建筑學結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：根據建筑結構選型課程中的現狀和問題，對教學內容和教學方法等方面進行了改革與實踐，通過經典案例分析、設計模式改革，并采用“開放式”教學模式和“探究式”學習模式，培養建筑學專業學生的結構構思能力。

引言

現代建筑是凝聚著人類科學進步與文化藝術的復雜體系，熟練運用結構技術，使建筑構思與結構布局巧妙結合，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《結構在建筑中的地位》一書中認為“現代建筑設計所要求的新的、宏偉的結構方案，使得建筑師必須理解結構構思”[1]。但建筑學專業的學生往往更重視專業設計課而輕視結構類課程的學習，導致培養的建筑師缺乏根據建筑功能、建筑形態進行結構構思與布局的能力。另外，結構類課程的教學往往也不得其法，簡單地將結構理論知識生硬地填塞給學生，缺少在建筑設計時進行結構構思能力的培養，枯燥無味的教學方法和過于理論化的教學內容難以引起學生的學習興趣。“工欲善其事，必先利其器”，對結構的忽視將限制學生將方案設計能力轉化為工程實現的能力[2]。本文結合作者對建筑設計與結構選型長期配合教學的探索與實踐，對建筑結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，為建筑結構選型課程的教學模式改革開創一種全新的教學思路。

1教學模式改革

“建筑結構選型”須與工程實踐緊密結合，通過課程教學改革，培養學生由理論知識轉化為實踐應用的能力，使原本相互缺少有機聯系、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，培養學生在建筑方案階段就注意建筑構思與結構布局相協調的建筑設計思路，并考慮結構技術細節對建筑布置的影響。

1.1結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構分析運用到建筑造型構思中，諸多經典、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。在結構精細計算部分對學生則不必要求過深，否則將使學生產生畏懼情緒，失去學習興趣，且也無必要。在“建筑結構選型”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、大跨度結構體系的授課內容應選取應用性較強的重點內容，在理論教學過程中結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，幫助培養學生自行發現問題、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構造型表現的能力，使建筑具有真實的表現力和實踐性，培養正確對待和運用結構技術的素養與能力，掌握不同結構類型的概念、用途、構件常用尺寸的估算及結構布置技巧等規律[1]。

1.2建筑設計課程的教學模式改革

建筑的結構構思能力講究實踐性，前面所有結構教學鋪就的路，其實都是為了在建筑設計中能協同考慮結構問題。在建筑設計類課程的教學環節中，該任務一般由建筑學專業教師兼顧，由于專業隔閡，很多具體結構布置等可能缺乏專業深度，難以透徹分析和引導，造成結構教學在其最重要的設計應用環節缺位，學生在做建筑設計時可能完全不考慮結構構思和建筑方案的協調問題。要改變建筑方案“空中樓閣”的現狀，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）的不同階段引入結構輔導教師，有針對性地引導學生考慮結構構思，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構知識體系平臺，將以設計教學為核心，注重設計的創造性，升華建筑設計過程中對結構的理解，使結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，通過結構專業教師對“建筑結構選型”課程的基本理論知識講授、經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構選型知識的基礎上，結構教師參與建筑設計課程的協同教學，在學生做建筑方案的不同時期，結構教師分階段輔導學生在建筑方案中的結構構思疑問。

