建筑学专业建筑结构课程教学改革的探索

摘要:本文根据目前建筑学专业建筑结构教学的现状,阐述了优化教学内容和改革教学方法、课程考核方法的必要性。从建筑学专业特点入手,分析了建筑结构课程从整体结构到具体构件的教学内容和概念设计的重要性,同时分析了多媒体教学法和案例教学法在建筑结构课程教学中的重要作用。

关键词:建筑学;建筑结构;教学

Abstract:Based on the present situation of the course teaching of the structure design to the architecture undergraduates, the necessity of optimizing the teaching content and reforming the teaching method and course assessment method is presented. Due to the professional characteristic of the architect, the teaching content from the overall structure to specific component is proposed and the importance of the concept design is explored. Modern multimedia measurement and case study method play an important role in the course teaching.

Keywords:architecture;architectural structure;teaching

中图分类号:TU31;G642.0

文献标识码:A

文章编号:1008-0422(2010)08-0103-02

建筑结构是一门理论与实际联系紧密、多学科综合性的学科,为建筑学专业学生结构概念形成的一门必修课程。其教学目的是使学生具有一定的建筑结构设计理论基础,引导学生学会从建筑工程整体(而不是结构构件)来分析和理解结构体系,培养正确的结构意识,在进行建筑构思和设计中,增强建筑中结构的合理性与可行性,做出比较经济合理、切实可行的建筑方案与设计,以求得建筑艺术与建筑技术的完美结合。

结构是房屋的骨架,是建筑物赖以存在的基础。根据结构和材料运用中所应遵循的客观规律,因势利导地对视觉空间进行艺术加工与艺术处理,这是现代建筑达到审美目的最本质、也是最经济的一种创作手段。只有掌握足够结构知识的建筑师才能充分利用结构型式中对建筑审美的有利方面,着眼于空间造型的整体感和逻辑性,抛弃繁琐的雕琢与堆砌,以繁求简;利用结构的连续性和渐变性、结构的均衡与稳定、结构的韵律与节奏来满足建筑的空间造型和美学要求;运用适当的结构型式使其与建筑使用空间相适应[1]。建筑师在进行空间方案设计时要考虑结构构件尺寸的影响,要考虑结构形状对声学效果、采光照明的影响,因此,建筑师应该掌握一定的建筑结构知识,应该有能力将所学到的建筑结构知识在建筑设计中加以应用,只有这样,建筑师和结构工程师才能紧密地合作和结合,建造出适用、美观、新颖、合理的建筑物。

对于建筑学专业的学生,“建筑是艺术”的思想一直占主导地位,“艺术”远比“技术” 更受注重,“概念”、“想法” 胜于一切,过于重视图面的表达却轻视方案后期的技术性细节。教学上表现为相当一部分学生重视建筑设计等主导课程,忽略建筑结构等技术类课程的学习,加之实践教学不足等问题,极大的削弱了学生对建筑结构等技术类课程的学习兴趣。同时,建筑结构这门课程课时少,内容多,改革教学内容、改革教学方法,十分必要。

1优化教学内容

对于建筑学专业的学生,学习建筑结构这门课程的目的不是掌握结构设计计算的方法,而是理解结构问题的基本概念、基本原理,学会处理结构问题的基本方法,对现有的各种结构体系能够有一个基本的了解并有能力进行合理的结构选型。鉴于此,建筑学专业建筑结构课程教学内容应当紧密围绕专业培养目标和人才规格的要求,改变以结构专业特点所形成的教学内容,不能将结构专业的教学内容一样不少地浓缩后灌输给学生,而是对教学内容进行很好的整合和合理的取舍,把所需内容有机地结合起来。根据建筑学专业对本课程的教学目的,并兼顾学生实际的需要,结合注册建筑师考试大纲的要求,制定适合建筑学专业的教学内容。

