研究性學習方法在空間認知與設計訓練系列教學單元中的實踐與應用

滕夙宏

摘要：天津大學建筑學院在建筑設計基礎課程中，通過借鑒認知學理論和研究性學習理論，設立以空間為核心的空間認知與設計訓練系列教學單元，進行相關教學實踐。教學單元系列由人體尺度認知、城市認知與分析、經典建筑作品學習與分析、立方體空間設計、空間組合和空間建造六個單元組成，形成符合學生認知特點的序列，同時在教學中貫穿以研究性學習為主體的學習方法，取得了很好的教學效果。

關鍵詞：空間認知與設計；系列教學單元； 研究性學習； 教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2014）04-0116-06

在建筑設計和建筑教育的領域，空間從來都是核心部分。建筑設計基礎課程的對象是一年級的新生，主要任務是幫助學生接觸和了解建筑學這門學科，通過教學環節完成建筑設計相關知識的初步積累，進行設計能力的初步訓練，為之后學習奠定專業基礎。以空間為基礎的教學訓練，是這個階段的核心內容，也是幫助學生進入建筑學領域的有效途徑。

對建筑學的新生來說，如何認識空間、理解空間，如何把思維概念變成三維空間概念，并完成空間生成的過程是課程的難點。這一過程，在傳統的教學模式中，多采用抄繪圖紙、臨摹范例這樣的方式進行，學生的學習過程較為被動，以接受相關的知識和概念為主要方式。然而，接受并不意味著能夠理解和吸收，也并不一定能把這些內容轉變成學生自身的認知體系和能力。在傳統的教學模式中學生專業認知系統的建立和設計能力的習得是一個不可控的過程，類似于“黑箱”①。建筑教育的目標應該通過優化教學單元設置和教學方法而讓每一個學生都通過這一過程了解和掌握相關的專業基礎。經過幾年的摸索，課題組在建筑設計基礎課程中研究并引入了認知學的理論和方法，圍繞空間認知和設計訓練設計了一個“空間系列單元訓練”，力圖讓空間概念的認知和設計訓練通過這一漸進的教學單元系列變得更加可操作（圖1）。同時，引入 “研究性學習”的觀念，用更符合認知特點的學習方法提高教學效果，學生建立認知體系的過程也因此而更加明晰可控。

一、認知學理論

傳統的教學注重知識的傳授，師生之間是教與學的關系，從心理學的角度看是刺激-反應的關系。然而隨著哲學和心理學領域的發展，人們發現頭腦中知識結構的形成并不僅僅是被動的接受，還需要主動的建構過程，尤其是一些需要理解并應用的內容一定要經過一個知識的內化過程，才能把書本上的內容轉變成自身知識體系的一部分，這些發現帶來了認知領域的進步，同時也帶動了教育領域的發展。

傳統的認知領域占主導地位的是刺激反應論，這一點反映在傳統教學理論和實踐中，表現為教師主要關注知識結構和學科結構的研究，而把學生的認知結構當作“黑箱”來對待，即把知識結構完整清晰地傳遞給學生，但是具體在學生的頭腦內部能產生怎樣的反應，接受程度可以達到多少，以至掌握之后能夠靈活運用的程度，卻都是未知的。對一些以記憶為主的學科，如文史、地理等，傳統的教學方式有其不可替代的優越性。然而一些需要建立在理解基礎上的應用學科，尤其是本科以上的高等教育中，如建筑學這樣需要主動性和創新性思考的學科教育中，這種機械的、刺激-反應式的教學就顯示出其不能滿足教學要求的一面。

前蘇聯早期著名心理學家維果茨基在基于認知發展的研究基礎上，對這個根本問題提出了質疑，指出知識結構和學生的認知結構存在的差異，并揭示教學的本質不在于知識的傳授，而是教師與學生共同構建、發展學生認知結構的復雜過程。維果茨基的認知理論為哲學、心理學、生物學、語言學和教育學等領域的發展都作出了巨大的貢獻[1]。

