工程設計模式在建筑學專業建筑施工課程教學中的應用

何照明

摘要：從建筑工程質量入手，在分析建筑學專業人才培養及建筑施工課程教學現狀的基礎上，探索將工程設計模式應用于建筑學專業建筑施工課程教學之中，提出工程設計模式案例教學與建筑學專業課程設計相結合的教學思路。通過對建筑學專業工程設計模式案例教學過程的展示和教學效果的分析，闡述工程設計模式教學的程序與特點。教學實踐證明，建筑學專業建筑施工課程工程設計模式教學不僅豐富了課程教學內容，同時還提高了建筑學專業學生的自主學習能力和工程實踐能力，為建筑學專業課程教學實踐提供新的思路。

關鍵詞：建筑學專業;建筑施工;課程設計;工程設計模式

中圖分類號：G6420;TU7?? 文獻標志碼：A?? 文章編號：1005-2909（2021）03-0128-08

建筑工程質量一直以來都是建筑業關注的重點，建筑施工是實現建筑設計作品的重要環節，現在部分省市已推行多種模式的監理來控制工程質量，并鼓勵有條件的小型項目試行建筑師團隊對施工質量進行指導和監督，這對建筑師而言既是機會更是挑戰。長期以來，高校建筑教育非常重視設計理念、設計風格、建筑造型等與建筑功能和藝術造型有關的專業設計培訓，其教學實踐也多以設計院設計實習為主，對工程技術實踐卻有所忽視，因此，大多數建筑師的工程實踐能力與其建筑學專業龍頭地位是不相匹配的。根據“卓越工程師計劃”培養復合型高層次人才的要求，回歸工程實踐已成為建筑教育的重要環節[1]。隨著教育理念的轉變，工程類專業教學日益重視本科階段的工程實踐教學，要提高建筑學專業建筑施工技術類課程教學質量，大力推進課程教學改革勢在必行。

一、建筑學專業建筑施工課程教學現狀

建筑施工課程是一門建筑學專業的專業選修課，一般由建筑技術教師或土木工程學院施工技術教師來承擔該課程的教學任務。與設計課程相比，其地位和作用一直得不到重視，近年很多建筑院校在

調整教學計劃時，將建筑施工課程教學課時由原來的32課時壓縮為24課時。不少建筑學院學生也產生疑問：“學建筑的，上施工課干嘛？” 就建筑施工課程本身而言，既存在課程知識實踐性強、知識面太寬泛而專業針對性不強的問題，也存在課堂教學模式陳舊、與課程設計專業核心課程關聯度低的問題。因此，該課程教學難以調動學生學習的主動性和積極性，這與當下“新工科”建設提倡的實現工程教育與工程實踐對接的教育理念不一致[2]。為改變這一現狀，湖南大學建筑學院建筑學專業對建筑施工課程進行工程設計模式教學改革。

二、建筑學專業建筑施工課程工程設計模式教學

目前，各工程院校對施工技術類課程實施一系列教學改革，如通過虛擬建造素材，向學生介紹施工過程[3-4]或者分析典型案例工程實踐過程事故原因等[5]，這類

案例教學雖然增強了學生的工程體驗感，能激發學生的學習興趣，但是，從工程設計的角度來看，這種方式的案例實踐教學并不能讓學生產生身臨其境的體驗，對學生設計的指導效果十分有限。為此，針對建筑學專業特征，以設計為主導，以技術服務為設計質量保證，借鑒項目化教學方法[6]，提出對建筑施工課程實施“策劃與設計—交底與答疑—驗收與評價”的工程設計模式課程教學。

