预制梦想装配未来 装配式产教融合研究中心为产业输送数字人才

导语

随着新型城镇化建设持续推进，传统建筑模式难以适应国家现代化建筑行业转型升级需求，大力发展装配式建筑已上升为国家战略。装配式建筑的普及在给建筑产业带来变革的同时，广大高校也在积极顺应行业的变革，积极探索与创新，不断进行教育改革，从而适应建筑产业转型升级。内蒙古科技大学不断探索革新，紧抓教育方针与行业动态，产教融合、校企共建，共筑育人，新增智能建造专业，打造产学研深度融合的装配式建筑人才培养新模式，建立“装配式产教融合研究中心”，旨在为国家和地区培养装配式建筑数字化应用人才队伍，促进高素质装配式建筑人才培养。

立足西部面向全国 为建筑产业提质培优

内蒙古科技大学坐落在美丽的草原钢城——包头，前身为1956年建校的包头钢铁工业学校和包头建筑工程学校。土木工程学院前身为建校时成立的建筑科，后设建筑工程系。学院开设有土木工程、智能建造、交通工程、工程管理、工程造价、工程力学6个本科专业。

近年来，学院在专业建设和教学改革中取得了显著成绩，土木工程专业被评为国家级一流专业、自治区重点建设专业，工程力学专业被评为内蒙古自治区品牌专业，工程造价专业被许为国家应用转型试点专业。学院立足西部，面向全国，以学生为中心，以满足行业需求为目标，为建筑行业培育了大批优秀的具有创新精神、实践能力的技术和管理人才。

▲内蒙古科技大学校园风光

数字人才培养理念高度契合 共建装配式产教融合研究中心

近年来，伴随着建筑产业工业化、绿色化转型升级的不断推进，装配式建筑已成为当今建筑行业发展的主要趋势，进入快速发展阶段。随之而来的，发展装配式建筑产业面临着人才短缺的现状，培养装配式建筑产业相关人才，需要对原有人才培养方案进行调整，将新工艺与传统工艺有机结合。

为促进数字化装配式建筑的高素质人才培养，2018年内蒙古科技大学与广联达科技股份有限公司（以下简称“广联达”）合作共建“装配式产教融合研究中心”，旨在为国家培养数字化装配式建筑应用技术的人才队伍。

“我们学院和广联达的合作大概分三个阶段：第一阶段就是在合作之初，广联达为我们提供建筑类相关软件的产品、技术和售后服务，我们将产品用于教学。第二阶段的合作就逐渐转为项目合作和实训平台建设，比如说BIM实践基地、虚拟仿真实践教学平台的建设与教学等，在这个过程中广联达与我们进行深度交流，一起承办了一些公益性的师资培训、教学科研论坛等活动，为自治区高校人才培养做了许多贡献。在这样一些合作的基础上，我们一起走到了合作的第三阶段，就是‘装配式产教融合研究中心’的筹备和建设。”土木工程学院陈明院长这样介绍到。

“依托中心，学院与广联达进行了深度项目合作，获得教育部协同育人项目2项，并开展了多项课程实践项目。通过双方合作的不断深入，对于建筑行业发展趋势和人才培养理念的契合度愈发增强，我觉得我们的合作已经有了质的飞跃，真正践行了校企合作育人的思想。”

▲装配式产教融合研究中心

软硬一体结合真实案例工程 学习、沉浸体验与考核全覆盖

“装配式产教融合研究中心”的建设主要供学生进行装配式构造设计与识图、装配式生产、装配式运输、装配式施工等阶段的学习。通过增强现实技术、虚拟仿真技术等新技术与实体模型教具相结合，运用虚实结合、理实一体的教学手段，提升教学效果。

实训内容贯穿了知识学习和技能培养的全过程，主要以虚拟仿真的方式进行，保证学生学得愉快，老师教得轻松。做到学（学习）、操（练习）、评（考评）的一体化，即学完有操作，操作后有考评，实时记录学习效果，最终满足对装配式建筑概论、装配式建筑施工技术、装配式建筑预制混凝土构件深化设计技术等课程的教学需求。

