建筑學結(jié)構選型課程教學改革淺析
前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了建筑學結(jié)構選型課程教學改革淺析范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。
摘要：根據(jù)建筑結(jié)構選型課程中的現(xiàn)狀和問題，對教學內(nèi)容和教學方法等方面進行了改革與實踐，通過經(jīng)典案例分析、設計模式改革，并采用“開放式”教學模式和“探究式”學習模式，培養(yǎng)建筑學專業(yè)學生的結(jié)構構思能力。
引言
現(xiàn)代建筑是凝聚著人類科學進步與文化藝術的復雜體系，熟練運用結(jié)構技術，使建筑構思與結(jié)構布局巧妙結(jié)合，是建筑師出色完成建筑設計的重要條件。意大利建筑師奈爾維在他的《結(jié)構在建筑中的地位》一書中認為“現(xiàn)代建筑設計所要求的新的、宏偉的結(jié)構方案，使得建筑師必須理解結(jié)構構思”[1]。但建筑學專業(yè)的學生往往更重視專業(yè)設計課而輕視結(jié)構類課程的學習，導致培養(yǎng)的建筑師缺乏根據(jù)建筑功能、建筑形態(tài)進行結(jié)構構思與布局的能力。另外，結(jié)構類課程的教學往往也不得其法，簡單地將結(jié)構理論知識生硬地填塞給學生，缺少在建筑設計時進行結(jié)構構思能力的培養(yǎng)，枯燥無味的教學方法和過于理論化的教學內(nèi)容難以引起學生的學習興趣?！肮び破涫?，必先利其器”，對結(jié)構的忽視將限制學生將方案設計能力轉(zhuǎn)化為工程實現(xiàn)的能力[2]。本文結(jié)合作者對建筑設計與結(jié)構選型長期配合教學的探索與實踐，對建筑結(jié)構選型的教學方法及如何與建筑設計課程相互配合進行研究和探索，為建筑結(jié)構選型課程的教學模式改革開創(chuàng)一種全新的教學思路。
1教學模式改革
“建筑結(jié)構選型”須與工程實踐緊密結(jié)合，通過課程教學改革，培養(yǎng)學生由理論知識轉(zhuǎn)化為實踐應用的能力，使原本相互缺少有機聯(lián)系、純理論學習所形成的“知識孤島”通過工程實例分析、師生間的研討交流、教學引導、建筑設計應用等綜合手段而得到改善，培養(yǎng)學生在建筑方案階段就注意建筑構思與結(jié)構布局相協(xié)調(diào)的建筑設計思路，并考慮結(jié)構技術細節(jié)對建筑布置的影響。
1.1結(jié)構選型課程的教學模式改革
著名建筑大師貝聿銘在回答“建筑教育的重點”這一問題時，認為“建筑師本身不一定要會算，但一定要懂得怎樣算，因為先會算才知道從中間求變化”[1]。這里的計算對于建筑師來說，應是把相對宏觀的結(jié)構分析運用到建筑造型構思中，諸多經(jīng)典、廣為傳頌的偉大建筑也往往因為設計符合自然法則、力學基本原理而顯得更為璀璨奪目。在結(jié)構精細計算部分對學生則不必要求過深，否則將使學生產(chǎn)生畏懼情緒，失去學習興趣，且也無必要。在“建筑結(jié)構選型”的教學改革實踐中，應進行課程體系的重新整合，對各類高層、大跨度結(jié)構體系的授課內(nèi)容應選取應用性較強的重點內(nèi)容，在理論教學過程中結(jié)合若干具有典型意義的工程案例，進行分析講解，并可對往屆學生建筑設計作品存在的常見問題提出看法，拉近與學生的距離，引導學生參與分析，幫助培養(yǎng)學生自行發(fā)現(xiàn)問題、思考問題并解決問題的能力。同時引導學生深入思考，相互交流，而不是傳統(tǒng)灌輸式教學模式。通過理論傳授、引導自主學習、案例分析及實例教學等逐步推進的教學模式，增強學生對設計方案進行結(jié)構造型表現(xiàn)的能力，使建筑具有真實的表現(xiàn)力和實踐性，培養(yǎng)正確對待和運用結(jié)構技術的素養(yǎng)與能力，掌握不同結(jié)構類型的概念、用途、構件常用尺寸的估算及結(jié)構布置技巧等規(guī)律[1]。
1.2建筑設計課程的教學模式改革