在課程單元的設計中，課題組借鑒了維果茨基的“鄰近發展區”理論和“支架式教學”法。鄰近發展區的概念是指學習者獨立解決問題時的實際發展水平（第一個發展水平）和教師指導下解決問題時的潛在發展水平（第二個發展水平）之間的距離，而通過教學可以創造最鄰近發展區，不停頓地把學習者的智力從一個水平引向另一個新的更高水平。認知理論教學方法中的支架式教學就是建立在這一理論基礎上的。教師為學生提供一種“概念框架”，將復雜的任務分解，幫助學生建構對知識逐步深入的理解，這種教學方法就被稱為“支架式教學（caffolding Instruction）”[2]。通過在教學單元設計中引入這些教學理論和方法，幫助學生建立對空間的認知，并通過逐步深入和擴展的課程任務設置來深化對空間的理解，初步實踐和掌握空間設計技能。

二、以空間為核心的教學單元設計

課題組設置了空間系列作業來幫助學生進入對建筑空間的探索。在這個教學單元系列的設計中，課題組參考了維果茨基的“鄰近發展區”理論和“支架式教學”法，將對初學者來說難以理解的空間概念拆解成為一系列的教學單元，每個單元在之前課程的知識積累基礎上逐步加入新的內容，形成知識建構的“鄰近發展區”。同時，課程主題由淺入深，從認知到設計，從抽象空間的初步訓練到建造空間的綜合訓練，課程系列像支架一樣引領學生逐步建構空間概念的框架（圖2）。空間系列教學單元的設計，除了要考慮到課程階梯的合理性與可操作性，還應該有與之相適應的教學方法。為加強學生主動學習和主動思考的能力，更好地建構專業知識體系，課題組引入了“研究性學習”方法。

三、研究性學習方法

美國心理學家布魯納指出：“學習的最好刺激乃是對所學知識的興趣，如果學生對所學內容感興趣，就會產生強烈的求知欲望，就會主動研究。”在課堂教學中激發學生的學習興趣，使學生主動學習，是提高教學實效，構筑理想課堂的關鍵。建筑師身處急劇變革的知識經濟時代，擁有不枯竭的創新性和持續不斷的自我學習能力，是成為優秀建筑師必備的素養[3]。建筑學本科教育是未來建筑師的搖籃，無論是基于行業自身的特殊性，還是從社會進步的大環境出發，培養學生具備以上兩種能力都應該是核心的教學目標。建筑設計基礎教育正是這樣一個起點。

從我國教育實踐的現狀來看，目前大學生創新能力普遍弱化。中國學生學習基礎堪稱一流，但其自主意識與創新能力則存在很大不足，其原因在于傳統的教學方式中對“學”的注重，而忽略了學生自己的思考和研究。在一些需要建立在理解基礎上的應用學科學習中，特別是在建筑學這樣需要主動性和創新性思考的學科，這種機械的教學方式就顯示出其弊端

。因此，研究性的學習必然要引入教學，既在學習中研究，又在研究中學習。

大學研究性學習是指學生在教師的指導下，以一個問題作為學習的起點，通過擬定探究主題、設計策略與方法，經過進一步的資料收集與分析得出結論的學習過程或學習方式。大學研究性學習的根本目標在于通過帶有實踐性質的教學體驗等活動，培養大學生提出問題、研究問題、解決問題的能力，促進學生之間相互探討與交流，培養大學生的創新精神、實踐能力、科學道德、社會責任感，并由課外到課內，逐步轉變學生的學習方式。

研究性學習也將是建筑教育的新趨勢。課題組在空間系列教學單元中改變了傳統教學模式中教師總是傳授的一方（教），而學生總是接受一方（學）的局面，讓師生在題目中共同研究。教師的責任更多在于探討題目的組織和架構，而學生的責任則是在這個架構體系下進行多方的探索。對于每一個課題來說，確定的部分是要達到教學目的和成果的要求，以及學生探索過程中的方向掌控，但是對作品的形式和走向卻是無法提前預知的，因此，教師經常能在這個過程中收到讓人驚喜的思想和作品，仿佛教學中的“復活節彩蛋”。