（一）工程設計模式案例教學的設計

1.工程設計案例教學總體模式

建筑施工課程主要研究建筑工程領域的施工技術、施工工藝和施工方法等， 其實踐性強，涉及面廣，是理論與實踐緊密結合的課程。隨著我國工程技術的飛速發展，施工技術更新迭代速度也在加快，使得該課程教學內容越來越豐富。建筑施工課程主要內容一般包含：土方工程、基礎工程、砌體工程、鋼筋混凝土工程、預應力工程、結構安裝工程、防水工程和裝飾裝修工程等八個方面[1][7-8]。結合建筑學專業的學習特點和職業需求，筆者將該課程教學內容進行了適當調整和補充，即場地與土石方工程、基礎與地下工程、砌體工程、鋼筋混凝土工程、結構安裝工程、防水工程、裝飾裝修工程和既有建筑加固改造工程等八部分。雖然每個方面分屬不同的分部分項工程，但教學流程差異不大，可以基于同一模式的案例教學思路和方法進行設計。建筑施工課程總體教學模式如圖1所示。

工程設計模式案例教學的特點是以建筑需求為背景，以周邊地理位置和環境為條件，以問題建筑為導向，以真實案例的設計及技術服務為載體，選擇學生可以現場體驗的建筑工程進行案例教學。

2.具體案例教學

對照工程設計案例教學總體模式，以“建筑裝飾裝修飾面工程”為教學主題，選取有一定影響的湖南大學建筑學院-法學院教學辦公大樓（以下簡稱“建法學院大樓”）作為典型案例，對其建設過程進行工程設計模式飾面工程教學分析。

（1）建法學院大樓建筑藝術文化背景

湖南大學是一所歷史悠久的大學，不僅有享譽世界的千年學府岳麓書院，還有一批民國時期和中華人民共和國成立初期的老建筑，都是國家歷史文物保護建筑。這些建筑大多為磚石清水墻建筑，它們以岳麓書院-老圖書館為中軸，以東方紅廣場為中心分布，形成湖南大學核心建筑群。這一建筑群具有磚石清水墻建筑的莊重、樸實而不失典雅表達的特點，彰顯了湖南大學“實事求是，敢為人先”的治校之道。以上構成了湖南大學建法學院大樓的建筑藝術文化背景。

知識點導向：導出建筑藝術效果需求—裝飾裝修工程作用—分類并補充清水建筑。

（2）建法學院大樓建筑場地具體環境條件

建法學院大樓位于湖南大學原老校區核心建筑群邊沿，原來是五層的職工宿舍磚混結構。當時為解決教學樓不足，擴大教學區范圍，將該職工宿舍拆除建教學樓。與該大樓場地相鄰的建筑，正北方向是由著名建筑設計大師柳士英先生設計的湖南大學老七舍三層清水墻建筑，后改造為學校社區服務性辦公樓;正西及西南方向分別是柳士英先生設計的教學北樓和黃善言先生設計的教學中樓，均為多層清水墻磚石建筑。

知識點導向：導出建筑藝術效果-裝飾裝修工程工藝材料分類

（3）建法學院大樓周邊建筑問題分析

對建法學院大樓周邊建筑存在問題進行分析，旨在說明建筑裝飾工藝技術對建筑效果的影響較大，在建筑方案策劃階段就應該將建筑施工工藝技術融入其中，進行方案比對選優，以免建法學院大樓在修建過程中出現周邊建筑存在的問題。

自20世紀80年代以來，學校為滿足教學需要，在核心教學區域及邊沿地帶先后新建了一批綜合性教學辦公大樓和實驗樓，其中一些建筑考慮了與核心區建筑風格的融合，獲得了較好的建筑藝術效果。但是，也有一些新建建筑在前期方案階段沒有充分醞釀，以致其建筑風格與核心區建筑格格不入，破壞了學校傳統整體建筑風格的延續而成為敗筆。

湖南大學機械學院汽車實驗室緊鄰場地南側距離不過15米，與西向柳士英先生設計的教學北樓僅隔一道。該建筑采用全鋼結構，建筑風格與北樓磚石清水墻風格完全不搭調，建筑專業效果評價很低，其鋼結構與清水磚石建筑效果對比見圖2。

該建筑是國家重點實驗室項目，由于項目建設倉促，加上當時學校基本建設管理不到位，前期策劃沒有充分考慮校園近代建筑價值特征的影響，完全沒有將施工技術與建筑方案設計進行融合，破壞了校園建設整體格局。