1.1 从整体结构到具体构件的教学

建筑设计的目的是创造一个有效的整体环境,即一个由许多相互关联的分体系形成的整体。所以,建筑师在开始处理空间方面的问题时,必须在形成总体方案时进行各主要分体系间的协调,而不仅是处理构件和细部构造。但是,与总体考虑的设计思路相反,建筑学和结构工程的学生往往是通过学习基本构件及其有关的具体设计和施工要点来学习工程知识,学习的步骤和建筑设计思路的流程相反[2]。一个设计者的实际设计经验模式与学习技术知识的模式之间的不协调,将使学生难以在学习设计思路的阶段用这些技术知识。因此建筑结构的教学应该按照从整体结构设计到细节(构件)设计的过程来进行,使得学生的学习模式和建筑设计的自然流程吻合,有利于学生在以后的工作中在方案设计形成过程中,更好地运用结构知识。

现有建筑结构教材大多数都是将土木工程专业的混凝土结构、钢结构、砌体结构等教材加以简单的删减和改写而成,没有考虑建筑学专业的学习目的和要求。教材中含有大量的结构计算,让建筑学专业学生觉得很难,不愿意读。在现有教材中,大多数是内容过多,还涉及一些不常见的构件,和土木专业的课本区别不大。大多数教材都是以结构构件设计为主,有大量的计算内容,这不符合建筑学专业的要求。只有满足学习需求和难度适中的教学内容,才能激发学生的学习热情。

1.2 概念设计是重要的教学内容

建筑学专业在工程建筑设计中主要是利用结构概念来设计出合乎材料和结构基本规则的建筑方案,而不是计算具体结构受力大小、构件配筋的多少,因此概念设计在建筑结构教学中具有重要的意义。概念设计是一种定性的设计,无需严格精确的数值计算,涉及到的结构概念包括安全度、力学、材料、荷载、地震、施工、使用等方面。概念设计并非完全是工程设计经验的累积,而是基本结构理念的集中体现。概念设计使得从工程设计一开始,就从房屋体型、结构体系、刚度分布和构件构造等几个方面把握好结构的合理性。例如在高层建筑结构设计中强调结构布置时注意平面和竖向的规则性、刚度在设计中的重要地位、填充墙对结构平面刚度分布的影响、结构缝的设置等等[3]。目前大多数地区都是抗震区,从建筑方案设计开始就要考虑相应的抗震要求如建筑的最大高度、场地的选择、多道抗震防线的设置等,抗震设计中的概念设计内容很多也很重要,贯穿于各种结构体系中和整个设计过程中。而现有教材大多是将抗震设计知识独立编成一章,放在教材的最后。这就导致抗震知识和其他相关结构知识脱节,在教学上可能因为教学课时数不够忽略了这一章的教学。

总之,在建筑结构教学过程中,应该考虑建筑学专业特点,对教学内容进行很好的整合与取舍,增强学生专业知识的综合运用能力,使各专业基础课程的内容相互融合。在教学过程中,不仅是学习具体专业知识,更应注重专业思维的训练和培养,使学生具备自我更新知识的能力。

2改革教学方法

建筑结构课程是一门实践性很强的专业课,趣味性不是很强,教学内容多,试验现象多,基本概念、公式和构造规定多。容易产生教师难教和学生难学的“两难”问题 为了提高教师的教学水平、学生的学习兴趣和学习效果,在课堂上应采用多种教学方法。

2.1 多媒体教学法的应用

多媒体教学图文声像并茂,能极大地冲击学生的视觉、听觉,给学生带来鲜明的印象。建筑结构是一门理论与实践性非常强的课程,传统的授课方法不能达到令人满意的教学效果,况且其中的实物教学在课堂上很难实现,而多媒体教学正好可以弥补此方面的不足。采用多媒体教学可以大量地穿插实物、工程实例、浇注制作过程、施工方法等的照片、图片、动画,把以前传统教学难以在课堂上讲清的问题在课堂上简单明了地对学生讲清楚。

不能简单地将多媒体教学视为将讲稿搬到屏幕上的教学,应结合工程照片、工程图纸、模型、音像资料、软件等多种媒体全方位、多视角地进行形象化教学,将多种媒体与启发式教学、讨论式教学、双语教学、计算机多媒体等多种教学方法和教学手段有机地结合起来。