四、教學環節與方法

課題組把空間系列單元劃分為兩個階段——空間認知與空間設計訓練，空間認知階段著重于了解和接觸空間，建立學生思維中初步的空間概念，空間設計訓練階段注重空間設計思維的建構和發展，為之后的建筑設計學習奠定專業認知和能力的基礎。

（一） 空間認知

空間認知階段分為三個環節：人體尺度認知、城市認知、經典建筑空間學習。

教學首先從學生最熟悉和最容易理解的角度入手，引入尺度概念來接觸和解讀空間，建立尺度與空

間的聯系。尺度的概念建立遵循從小到大，由個體的尺度拓展到街道和城市的尺度順序，由空間認知延伸到建筑空間認知，形成有利于學生理解的課程認知支架結構。

第一個環節選擇了人體尺度作為主題。人體尺度是空間認知與設計最基本的概念，也由此成為第一個教學單元的主題。課程單元要求學生對教室或者宿舍等生活中的空間尺度和人的活動進行研究，分析尺度、人與空間相互之間的關系，了解其相互作用的機制（圖3）。學生彼此之間進行人體尺度的測量，組成小組進行建筑尺度的測量，在此期間學生與教師之間以及學生之間有很多互動過程，教師通過講解、舉例、示范等方式引導學生明白尺度與空間的意義，學生在小組工作中的互相探討有助于對概念的進一步理解。隨后學生運用人體尺度和建筑尺度數據，研究人的活動與建筑空間尺度之間的關系，繪制圖紙，最后運用這些概念和認知設計一個小尺度的空間，容納一個人的基本活動。這一單元的設置為學生的空間認知搭建了第一個支架。

第二個環節的主題是城市認知與分析。根據鄰近發展區理論，將第一個單元中學生已經掌握的尺度概念擴展到街道和城市的尺度，了解群體行為與空間之間的關系，體驗和研究城市空間的特性（圖4）。在這個單元中，學生通過觀察、走訪和分析，將已經具備的人體和建筑空間尺度的認知拓展到更大的層面，了解城市和街道的尺度，以及尺度和各種社會活動、城市功能之間的關系，建立從宏觀到微觀的完整的尺度概念。宏觀層面比微觀層面涵蓋的內容更多也更復雜，教師需要幫助學生剖析充滿復雜性的空間，在分析過程中了解人群和空間之間的互動機制。這一單元搭建了第二個支架，將學生的空間認知領域進一步擴大和延展，建立從宏觀到微觀的整體視角。

第三個環節主題是經典建筑作品的學習與分析。在這個單元中，空間概念進一步延伸，通過對經典建筑作品的空間分析，幫助學生初步學習和了解建筑空間生成的邏輯，強化學生認知體系中建筑空間的概念。學生通過資料收集、研究分析和模型制作等方式，了解建筑生成的邏輯，學習和體會建筑空間組織的邏輯和空間的形態（圖5）。教師在此期間幫助學生對建筑圖紙進行解讀，在制作模型的過程中予以指導，同時啟發和拓展學生進行建筑研究的思路和視角。由于學生選擇了不同的經典建筑進行學習和研究，學生之間的互動可以幫助其認識和體會不同類型、不同風格的建筑之美。這一單元搭建的第三個支架將學生的空間認知領域深化，建立更進一步的建筑空間認知。

（二）空間設計訓練

空間設計訓練階段同樣劃分為三個單元：立方體空間設計、空間組合、空間建造。

這個階段依然以空間為主體，但目標主要集中在設計訓練方面。三個單元遵循從簡單到復雜，從單一目標到多目標的原則，通過逐步深入的課程單元設計，幫助學生學習和熟悉空間設計的基本方法，最后通過空間建造，了解建筑空間從設計到建造的豐富性與復雜性。

第一個環節的主題是立方體空間設計。課程要求在一個給定的立方體空間中，做空間分割和空間組織的練習。在教學中教師鼓勵并啟發學生充分借鑒前一個教學單元中經典建筑作品的空間塑造手法或者設計思想，在此基礎上確定自己的設計主題，使學生能充分運用前一階段的空間認知成果。同時這樣的課程設計將空間認知與設計訓練更緊密地結合，強化了課程單元之間的連續性，體現支架式教學的特點。針對一年級學生的初學者特點，設計主體相對簡單，但通過教師的充分引導，學生能夠在方案推敲和發展過程中，建立完整的空間邏輯，理解內部與外部、整體與局部的空間關系（圖6）。這個環節讓學生體會了空間設計的過程，是空間設計訓練的第一個支架，同時這個支架也是建立在之前的空間認知系列環節之上的。

