周理 龔鑘 唐洪剛 韓芳 劉超



摘? 要:建筑結構與選型課程是建筑學專業學生培養過程中的核心課程之一,該教學改革針對貴州本土建筑人才的培養目標,提出在建筑結構與選型課程中融入貴州特色的想法。首先,論述在課程中加入貴州元素的重要意義;其次,明確課程的具體內容,其中,黔東南木結構建筑、黔西南及黔中石砌結構建筑等貴州地域建筑作為重要組成內容;最后,給出地域建筑內容的授課方法,該課程改革可為貴州省建筑學專業課程建設提供一定的指導。
關鍵詞:結構選型;貴州特色;課程改革;課程內容;授課方法
中圖分類號:G642? ? ? ? 文獻標志碼:A? ? ? ? ? 文章編號:2096-000X(2024)08-0133-04
Abstract: The course of Building Structure and Style Selection is one of the core courses in the training process of students majoring in architecture. Aiming at the training goal of local architectural talents in Guizhou province, this curriculum reform proposes the idea of integrating Guizhou characteristics into the course of Building Structure and Style Selection. Firstly, it discusses the significance of adding Guizhou elements to the curriculum; secondly, the specific content of the course is clarified. Among them, the timber structure buildings in southeast Guizhou, and stone structure buildings in southwest Guizhou and central Guizhou are important components; finally, the teaching method for regional buildings is given. This curriculum reform can provide some guidance for the construction of the architectural curriculum in Guizhou province.
Keywords: structure selection; Guizhou characteristic; curriculum reform; teaching content; teaching method
建筑結構與選型課程是建筑學專業的核心課程之一。該課程主要講授結構基本概念、結構設計原理、結構體系等方面的知識。通過理論學習,讓學生能在建筑設計過程中運用所學知識選擇合理的結構形式,進而達到良好的設計效果。
目前,在建筑結構與選型課程的教學活動中,由于教學內容陳舊、教學手段落后等問題,致使課程教學效果不佳。為此,國內外學者對該課程的教學改革進行了深入探討。郭劍飛等[1]對該課程的教學內容與教學方法進行了改革與實踐,提出了“開放式”教學模式與“探究式”學習模式,進而培養學生的結構構思能力。李江等[2]對建筑結構與選型微課體系的建設進行了研究,詳細地設計了微課程的教學過程、環節組織、展現方式,期望滿足學生進行自主學習的需求。黃政華[3]根據建筑學專業學生的知識特點,在課程講授中建議采取問題導向式的教學方法。教學實踐顯示,該教學方法能激發學生的學習興趣,在掌握專業知識的同時,提高了學生的邏輯思維能力。王乾峰等[4]利用現代化基礎設施建設的成果,引導學生回憶看過的建筑,并提出問題啟發學生思考。通過場景遷移教學,讓學生將自己的思考與結構進行結合,從而實現良好的教學效果。陳朝暉等[5]認為當代建筑實踐對結構與建筑的相互促進與融合提出了更高要求,需重新構建面向建筑學專業本科教學的建筑結構課程體系。通過建筑力學、結構選型、建筑中的結構藝術三層次課程建設,密切結合了建筑學專業的特點和需求。
