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建筑学专业“建筑结构”课程研究

摘要:通过分析建筑、结构等概念的含义,对建筑结构课程进行再认识,总结建筑学专业学习结构课程的必要性,剖析建筑结构课程的内涵层次,思考讨论建筑学专业结构课程的教学方式方法。

关键词:建筑学;建筑结构;课程;再认识

1引言

“建筑结构”是建筑学专业指导委员会指定必修的一门专业基础课。在以往的教学中,发现学生们听完课后还有很多疑惑没有解决,尽管学习了课本内容,但在建筑设计课程中并不能很好理解和自觉运用结构知识,即缺少基本的结构意识。作为任课老师,这种现象引起笔者对于建筑结构课程的教学目的、内涵和教学方式的思考。面对如何提高课堂教学效率,达到良好教学效果的要求,笔者认为应从所授课程和授课对象两方面入手,研究“输入”和“接受”的认知规律,做到知己知彼,目的是在学生头脑中建立结构意识,而不是固守课本,照本宣科,沿用满堂灌或填鸭式的教学方法。

2相关概念

2.1建筑结构。在汉语中“建筑”一词有多重含义。狭义上,最通俗的理解便是日常所指的房屋;另外,还有作动词用时指建设筑造之意。广义上,“建筑”一词有在哲学中“上层建筑”的使用,指得是相对于经济基础的社会关系,有政治和思想两个方面。[1]“结构”一词用法也相当丰富。从微观的物质组成分子结构、原子结构,到宏观的天体、宇宙结构;到社会生活中经济、家庭结构;以及撰写文章的结构关系、汉字书法的间架结构等等。“结构”一般是指组成一个整体的各个部分的组织方式和相互的关系。如果把“建筑”和“结构”这两个词放在一起,那么它的含义便有了特指。建筑结构——建筑物承担外力的部分,以及它们的构造。我国《建筑结构设计术语和符号标准》给出了“建筑结构”的定义:“组成工业与民用房屋建筑包括基础在内的承重骨架体系”。[2]可见“建筑结构”是研究建筑物的承重骨架部分的组成方式和相互关系的一门学科。2.2建筑学专业与建筑结构课程。对于建筑学专业,对建筑结构的学习是十分必要的。一般建筑学本科的学制可以达到五年,所学课程众多。主要包含了工程技术和人文艺术两个大类,而建筑结构就属于工程技术类的专业基础课。如果说建筑学课程体系是一条河流,那么建筑结构是众多源泉中的一支。由于中文的一词多义,对于“建筑”这个词可以借助Archi-tecture,Building,Construction这三个英文单词来理解。Architec-ture的翻译是建筑学,其含义是人们对即将创建的环境进行设计和规划以满足物质和精神需求,包含功能的布局、空间的组织、以及形式的美观等方面,可将其作为“上层建筑”,归为指导思想的层面来理解。Building的翻译是建筑物,其含义是一栋楼房,实实在在的物体,可以将“建筑”的这一层次,理解为建筑的“本体物质存在”。Construction的翻译是建造施工、建设、结构,其含义是将建筑材料进行组合达到所需的要求,在这一层次“建筑”可以理解为“物质基础”。可以看出“建筑”的整个过程,是在“上层建筑”的设计和规划下,利用物质材料进行建造,形成实实在在的物质实体。“建筑”一词的含义清晰的分为了三个层次。建筑学专业的工作侧重固然是“A”,但好的设计必须拥有对设计对象本体的充分认识,才能够是有源之水,否则只能是凭空想象;建筑师只有对建造的过程深刻了理解,才能设计出可以建造实现的建筑物;有了物质实现,这在建筑的艺术表达层面,也使美观和思想具有了实际载体,利用结构作为造型的手段也是当今建筑创作的潮流。所以建筑学学生学习建筑结构课程是必须的。

3建筑结构课程的内涵层次及培养目标

3.1建筑结构课程的内涵层次。早在古罗马时期,建筑师维特鲁威就提出了建筑设计的三大要素:“安全”、“适用”、“美观”。从目前众多教材可以看出,建筑结构课程的教学往往简单地把土木工程专业的多门专业课,如钢筋混凝土结构、钢结构、砌体结构、木结构等进行删减压缩,合并成一本教材。其主要的逻辑,是在“安全”的范畴内结合材料知识,进行结构强度、刚度、稳定性等计算验证,属于相对微观层面的内容。而在宏观层面结构的“适用”问题,教材中却很少讨论,导致建筑学专业的学生还没有建立基本的概念,就进入到了无尽的公式海洋和计算中,继而丧失学习兴趣,导致教学效果不佳。而在“美观”这一原则中的内容,即结构所带来的造型能力,更是几乎没有提及。建筑学专业学生对于建筑结构课程的学习,笔者认为可以将其分为三个层次:首先,从宏观的角度对结构进行认知,知道什么是结构以及常见结构类型;然后,从中观解决方案设计时的适用、甚至造型问题,学会在设计中对结构进行选择,根据不同的建筑功能以及造型选择不同的结构形式;最后,在微观层次能够进行简单的验算,掌握一定的计算能力,解决常见的工程问题。人类对事物的认知规律,一般来说应当是从宏观向微观,从感性认识到理性认识,所以对于建筑结构课程教学来讲,如果遵循如此的规律,想必会有更好的效果。3.2培养目标。建筑学专业的结构课程与土木工程专业的培养目标有所不同,其主要的目标应该是认知,然后在设计中具有结构意识,最后能够进行简单的计算。在如今应用型教学指导思想下,对于建筑学专业的建筑结构教学,重心应放在课程层次前两个方面——宏观认知和中观应用,学习的重心是为了更好的设计,而并非微观层次计算能力的过度训练。