湖南大學原學生六舍為四層磚混結構，位于場地北側，與東向柳士英先生設計的老七舍三層清水墻建筑距離不過10米，雖然該建筑功能為學生宿舍，采用的也是磚混結構，但其沒有沿用清水墻建筑風格，而是采用抹灰工藝，用干粘石、水刷石工藝飾面，因建于20世紀80年代初期，當時工藝技術相對落后，建筑立面效果不佳，已處于待拆計劃之列。該建筑與相鄰的清水墻建筑效果對比見圖3。

湖南大學前進教學樓為四層框架結構教學樓，建于20世紀90年代，位于場地西北方向，與黃善言先生設計的教學中樓清水墻建筑距離不過30米，建筑立面采用白色條形釉面瓷磚，且采用豎貼方式。這與建于其后，位于其東的工商管理學院大樓仿紅磚工藝飾面形成鮮明對比（見圖4）。

知識點導向：導出裝飾裝修工程—分類并補充清水建筑—效果比對

（4）建法學院大樓建筑方案策劃

為延續學校整體建筑風格，建法學院大樓采用以“石”為主題的建筑方案。為滿足大樓大空間會議室、報告廳等功能要求，采用框架結構形式，框架建筑主體由柔性的鋼筋混凝土框架和剛性的磚砌體填充墻兩部分構成。雖然其框架梁、板、柱采用清水混凝土，但是因為要滿足抗震及變形要求，其填充墻體的構造柱及填充墻的砌筑工藝不適宜采用清水墻形式，只能在飾面裝飾工藝上做文章，采用清水混凝土與飾面材料的組合表達以“石”為主題的建筑裝飾方案。

知識點導向：導出建筑方案主題—建筑構成及材料選擇—施工技術適用條件

（5）建法學院大樓建筑方案比對選優

通過清水墻工藝、飾面磚工藝、抹灰工藝、涂飾工藝以及裱糊工藝的對比分析，建法學院大樓建筑師最終根據校區東臨湘江背靠岳麓山這一環境特點，將山石與河床卵石的概念引入建筑，將老工藝水刷石飾面進行提升改進，八厘子采用卵石，并將以往用于室外的工藝大膽引入室內填充墻飾面，形成室外卵石效果的水刷石飾面，以及室內框架清水混凝土與卵石效果的水刷石填充墻飾面相結合的以“石”為主題的建筑風格，把傳統的石材建筑理念與現代的施工工藝緊密結合，在施工工藝及設計上大膽創新，將建法學院大樓建筑方案中“石”的藝術效果表現得淋漓盡致。該建筑后來多次獲獎。

知識點導向：導出建筑藝術效果—裝飾裝修工程工藝融合—創新設計

（6）建法學院大樓建筑設計方案實施

建法學院大樓建筑方案因主題鮮明、設計創新順利通過評審，并完成施工圖設計、招標答疑、技術交底等工作，工程也如期開工。但是，當主體工程快完工時，建筑師現場檢查發現混凝土梁板柱表面出現許多麻面、蜂窩、鐵絲外露、缺棱掉角以及脫模后蟬縫雜亂無章等嚴重影響清水混凝土效果的問題，而且二層以上尤為嚴重。清水混凝土表面缺陷見圖5。

雖然按普通混凝土施工質量標準來看這些問題不算十分嚴重，但就清水混凝土而言，已經達到無法接受的程度。究其原因，是因為建筑師對清水混凝土施工工藝不熟悉，忽視了模板工程的工藝質量效果，圖紙中僅標注清水混凝土，交底答疑也沒有特別交代，而施工單位對建筑設計師的意圖沒有理解透徹，兩者在工藝質量要求上有很大差異導致的。最終建筑師只得保留門廳等少數外觀尚可的部分為清水混凝土，其余混凝土表面缺陷修補后涂墻漆，雖然效果上得以彌補，但是其建筑原有設計意圖卻大打折扣。門廳清水混凝土-水刷石實景圖和報告廳混凝土涂漆-水刷石實景圖分別見圖6、圖7。

