基于“知行合一”理念的建筑構造課程教學改革

王玉 張宏

摘要：以2018年中國國際太陽能十項全能競賽獲獎項目為例，重點討論基于“知行合一”理念的建筑構造課程教學改革。對參賽獲獎作品C-House（東南大學-布倫瑞克工業大學聯隊）的設計建造、信息化管理、可持續建造等進行總結，探討應用型本科院校如何有效地通過“知行合一”理念的競賽促進建筑構造教學。

關鍵詞：建筑構造;教學改革;知行合一;教學實踐

中圖分類號：G642.0 文獻標識碼：A 文章編號：1674-9324（2020）22-0185-02

一、引言

建筑構造是建筑學專業必修的專業基礎課，課程涉及知識面廣，具有較強的實踐性和綜合性。但是由于建筑學專業教育長期存在“重藝輕技”傾向，傳統教學模式存在以下問題：①課程內容繁多、綜合性強與學生積極性差、學時數少的矛盾;②課程實踐性強，涉及很多規范規程與學生缺乏工程實踐經驗的矛盾;③教材等課程內容過于陳舊;④建筑構造課程與建筑設計課程相互脫節;⑤落后的教學手段與培養學生創新能力的矛盾。因此，建筑學專業在人才培養中加強“知行合一”的培養勢在必行。

二、基于“知行合一”理念的建筑構造教育模式

針對目前傳統教學模式中存在的問題，根據社會需求，合理進行教學方向定位，構建以實踐能力為中心，知識、素質和能力并重的綜合課程體系。

（一）課程建設

由于新材料、新技術、新構造在建筑設計中的廣泛應用，現行教材中有些內容相對滯后，需要加以調整和更新。如在墻體構造內容中，結合磚墻的構造，增加多孔磚等新型材料的構造內容。同時也可以啟發同學進行創新，譬如在C-House競賽項目中，指導學生對秸稈進行資源化綜合利用，打造綠色秸稈磚（稷貝磚）并進行砌筑實驗。

另外增加一些新技術理論和建筑發展的前沿性知識，如預制裝配理論、可持續發展理論、建筑信息化（BIM）、建筑智能等，保證教學內容的先進性，提高學生的學習興趣并開拓其視野。譬如在C-House競賽項目中，將理論化為實踐，組織學生進行20天超高速裝配，建造高性能房屋、打造小型智慧能源站、引入信息化工程管理、運用智慧玻璃等。

（二）教學改革

“重理論、輕實踐，重課堂、輕現場”的問題由來已久，許多教師前輩也提出了針對性的改進方案，提出在建筑構造教學中充分利用多媒體教學手段、增加項目案例分析，將學生參與和師生研討式教學方法相結合，組織學生到具有典型意義的已建成或正在施工的建筑工地進行現場教學，組織學生在實驗室進行實物模型制作。在此基礎上，還應多組織學生參與具有實踐性、參與性的競賽，譬如國際太陽能十項全能競賽，它具有任務驅動、項目教學、現場實踐的特性，學生可以將自己的構思、設計制作成1∶1的實物，學生會更有成就感，從而提高他們的學習興趣，也提高他們的創造能力和綜合素質。

三、C-House設計與構造技術教學

（一）競賽介紹

國際太陽能十項全能競賽（SD）是由美國能源部發起，以全球高校為參賽單位的綠色能源建筑科技競賽。本次競賽在山東德州舉辦，共邀請了來自全球9個國家和地區37所高校的19支賽隊參與。要求每支賽隊以永久性住宅為目標，設計建造一棟完成面積為120～200平方米的單層或雙層太陽能住宅，并要求在20天內建造完成。最后，就建設設計、市場潛力、工程設計、宣傳推廣、創新能力、舒適程度等10個單項進行角逐，確定名次。

（二）預制裝配技術對傳統構造設計的挑戰

相較傳統的現場建造模式，C-House的建造僅僅用了20天，體現了預制裝配技術的高效性。C-House采用全預制裝配施工方式，主體構件全部在工廠加工成型，現場組裝成整體式大構件再進行吊裝，既加快施工速度，又保障施工安全。學生們在進行建造設計的過程中完全摒棄了傳統以靜態大樣構造圖為主的施工圖設計方法，采用了以BIM為基礎的動態構件設計與建造過程結合的真實建造模擬。這樣不僅保證了構件設計的精確性，也實現了從設計到制造再到建造的流暢性與高效性。