第二個環節的主題是空間組合。這個單元是在立方體空間設計的基礎上， 3～4個學生組成一個小組，將組里成員前一個課程所設計的立方體組織起來，進行空間的組織和整合，形成一個新的更為復雜的空間。在前一個環節中，學生熟悉和了解了單一空間秩序和邏輯的生成過程，而在這個單元中，學生通過空間組織、整合和取舍等方式，接觸和學習建立更為復雜的空間秩序的方法。同時，課題組還在這一環節中引入了場地的概念，給定地形，要求學生的空間設計要結合地形進行合理組織（圖7）。教師在教學過程中與學生一起分析和討論空間整合的各種可能性，提供設計的思路和方法，學生之間通過大量的討論和方案的反復推敲形成最后的設計。這個環節是空間設計訓練的深化，通過更為復雜的空間設計訓練提升學生空間設計的認知，形成空間設計訓練的第二個支架。

第三個環節的主題是空間建造。在這個教學環節中，3～5個學生組成一個小組，在校園中選定一塊場地，在 1.5 m×1.5 m×1.5 m到2.5 m×2.5 m×2.5 m的尺度內建造空間實體。在這個過程中，學生就空間的形式，材料的特性，建構方式，以及與場地的結合等方面進行深入的研究，教師會在此期間與學生一起分析設計的可行性，在節點與構造等方面提供指導與幫助，而學生則經歷從設計到建造的全部過程（圖8）。建造單元是整個空間訓練系列教學單元的最后一個單元，也是學生認知成果的一個檢驗，教學過程中需要運用之前教學單元中認知的知識點，同時又加以拓展和深化，建立深入而全面的空間設計認知，為之后的學習打下基礎。

兩個教學階段，六個教學單元構成了符合建筑學一年級學生認知特點，循序漸進的支架式教學結構，幫助和引導學生建構全面而深入的空間認知與設計知識體系，完成一個逐漸深化、逐漸完善的思維建構過程。而在此過程中，教師的作用主要體現在對課程框架的掌控和對學生的引導，在教學中以提問和啟發的方式鼓勵學生自己進行探索，避免直接提供答案和解決的方案，以此幫助學生更好地運用研究性學習的方法，以此幫助學生培養發散性思維、批判性思維和創造性思維。

五、結語

通過在建筑設計基礎課程中設立空間系列教學單元，引入研究性學習的方法，建筑設計的教學打破了傳統教學模式中的“只可意會不可言傳”的朦朧感，教師的教學過程和學生的學習過程都是建立在認知學的基礎上，學生的知識體系中空間概念和設計思想的建構變為可控。課題組在教學實踐中和學期結束之后學生的評價反饋中，深切地體會到了這種變化。從教學的過程和結果上來看，教師和學生都更加注重認知和設計中的過程性，尤其是對過程中所獲得的收獲和體驗都更為重視，當然，最后的作品也更為多樣化和令人驚喜。與此同時，研究性學習將會成為高等教育的趨勢，也是更加符合建筑教育專業特性要求的學習方法。學生所形成的研究性學習方法和自主性思考習慣，有利于發散性思維、批判性思維和創新性思維的培養，將在之后的學習和工作中發揮更為深遠的影響。

參考文獻：

[1] 何克抗. 建構主義的教學模式、教學方法與教學設計[J].北京師范大學學報：社會科學版，1997（5）：74-81.

[2] 羅仙金.簡析建構主義教育理論及教學方法[J].福建教育學院學報，2003，4（1）：90-91.

[3] 盧文忠， 陳慧， 劉輝. 大學研究性學習的特征和模式構建[J].揚州大學學報：高教研究版，2006，10（5）：61-64.

（編輯 周 沫）