多媒体教学由于屏幕的切换速度较快加之显示内容较多,学生往往来不及记笔记,且容易产生视觉疲劳而导致精神不集中或者睡觉。在教学过程中教师应该掌握好讲课重点和屏幕切换速度。可以在课件中留出一些空白,将空白部分的内容在课堂上黑板上板书,让学生记笔记,这样既可以防止学生单纯盯着屏幕产生视觉疲劳,又可以通过记笔记加深学生对重要知识的印象。

教师在整个多媒体教学中应起主导作用,教师应经常面对学生讲解而不能只面对屏幕照着屏幕的文字朗读,教师与学生之间应该有视觉上的交流,教师要及时观察和注意学生的表情和反应,进而根据学生的反应调整自己的授课进度和方式。可以在适当的时候加入提问和讨论,也可以在适当的时候安排一些教学影片。

2.2 案例教学法的应用

一般单纯的理论知识,学生普遍会轻视甚至厌学,同时实际应用能力差。教师可将理论知识融合在案例演示中,使学生通过具体案例设计的学习,轻松掌握理论知识,并提高分析问题和解决问题的实际应用能力。例如讲解变形缝的设置时,可以通过一些著名的建筑物怎样设置变形缝的来讲解。又如通过一些工程事故的案例来讲解结构构造知识的重要性。通过工程案例分析阐述结构理论丰富的内涵,增强结构课程的系统性和可操作性,使课程学习建立在更多的实际工程背景之上,激发学生学习的积极性和主动性,提高学生解决实际问题的能力。

将结构教学与建筑方案设计相结合。建筑学专业学生开设课程设计一般是布置一个小专题方案设计,在方案构思过程中不断发现问题,汲取相关专业知识,如果在这一阶段适当加入结构构思,使学生对方案的思考不仅仅停留于空间组合、平面功能划分层面上,而是更进一步考虑选择恰当的结构型式并将空间组合与结构型式揉合成一体,这种训练对提高学生自觉完善方案的能力有不可忽视的作用。因此在建筑结构课程将结课时,将建筑设计课给学生布置一个课程设计拿来进行这方面的训练,这比片面、孤立地传授结构知识要好得多[4]。

3改革课程考核方法

建筑结构课程符号多、公式多,应着重于理解、应用,不需要死记,如果仅仅以期终的闭卷考试作为考核标准会引导学生错误地学习。改革课程考核方法的目标是使“教”和“学”都从死记硬背中解放出来,从重于知识掌握到重于知识应用和能力培养,成绩考核由考知识掌握到考知识掌握+能力。

加拿大多伦多大学建筑学专业建筑结构课程考核由三部分组成:平时作业占20%;项目设计占40%;期终考试占40%。项目设计是4人一组做一个小的木结构房屋的设计。这种考核方法既利用一个小型结构设计使得学生熟悉设计全过程,掌握结构的基本概念和原理,又能够对学生的综合能力给予适当的评价。

通过改革考试方式,改变了“为应试而教,为应试而学”的不良状况,使学生从应试的枷锁中解放出来,培养了学生自主学习、独立思考、解决实际问题的能力,启发了学生的创新思维,为学生潜能的充分开发创造适宜的环境。

4结语

建筑学专业学生学习结构知识具有重要的意义,但是大多数学生在大学阶段体会不到这一点,学习积极性不高,学习效果差,因此有必要针对建筑学专业特点进行教学内容和教学方法的改革。建筑结构是一门多学科综合性的课程,在今后的教学实践中还需要我们不断地探索完善,与时俱进,才能真正培养出适应社会的“宽口径、厚基础、上手快”的建筑设计应用型人才。

参考文献:

[1]王心田.建筑结构: 概念与设计. 天津大学出版社,2004.

[2]郭院成,王新玲,蒋晓东.建筑结构概念体系与设计.黄河水利出版社,2001.

[3]谢群,胡伟.将概念设计融入高层建筑结构教学中的必要性与方法. 高等建筑教育,2008 17(3): 71-73.

[4]杨子江,郭波.以就业为导向深化《建筑结构》课程改革. 孝感学院学报,2008,28(6): 105-108.