（三）圍護體構件與節能技術的高度集成

C-House為了實現通過太陽能供給能源，在緊湊的立方形體外圍護結構的三個面集成了140塊的薄膜電池，并在屋頂集成了60塊單晶硅太陽能電池，形成連續的能量表皮，是具有廣泛市場前景的光伏建筑一體化產品。將圍護性能與節能技術集成一體的圍護體構件體現了現代高度集成化的構造技術趨勢，也對學生綜合應用構造技術的能力提出了更高的要求。

（四）基于信息化過程的生命周期管理

通過建筑信息化平臺，賦予構件具有唯一性的二維碼，使得建筑構件在其全生命周期過程中可以得到高效管理，從而改變傳統的復雜、混亂的施工現場，提高建造效率。C-House建造期間，每天由BIM模型導出次日工程計劃表，讓各個分項負責人都清楚自己和他人的工作，對整體施工進度進行整體掌控，根據實際情況做出及時調整，控制施工進度。

（五）智慧構造

C-House的玻璃構造設計將氣候控制調光膜與普通玻璃用“三明治”的復合方式組成智能熱敏玻璃，使得玻璃具有智能調節的作用。氣候控制調光玻璃具有“生命力”，可感受光照強弱和溫度高低，并根據這種變化自主調節顏色深淺。這樣智慧的玻璃實現了“夏季隔熱，冬季得熱”，成了保證室內舒適的智能“皮膚”。“智慧玻璃”的構造設計需要綜合材料創新和多材料復合的知識，對同學了解和掌握前沿的建筑材料技術有較高的要求。

四、總結

建筑學專業的培養目標是培養具有扎實專業知識、較強綜合工程系統能力的工程師。應用型本科院校要加強建筑學專業“知行合一”能力的培養與實踐，需要在建筑構造等建筑技術的教學中加入建造實踐（實驗）環節，只有這樣，才能取得更佳的教學效果。

參考文獻：

[1]耿華民，華超.“建筑構造”課程的教學與改革思考[J].西南交通大學學報（社會科學版），2006，7（1）：28-30.

[2]樊振和.從建筑構造課程教學改革實踐看學生綜合能力的培養[J].華中建筑，2007，（4）：137-141.

[3]唐飚.形象化直觀教學方法探討—“建筑構造”教學改革新嘗試[J].四川建筑科學研究，2002，（1）：84-85.

Teaching Reform of the Architectural Construction Course Based on the Idea

of "Integration of Knowledge and Practice"

—Taking the 2008 China International Solar Decathlon Competition as an Example

WANG Yu1， ZHANG Hong2

（1. School of Architectural Engineering， Nanjing Institute of Engineering， Nanjing， Jiangsu 211167， China;

2. School of Architecture， Southeast University， Nanjing， Jiangsu 211189， China）

Abstract： Taking the award-winning project of the 2018 China International Solar Decathlon Competition as an example， this paper focuses on the teaching reform of the Architectural Structure course based on the concept of "Integration of Knowledge and Practice". This paper summarizes the design and construction， information management and sustainable construction of the award-winning work of C-House （Southeast University-Brunswick Polytechnic University Consortium）， and explores how application-oriented undergraduate colleges and universities can effectively promote the teaching of Architectural Structure through competition with the concept of "Integration of Knowledge and Practice".

Key words： Architectural Construction; teaching reform; Integration of Knowledge and Practice; teaching practice

收稿日期：2019-09-16

基金項目：2019年度南京工程學院校級科研基金項目“基于LCA的預制裝配混凝土建筑（PC）碳排放仿真量化方法研究”（編號：YKJ201836）

作者簡介：王玉（1984-），女（漢族），江蘇淮安人，博士，講師，研究方向：基于LCA的預制裝配混凝土建筑（PC）碳排放仿真量化方法研究;張宏（1963-），男（漢族），湖南湘潭人，博士，博士生導師，研究方向：建筑設計與建造、建筑工業化理論與實踐、建筑信息模型（BIM）應用、住居學與住宅設計研發等。