知識點導向：導出建筑藝術效果要求與裝飾裝修工程工藝施工要求的關系

（7）建法學院大樓建筑方案質量評價

對于建筑設計師而言，建筑工程質量評價主要有兩種：一種是工程竣工驗收，另一種就是后評價。建筑施工課程典型案例教學就是始于后評價，而終于課程設計施工實踐評價。通過這種循環式評價對比可以發現，某些工程完工后效果不盡如建筑師之意的原因之一，就是建筑設計師的工程質量標準與施工方的質量標準存在差異。如在建法學院大樓這一建筑案例中，建筑師是按照清水混凝土的

標準來要求工程梁板柱的表現效果，而施工方是按照普通混凝土驗收標準進行實際操作，以致80%以上的清水混凝土工程表面達不到設計師的要求。

知識點導向：導出建筑藝術效果評價-裝飾裝修工程工藝質量評價標準

（8）建法學院大樓案例啟示與小結

建筑施工技術的作用不僅僅體現在工程實施階段，還體現在建筑策劃及方案設計階段。建筑師設計理念的產生及藝術效果的表達都與施工工藝技術密切相關，可以說施工工藝本身就是設計。施工工藝技術的不斷改進和質量的提高是影響建筑師創新設計的重要因素。

建筑施工技術對建筑前期方案策劃既有上述積極的一面，也有方案實施中技術約束的一面。因此，建筑師應該熟悉相關施工工藝技術及評價標準，進行全過程的方案綜合分析比對以及技術服務和實際質量督查，最終選定并落實最佳可行方案。這不僅是施工圖的要求，也是全過程建筑設計實踐的要求，更是取得滿意建筑藝術效果的充分保障。

（二）案例教學和課程設計同步進行，強化課程實踐訓練

建筑施工課程是一門知識覆蓋面廣、實踐性強的課程。課程實踐訓練是培養應用能力和設計創新能力的關鍵環節。目前，湖南大學建筑學專業建筑施工課程為24學時，課程安排在四年級下期。由于課時有限，要想在課堂上完成建筑施工技術教學所有章節的課程實訓，幾乎是不可能的事。為此，采用案例式+討論式+設計式教學方法，通過課堂上案例式+討論式教學將建筑施工工藝和技術同步引入建筑課程設計中。 同時，將課程設計項目在建筑施工過程可能出現的對建筑設計方案及實施產生影響的施工工藝和技術問題及解決方案反饋到課堂并組織討論，或在學校課程中心網站的建筑施工課程互動欄目中進行交流，形成以建筑課程設計項目為對象的課堂討論研究+課外自主學習的教學模式。將建筑施工課程教學實踐向建筑課程設計延伸，使建筑施工課程教學有效地融入建筑課程設計之中，成為建筑課程設計的組成部分。這不僅解決了建筑施工課程課時不足的問題，而且有效地調動了學生學習的積極性和主動性。

（三）改革課程成績評定制度，建立工程設計機制

模式考查

建筑施工課程成績評定以往是采用平時考核成績+期末考試卷面成績（課堂考勤和提問討論、案例作業和平時測試、期末卷面成績的分數所占比重分別為20%、30%和50%），這也是目前大多數院校采用的方式。這種考核方式雖然能調動學生學習的主動性和積極性，但期末考試成績所占比重偏大，不利于凸顯建筑學專業設計實踐的作用。

近年來，針對建筑學專業以課程設計為主干的特點，學校建筑學專業建筑施工課程考核采用“五五”模式， 即“課程實踐階段性作業成績（50%）+期末總設計文本成績（50%）”。這種考核方式有兩個特點：

1. 平時考核重內容輕形式

將平時到課情況+平時測試、提問和參與討論+課程設計作業檢查情況等三方面的考核都融入課程實踐階段性作業考查之中，其分數所占

比重分別為40%、30%、 30%。為提高課堂效率，將平時到課情況與平時測試和課程作業檢查結合起來

進行考核，既考查課堂理論教學情況，同時也考查課程設計作業情況。

2.課程實踐作業過程與結果兩手抓

課程成績包括兩個方面：一是建筑施工課程實踐作業過程考核成績，二是課程實踐作業最終成績，二者

分數所占比重分別為40%、60%。這樣不僅能真實客觀地反映課程實踐作業情況，同時也能促使學生積極參與課堂討論和課外互動交流，實踐訓練效果明顯提升。

四、工程設計模式教學效果分析

（一）縱橫雙向教學比較

工程設計模式教學方法的核心在于促使學生以設計者的身份主動參與工程實踐活動，以設計思維的方式去把握建筑施工工藝技術的內涵與表現，以工程技術服務的方式去掌握與建筑設計相關的建筑施工技術要點，以工程驗收的方式去評價工程質量。

