學，線下在裝配式實訓基地模型中開展實踐操作訓練相結合。

此種模式學生通過報名后下載遠程學習軟件，在軟件內(nèi)完成學習并獲得理論學習成績分，然后提出到實訓基地開展實踐操作訓練的申請，通過申請人數(shù)設置開班計劃，開班時通過領導政策宣講后開展實際操作訓練與考核。

O2O人才培養(yǎng)模式通過互聯(lián)網(wǎng)+學習平臺的方式充分發(fā)揮學生的自主能動性，學生可通過手機或電腦利用業(yè)余時間，觀看優(yōu)質教學資源中的視頻和動畫，快速掌握相關的理論知識，再完成智能化考核系統(tǒng)中的知識點進行自我檢測，可加強學習的有效性。由于要線上取得足夠的成績后方能取得線下實際操作的資格，可促進學生的學習主動性，也可極大的節(jié)省培訓的成本和提升培訓的效果，是互聯(lián)網(wǎng)+時代學習培訓的發(fā)展趨勢。

6 結束語

基于信息化平臺的裝配式建筑實訓室模型開發(fā)與研究,契合了浙江省人民政府辦公廳《關于推進綠色建筑和建筑工業(yè)化發(fā)展的實施意見》，極大地促進了工業(yè)化人才培養(yǎng)，為學院為建筑工業(yè)化企業(yè)和管理部門相關人員的分類培訓，培育建筑工業(yè)化實用技術人員,開展地方服務提供有力途徑。

本文來源：《企業(yè)科技與發(fā)展》：http://m.12-baidu.cn/w/qk/21223.html