建筑的結(jié)構構思能力講究實踐性，前面所有結(jié)構教學鋪就的路，其實都是為了在建筑設計中能協(xié)同考慮結(jié)構問題。在建筑設計類課程的教學環(huán)節(jié)中，該任務一般由建筑學專業(yè)教師兼顧，由于專業(yè)隔閡，很多具體結(jié)構布置等可能缺乏專業(yè)深度，難以透徹分析和引導，造成結(jié)構教學在其最重要的設計應用環(huán)節(jié)缺位，學生在做建筑設計時可能完全不考慮結(jié)構構思和建筑方案的協(xié)調(diào)問題。要改變建筑方案“空中樓閣”的現(xiàn)狀，應重視跨學科的交流，在建筑設計課程教學（特別是高年級的高層和大跨度建筑設計課程）的不同階段引入結(jié)構輔導教師，有針對性地引導學生考慮結(jié)構構思，使得方案兼具技術性和藝術性。這種建筑設計課程的教育模式將為學生構筑開放的結(jié)構知識體系平臺，將以設計教學為核心，注重設計的創(chuàng)造性，升華建筑設計過程中對結(jié)構的理解，使結(jié)構教學更具有針對性和實用性。
2設計模式改革
在課程前半學期，通過結(jié)構專業(yè)教師對“建筑結(jié)構選型”課程的基本理論知識講授、經(jīng)典案例分析和往屆學生常見設計問題的剖析后，在學生具備一定的結(jié)構選型知識的基礎上，結(jié)構教師參與建筑設計課程的協(xié)同教學，在學生做建筑方案的不同時期，結(jié)構教師分階段輔導學生在建筑方案中的結(jié)構構思疑問。
2.1建筑優(yōu)秀案例結(jié)構構思的設計模式
以4～5人為一個項目團隊，把班級分成4～5組，教師需要給每組提供一個建筑優(yōu)秀案例，不同團隊的建筑案例應盡量具有不同的結(jié)構布局特色。各組需要合作完成項目，團隊的成員組成是開放的，根據(jù)項目興趣組合在一起。團隊的開放性還體現(xiàn)在行之有效的交流，分別是學生與專業(yè)教師之間的交流、同一項目的團隊內(nèi)部之間的交流、不同項目團隊之間的交流及成果匯報交流。這些交流在整個設計過程中隨時進行，促進研究氛圍的形成和合作意識的加強，也可促進學生學習熱情，激發(fā)學生的創(chuàng)造性思維。學生對建筑案例進行的結(jié)構構思分三個階段推進。第一階段，每個團隊成員需根據(jù)建筑案例選用適用的結(jié)構體系，并分析布置結(jié)構構思的合理性和不同布置方法對建筑功能所產(chǎn)生的影響，教師在這個過程中需根據(jù)統(tǒng)一存在的問題及時進行集中講解和團隊分組引導，比如剪力墻布置原則及不同布置方法所產(chǎn)生的影響，不同柱網(wǎng)布置方法的優(yōu)劣，梁高如何確定和對層高使用的影響等；也需要引導學生了解對建筑設計會產(chǎn)生較大影響的相關結(jié)構規(guī)范，比如不少建筑學的學生到畢業(yè)設計階段對于百米公建的方案仍在采用框架結(jié)構；高層建筑的剪力墻或筒體完全偏心布置于一側(cè)等不合理設計。第二階段，教師應根據(jù)學生第一階段完成的結(jié)構構思情況，及時提出學生存在的問題，對于學生能自行解決的問題，應通過引導讓其參與分析和思考，或自主查詢資料來解決。同時引導同組學生間進行相互探討交流，對于同組團隊成員結(jié)構構思的差異點盡量讓學生自主討論解決，學會分析利弊得失，自行考慮結(jié)構布置對建筑功能所產(chǎn)生的影響及不同布置方案對使用舒適度等綜合因素的影響。對于學生不能自行解決的問題，如需較多實際工程經(jīng)驗的問題，教師應及時分析，培養(yǎng)學生具有較為開闊的建筑設計視野，使之能更加全面地考慮設計的技術細節(jié)，養(yǎng)成良好的工作習慣并具有建筑設計所需的工程概念，而不是“紙上談兵”式的設計。第三階段，應讓每個團隊根據(jù)第二階段的討論結(jié)果，確定最后的結(jié)構構思方案，并派團隊代表上臺講授每組的交流情況和最后的優(yōu)化布置方案，輔導教師應根據(jù)具體情況進行針對性提問，激發(fā)學生討論熱情，并對結(jié)構構思方案和相關技術細節(jié)進行最后的點評分析。通過這種層層深入式的推進教學，學生是學習的主體，教師主要起引導、提問、點評分析的作用，通過這種“開放式”教學模式和“探究式”學習模式的教學改革激發(fā)學生學習的積極性和主觀動能性。
2.2建筑設計中的結(jié)構配合模式
通過建筑優(yōu)秀案例的結(jié)構構思設計使學生初步具備在一定方案基礎上的結(jié)構構思能力，作為建筑學專業(yè)的學生尚需培養(yǎng)在自身建筑設計過程中就應具備協(xié)同考慮結(jié)構構思的能力，并完善解決結(jié)構技術細節(jié)對建筑布置的影響。技術的運用能力與方案設計能力是在學習過程中協(xié)同提高的，二者相互依存，并不排斥，但亦存在制約關系[3]。建筑設計過程是建筑和結(jié)構相互依賴和相互反饋的過程，在方案設計階段就不是一個平順的過程，反復修改、不斷完善是常態(tài)，通過建筑和結(jié)構的交互、反饋、修正，獲得最終建筑的優(yōu)化設計成果。