1.縱向與傳統教學的比較

工程設計模式與傳統建筑施工課程教學相比，在學習內容、過程角色、教學方法和教學實踐上二者的異同見表1。

2.橫向與土木工程專業技術課程教學的比較

目前各院校建筑學專業建筑施工課程教學大多數是由土木工程學院教師來承擔的，因此往往是將土木工程專業技術課程的教學方法照搬到建筑學專業課程的教學中來。雖然這兩類課程教學內容都來源于工程實踐，但是，兩者在課程地位、課程作用、學習內容、教學方法和教學實踐上還是存在較大差異，見表2。

通過以上兩方面的對比，可見工程設計模式教學不僅徹底改變了原有的教科書式的教學思路，而且教學內容和方式更具工程設計特質，符合建筑學專業特征，有利于建筑學專業學生自主學習。

（二）工程設計模式教學的影響

一是工程設計模式教學既是一種教學模式，也是一種學習方法，它提高了學生獲取施工新技術、新工藝為設計所用的能力。在以后的實踐實習甚至未來工作中，這種學習方法和思路仍將給予學生許多幫助。

二是工程設計模式教學拉近了師生的關系，強化了師生在設計及實踐環節的互動，這不僅有利于學生學習，也有利于教師的教學。因為學生有著活躍的設計思維，而教師有著豐富的教學和工程實踐經驗，二者的充分交流本身就是設計與施工技術的融合，其結果必定有利于“學與教”。

三是工程設計模

式教學在提高教學效果的同時，也大大增加了教師的工作量，因為每個學生的設計理念不同，其方案涉及的施工工藝和技術也就不同。教師課下需要耗費大量的時間和精力指導學生，與學生交流互動，而且設計課程作業評定也比試卷評定的工作量要多。這些問題需要學校從課時分配、教師團隊建設等方面調整完善相關規定，為工程設計模式教學的推廣提供條件，給予相應的支持。

五、結語

建筑施工是實現建筑設計作品的重要環節，建筑施工課程教學是工程教育實踐環節的重要節點。與其他工程專業課程相比，建筑學專業教學更重視對學生方案策劃和設計創新實踐能力的培養，需要建筑學專業學生掌握大量的建筑工程新技術、新工藝。隨著信息網絡的發展，建筑施工新技術、新工藝等知識的獲取單靠“老師講，學生聽”的傳統模式已不能滿足創新設計與實踐的需求。在此，筆者根據建筑學專業特征，采用肯定式與評判式相結合的評價方法，以典型案例工程過程再現為載體引出知識點，并引導學生自主學習。實踐證明，這種工程設計模式在建筑施工課程教學中的應用成效顯著，值得進一步思考和探索。

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Application of engineering design pattern in teaching reform of building

construction in architecture speciality

HE Zhaoming

（School of Architecture， Hunan University， Changsha 410082， P. R. China）

Abstract：

Abstract： Starting from the quality of architectural engineering， based on the analysis of the current situation of the training of architectural professionals and the teaching of architectural construction technology， this paper explores the application of engineering design patterns in the teaching of architectural construction courses， and puts forward the teaching ideas to combine case teaching of engineering design patterns with architecture course design. Through the demonstration of engineering design teaching process and the analysis of teaching effect， this paper expounds the procedure and characteristics of engineering design teaching. The teaching practice proves that the engineering design teaching of architectural construction courses not only enriches the teaching content of architectural construction， but also improves the independent learning ability and engineering practice ability of architectural students， providing new ideas for the practice of architectural courses.

Key words： architecture major; building construction; curriculum design; engineering design pattern

（責任編輯 王 宣）