4建筑结构课程教学的再认识

对建筑学专业的结构课程进行了分析之后,很明确其是有层次的,那么教学工作便不能够只强化例如计算能力的一面,而应该根据课程的层次,多方面立体化的来进行。4.1教学原则。4.1.1奠定理论基础。对于建筑学专业的学生来说奠定建筑结构的理论基础,是建立结构意识和应用结构知识的前提。有了一定理论基础才能够更好的应用结构知识进行设计工作,甚至完成结构的计算工作。4.1.2注重实际应用。学以致用,建筑结构课程的学习对于建筑学专业的学生来说,现实的意义就是在设计中具有结构意识,注重结构问题,在将来的实践中能够良好的与专业工程师沟通。在教学中需要注重培养学生实际应用的意识和能力,帮助他们将书本上的理论知识在实践中去应用。4.1.3引入技术进步。新的技术是教学的有利工具,专业课程的教学要能与时俱进。在如今信息化新技术的时代背景下,课程的教学也要尝试将新的技术引入,教师要及时进行知识更新,掌握新技能并将其应用到教学中来。例如BIM技术,可以利用软件让同学们在计算机中进行模拟的建造结构,加深对结构生成的过程的理解。4.2教学内容。根据建筑结构课程层次分解,本课程的教学内容也可以分为三个层次,分别是对基本结构的认知、结构的应用选型、结构的计算。基本结构的认知包含了结构的基本概念、当代常见建筑结构的类型;结构的应用选型结合设计了解和掌握何种类型的结构适合何种建筑,满足其功能和造型的需求;结构计算,是在力学和材料知识的基础上,训练常见结构类型的计算能力。4.3教学方式。4.3.1讲授、考试。对于专业基础理论课程,讲授法是最直接也最有效的教学方法,能够在最短的时间内,将最大的信息量在一定的时间内系统的传授给学生。在结构课程中,有很多基础概念需要学生掌握,所以这部分内容必须存在。进行考试又是检验和评价学生对基本知识和技能掌握程度的有效手段,它能够给学生记忆和理解基本概念、掌握基本计算技能带来外界动力,提高学习的积极性。这种传统的教学方式,对于学生在建筑“安全性”原则中的基本概念和计算验证的能力的培养和训练很有意义。4.3.2发言、讨论。打牢基础知识的同时,如果教师能够布置任务,将学生分成若干小组,让其课后自主研究,从结构的角度去认知和点评一栋建筑,并在课堂上向所有同学进行介绍,发表自己的看法。这样的结构课程,能够将课堂氛围变枯燥为有趣,能够提高同学们学习的自主性,将过去的被动听课状态转换为主动的研究和探索。并且课堂的发言还能够锻炼同学们的表达能力,这点也是建筑学专业学生需要培养的一种重要能力。这种方式针对建筑结构在建筑“适用性”的原则的学习比较有效,可以使学生达到自主认知和理解的目的,什么类型的结构形式适合什么类型的建筑类型,有什么特点,设计时要注意什么问题等都可以得到很好的训练。4.3.3实践、应用。建筑学专业现在常见的授课模式是设计课和理论课分离。通常一门理论课授课完毕,学期末进行考试,整个课程就结束了。但理论课最终对于设计的作用却无从检验。建筑学专业的专业核心课是设计,将基础知识运用到设计中,这是基础课的最佳效果。在设计课中如果能够穿插结构知识的具体专题,进行知识强化训练,有助于同学们有意识将结构知识运用于设计中,而不是学习完了,就将书本放到一边,理论脱离实践。例如高年级的高层建筑和大跨度建筑的设计课程,就可以进行剪力墙结构、桁架结构等专题的强化,将其模块化嵌入到设计课中去。这种教学模式能够锻炼学生将理论知识运用到实际问题的能力,把大块的知识进行分割,让学生在专题的设计中消化吸收相对比较小的知识点并付诸实践。

5小结

综上所述,通过分析建筑和结构的内涵,肯定了建筑学专业学习建筑结构课程的必要性;进一步分析建筑结构课程,发现其内在宏观、中观、微观的层次内涵,指出学生学习的过程应当遵循认知的一般规律从宏观到微观,教师的教学也应该分层次进行,对于建筑学专业更应该注重被忽略的认知和应用层次的训练;最后,思考对于建筑学专业结构课程的教学方法,提出应当多元化的训练学生不同的能力,使学生真正将知识能够应用起来,达到学以致用的目的。对课程的再度认识带来的只是理论的想法,更多的工作还需要在教学的实践中进行尝试和检验。

作者:文博 单位:三江学院

参考文献:

[1]沈福煦.建筑概论[M].中国建筑工业出版社,2012.

[2]国家技术监督局,中华人民共和国建设部.GB/T50083-97建筑结构设计术语和符号标准[S].中国建筑工业出版社,1997.

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