在建筑設計課程教學過程中，結(jié)構輔導如何穿插到建筑設計的各個階段需要根據(jù)設計進度來安排。早期：學生對建筑設計方案進行總體結(jié)構布局，進行結(jié)構輔導的教師應及時進行指導和答疑；中期：針對學生確定的結(jié)構構思，進行多角度分析并提出優(yōu)化意見；后期：對學生整改后的結(jié)構形式優(yōu)化后定稿。在整個過程中，結(jié)構輔導需要結(jié)合學生的建筑方案構思，引導學生思考如何協(xié)同考慮結(jié)構構思，傳授建筑結(jié)構選型與構思的力學邏輯，分析對空間特征、建筑形態(tài)的影響。結(jié)構輔導一定要把握好度，不能扼殺學生對建筑方案的創(chuàng)造性，不應對學生的藝術創(chuàng)意有過多干涉，并應加強與建筑設計老師的溝通，從不同專業(yè)角度探討建筑方案合理性，以免學生對不同教師的意見無所適從。經(jīng)歷這樣一個建筑設計流程，培養(yǎng)學生了解建筑設計中需要思考結(jié)構選型與構思的意義，明確具備結(jié)構選型與構思能力所需的知識儲備，掌握結(jié)構選型的依據(jù)，鼓勵學生在尊重結(jié)構邏輯的基礎上進行正確的結(jié)構選型，進而獲得建筑形態(tài)創(chuàng)作與結(jié)構構思、結(jié)果布局相互協(xié)調(diào)統(tǒng)一的能力。
3教學方法改革
對于課堂教學和設計輔導而言，“啟發(fā)與互動”重在實質(zhì)，在理論授課和設計輔導過程中應適時拋出問題，有的放矢地給學生自主思考和探究的空間，當他的思考和探究有了回饋和收獲，就形成了興致盎然的課堂互動和自主學習的主觀能動性?！笆谌艘贼~不如授之以漁”，學生通過這個過程既獲取了知識，又提高了思考問題、分析問題和解決問題的能力，獲得了相應的結(jié)構技術素養(yǎng)。
3.1課堂講授與課后自習相結(jié)合
除基本理論知識外，教師應針對當前建筑設計中存在的較多結(jié)構問題進行相關講授，部分理論內(nèi)容須結(jié)合工程實例分析。同時考慮到建筑結(jié)構選型課時少、內(nèi)容多、部分內(nèi)容須由學生自學完成的情況，為了讓學生有效自學，可指定自學內(nèi)容，并精心設計若干與建筑設計較為密切的思考題，以提高學生學習的積極性和興趣。
3.2互動教學
開展小組討論和課堂討論，啟發(fā)學生開展積極的思維活動，學生在不同階段必然存在各不相同的問題，暴露較為充分，通過學生各抒己見，相互啟發(fā)，有利于發(fā)揮學生的積極性和主動性。通過教學中的互動，使課堂氣氛活躍，增加學生的參與度，讓學生在一個討論過程中，對結(jié)構概念有更深刻的了解。
3.3經(jīng)典案例法
有針對性地選取一些經(jīng)典的建筑作品進行分析或提供給學生自行分析，激發(fā)對結(jié)構重要性的認識和主動學習的熱情，培養(yǎng)和鍛煉學生在建筑設計中的應用能力和創(chuàng)新意識，提高學生龐乾奎運用結(jié)構的素養(yǎng)和技巧。
3.4充分利用多媒體教學手段
多媒體教學可以提高教學效率，將更多的知識和信息傳授給學生，也可將課程中復雜、抽象的結(jié)構原理用生動形象的語言結(jié)合大量實例圖片來化解，有助于學生理解建筑設計對應的結(jié)構構思的機理，激發(fā)學生學習的積極性。
4結(jié)語
如何培養(yǎng)建筑師的結(jié)構素養(yǎng)是建筑學專業(yè)教育的一大難題。多年來本校相關教師不斷進行“建筑結(jié)構選型”教學模式的探索研究，持續(xù)進行建筑學專業(yè)教師與結(jié)構技術教師的協(xié)調(diào)配合，并根據(jù)具體教學實踐對授課內(nèi)容、方法等調(diào)整完善，減少純書本理論教條的課時，強化設計實踐教學，科學地組織教學內(nèi)容，提高教學效果與解決實際工程問題的能力。通過課程理論教學、經(jīng)典案例分析、結(jié)構構思設計、建筑設計中的結(jié)構配合教學，使學生的結(jié)構構思能力不斷加強。在不同的教學和設計環(huán)節(jié)中，通過提出問題-思考問題-獨立探究-課堂討論-講解總結(jié)的“開放式”教學模式和“探究式”學習模式，讓學生獲得結(jié)構概念和結(jié)構的設計常識，使學生不僅能考慮建筑美學、藝術的問題，且能協(xié)同考慮結(jié)構構思和結(jié)構技術細節(jié)問題。通過多年的改革與實踐，取得了較為滿意的效果，提高了學生學習的積極性和學習熱情，提高了“建筑結(jié)構選型”課程的教學質(zhì)量。
作者:郭劍飛 馮靜 龐乾奎 單位:浙江工業(yè)大學之江學院