▶装配式立体化教学，软硬一体结合真实案例工程

装配式立体化教学设备是集装配式AR教学平台、装配式AR沙盘模型及AR交互系统为一体的软硬件结合的教学体系。AR教学平台是装配式立体化教学设备的硬件部分，将任意沙盘模型构件放置在操作平台上，可以显示构件的三维视图、钢筋识图、构件生产及施工的工艺流程，并可以720度实时查看场景交互漫游，通过教学平台与软件模块配合操作，提高学生学习效率及操作效率。

装配式AR沙盘模型以真实案例工程为原型，即广联达装配式教学系统(PCIS)中的真实工程开发的可反复拆卸拼装的装配式沙盘模型，作为学生认识教学使用，学生可以通过该沙盘了解装配式剪力墙体系工程的特点并进行相关演示教学。

装配式AR交互系统主要选取装配式预制构件厂和现场装配式的工艺岗位，使学生在校内即可体验装配式建筑项目的生产工作。

▲装配式AR教学平台   装配式AR沙盘模型

▲构件识别的二维与三维对应

▶装配式教学系统，学习、沉浸体验与考核全覆盖

广联达装配式教学系统（PCIS）是一款集PC端和VR端沉浸式教学于一体的装配式虚拟教学系统。整个系统包括设计、生产、运输、施工四大模块，每个模块均包括学习模式、沉浸体验和练习考核三种模式。

学习模式下，整个教学平台含装配剪力结构体系、装配式框架结构体系的设计（识图）等38个开放式的4D微课，教师可根据教学需求添加本地的“影片资源”“图片资源”，同时在讲解和学习的过程中，支持通过“选节点播放”来进行节点知识的跳转。

沉浸体验时，教学系统所含的38个4D微课、虚拟实操和考核的内容均支持VR沉浸式体验式教学。练习考核时，可以进行预制外墙（有窗、无窗）、预制内墙、预制叠合板、预制阳台、预制空调板、预制楼梯的手动生产和施工虚拟装配和考核，考核完成自动显示成绩，并可链接到测评平台。

▲装广联达装配式智慧学堂 

▲VR微课

▲虚拟施工装配 

▲虚拟生产组装

▶装配式AR立体图集，二维三维对比教学直观易理解

装配式AR立体图集产品以装配式的国标图集为业务基础，通过二维和三维对比的方式进行教学，形象直观，方便进行装配式构造识图的教学。装配式AR立体图集对于老师，解决了老师教学装配式构造识图缺乏教学资源的问题；对于学生，解决了学生对二维图纸缺少空间想像、理解困难的问题。

▲装配式AR立体图集

陈明院长为我们介绍了中心建设的价值亮点：

●首先是服务教学。通过VR技术完成装配式相关教学，依托广联达提供的典型案例，开展案例教学，提升了教学效果，使学生真正达到了所见即所得、所学即所获的效果，能够将理论和实践有机结合在一起。

●其次是服务师资队伍建设。学院教师特别是年轻教师，通过和企业技术人员依托中心开展项目合作与实践教学合作，工程实践能力得到了非常大的提升。

●再次是对外服务。通过装配式产教融合研究中心可以对外开展项目展示、工程咨询以及技术开发服务等，这也是提升校企双方行业服务和声誉的很好的窗口。

“总体来讲，效果非常不错！在西北地区，我们也为同类高校装配式人才实践教学提供了建设经验。”

技术创新与人才培养多方协力 推动装配式产业发展

装配式建筑是国家大力推广和研究的方向，也是践行我国可持续发展、绿色建造的有效措施，推动装配式产业的发展需要多方协力，从技术创新和人才培养方面着手发力。

陈明院长谈到：“人才战略将引领我国未来的发展，以前高校培养的学生或者说传统的人才，可能只是接触装配式建筑的概念，但随着装配式建筑教学改革的推进，我们的学生也从模糊的概念中不断获得了清晰、直观的认知，只有这样的人才走向建筑产业的主战场，我们的装配式建筑才能从全产业链上持续地去发展、去创新。”

“高校需要做的就是不断革新传统的教学模式，真正地去培养这样的人才。随着国家新基建、后工业化时代的技术转型，高校要打开传统观念的壁垒，引入新的教育理念来迎合行业技术的发展，紧抓教育方针与行业动态，产教融合、校企共建，共筑育人，促进装配式高素质人才培养。”