2.1建筑優秀案例結構構思的設計模式

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秀案例，不同團隊的建筑案例應盡量具有不同的結構布局特色。各組需要合作完成項目，團隊的成員組成是開放的，根據項目興趣組合在一起。團隊的開放性還體現在行之有效的交流，分別是學生與專業教師之間的交流、同一項目的團隊內部之間的交流、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，激發學生的創造性思維。學生對建筑案例進行的結構構思分三個階段推進。第一階段，每個團隊成員需根據建筑案例選用適用的結構體系，并分析布置結構構思的合理性和不同布置方法對建筑功能所產生的影響，教師在這個過程中需根據統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生的影響，不同柱網布置方法的優劣，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生較大影響的相關結構規范，比如不少建筑學的學生到畢業設計階段對于百米公建的方案仍在采用框架結構；高層建筑的剪力墻或筒體完全偏心布置于一側等不合理設計。第二階段，教師應根據學生第一階段完成的結構構思情況，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，自行考慮結構布置對建筑功能所產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驗的問題，教師應及時分析，培養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，養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，應讓每個團隊根據第二階段的討論結果，確定最后的結構構思方案，并派團隊代表上臺講授每組的交流情況和最后的優化布置方案，輔導教師應根據具體情況進行針對性提問，激發學生討論熱情，并對結構構思方案和相關技術細節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學生學習的積極性和主觀動能性。

2.2建筑設計中的結構配合模式

通過建筑優秀案例的結構構思設計使學生初步具備在一定方案基礎上的結構構思能力，作為建筑學專業的學生尚需培養在自身建筑設計過程中就應具備協同考慮結構構思的能力，并完善解決結構技術細節對建筑布置的影響。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，通過建筑和結構的交互、反饋、修正，獲得最終建筑的優化設計成果。在建筑設計課程教學過程中，結構輔導如何穿插到建筑設計的各個階段需要根據設計進度來安排。早期：學生對建筑設計方案進行總體結構布局，進行結構輔導的教師應及時進行指導和答疑；中期：針對學生確定的結構構思，進行多角度分析并提出優化意見；后期：對學生整改后的結構形式優化后定稿。在整個過程中，結構輔導需要結合學生的建筑方案構思，引導學生思考如何協同考慮結構構思，傳授建筑結構選型與構思的力學邏輯，分析對空間特征、建筑形態的影響。結構輔導一定要把握好度，不能扼殺學生對建筑方案的創造性，不應對學生的藝術創意有過多干涉，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。經歷這樣一個建筑設計流程，培養學生了解建筑設計中需要思考結構選型與構思的意義，明確具備結構選型與構思能力所需的知識儲備，掌握結構選型的依據，鼓勵學生在尊重結構邏輯的基礎上進行正確的結構選型，進而獲得建筑形態創作與結構構思、結果布局相互協調統一的能力。

3教學方法改革

對于課堂教學和設計輔導而言，“啟發與互動”重在實質，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。“授人以魚不如授之以漁”，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，獲得了相應的結構技術素養。

3.1課堂講授與課后自習相結合

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構問題進行相關講授，部分理論內容須結合工程實例分析。同時考慮到建筑結構選型課時少、內容多、部分內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，有利于發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，對結構概念有更深刻的了解。

3.3經典案例法

有針對性地選取一些經典的建筑作品進行分析或提供給學生自行分析，激發對結構重要性的認識和主動學習的熱情，培養和鍛煉學生在建筑設計中的應用能力和創新意識，提高學生龐乾奎運用結構的素養和技巧。

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、抽象的結構原理用生動形象的語言結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構構思的機理，激發學生學習的積極性。

4結語

如何培養建筑師的結構素養是建筑學專業教育的一大難題。多年來本校相關教師不斷進行“建筑結構選型”教學模式的探索研究，持續進行建筑學專業教師與結構技術教師的協調配合，并根據具體教學實踐對授課內容、方法等調整完善，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、經典案例分析、結構構思設計、建筑設計中的結構配合教學，使學生的結構構思能力不斷加強。在不同的教學和設計環節中，通過提出問題-思考問題-獨立探究-課堂討論-講解總結的“開放式”教學模式和“探究式”學習模式，讓學生獲得結構概念和結構的設計常識，使學生不僅能考慮建筑美學、藝術的問題，且能協同考慮結構構思和結構技術細節問題。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“建筑結構選型”課程的教學質量。

作者:郭劍飛 馮靜 龐乾奎 單位:浙江工業大學之江學院