在國外,英國巴斯大學建筑學專業在結構方面所開設的課程是結構與環境工程原理,主要講授結構體系等方面的知識點。澳大利亞莫納什大學則在建筑性能的教學單元中體現結構課程,包括材料、結構、構造等方面的內容。加拿大滑鐵盧大學在建筑學專業培養過程中則開設了結構原理,設計、結構和施工,鋼和混凝土:設計、結構和施工等課程。
目前,國內外培養機構在結構選型及類似課程的建設上,主要思考的是教學模式、教學內容及教學手段。鮮有研究涉及地域建筑結構選型方面的內容。而一件好的建筑作品,往往又需要恰如其分地反映地域與時代特征。我國是一個幅員遼闊、民族眾多、地形多變和氣候多樣的國家,地域建筑反映出了不同的人文、自然、社會及經濟特征。可以說,地域建筑是中華文化的重要組成部分。因此,有必要在建筑學專業學生培養過程中融入地方特色;也有必要在建筑結構與選型課程中加入地域建筑結構的相關內容。
一? 課程融入貴州特色的意義
貴州大學是貴州省最早開設建筑學本科專業的高校,在《國務院關于支持貴州在新時代西部大開發上闖新路的意見》(國發〔2022〕2號)及貴州大學高質量發展的背景下,學校始終堅持立足貴州大地辦大學,助力“鄉村振興”及“新型城鎮化”戰略。為此,建筑學專業肩負著為貴州發展培養建筑領域專業技術人才的重任。在人才培養活動中,有必要圍繞貴州特色開展教學改革。建筑結構與選型課程作為建筑學專業人才培養過程中的核心課程,融入貴州特色意義重大。
(一)? 增進學生對地域建筑的了解,提升服務地方經濟建設的能力
通過在建筑結構與選型課程中融入貴州地域建筑的相關內容,讓學生系統地掌握貴州地域建筑的類型、結構形式、主要建造材料、建筑構造及建造方式等。通過學習本課程中地域建筑的相關內容,提升學生服務地方經濟建設的能力。在服務地方經濟建設的過程中,尤其在地域建筑的設計、建造及管理過程中,可以利用所學知識,熟練地應對各種可能出現的問題,進而實現良好的服務效果。
(二)? 推動貴州地域建筑的保護與傳承,提升民族自信與文化自信
貴州地域建筑是貴州民族文化的重要資源及物質載體。其集中反映了貴州各民族的文化精神、價值觀念、宗教信仰、藝術水平、社會風俗、生活方式及社會行為等,是貴州地域的重要標簽。通過在課程中融入地域建筑的相關內容,可增進學生對貴州地域文化、民族文化的了解,進而增強學生對貴州地域建筑保護與傳承的使命感與責任感,提升學生對民族文化的認同,增進民族自信與文化自信。
(三)? 弘揚貴州地域建筑文化精神,提升地域建筑的時代性與創新性
由于獨特的地理環境、氣候特征及歷史條件,人類所形成的文化是多元的,而多元的生活方式、審美標準及價值取向造就了不同的地域形成不同的建筑文化[6]。在當今全球化進程中,特別是近二十年來,我國建筑文化受到了極大的沖擊,外來建筑文化不斷滲透到建筑的各個領域。因此,在課程中融入地域建筑的相關教學內容,有助于弘揚地域建筑文化,并且讓學生自覺地植根于貴州大地,感悟地域文化精神,通過自主創新,設計出符合時代特征的地域建筑。
二? 課程內容設置
建筑結構與選型課程主要教材有崔欽淑等[7]編寫的高等學校規劃教材,全書主要介紹混凝土結構、砌體結構、鋼結構、地基基礎及建筑抗震等方面的內容。侯宇新等[8]編寫的教材則從結構組成與分類、結構設計基本原理、構件設計、結構抗震及高層和大跨結構等方面介紹建筑結構選型的有關內容。何培玲[9]所編寫的教材全面地介紹了建筑荷載、基本設計原則、構件及體系、混凝土結構、砌體結構、鋼結構及木結構等方面的內容。此外,樊振和[10]所編著的《建筑結構體系及選型》則將教材內容分成了平板結構體系、曲面結構體系及膜建筑結構三個部分。從上述教材的內容組成來看,現有《建筑結構與選型》教材主要介紹目前建筑的主要結構類型及其基本設計原理,鮮有內容涉及到地域建筑。
為適應貴州高校建筑人才的培養需要,在建筑學專業培養活動中,有必要在建筑結構與選型課程中加入貴州元素,其課程內容主要包括三個方面,如圖1所示。
建筑結構與選型課程內容由常規建筑結構、高層大跨結構及地域建筑結構三部分組成。其中,常規建筑結構部分主要講解鋼筋混凝土結構、鋼結構及砌體結構等方面的內容,將建筑荷載及其作用效應、結構設計基本原理融入到相關講解內容中去。高層建筑結構及大跨度建筑結構則作為一個版塊,在介紹結構形式、適用范圍、力學特點和構造要求等內容的基礎上,加入建筑抗震的相關知識點。
對于在課程內容上新增加的地域建筑結構板塊,應根據貴州地域建筑特點,選擇典型的建筑結構類型進行講解。其中,木結構建筑主要分布在黔東南地區、黔南地區及銅仁地區;石砌建筑主要分布在黔西南地區、安順地區、貴陽地區及六盤水的部分區域;磚砌建筑則主要分布在遵義、畢節等區域。本課程重點介紹黔東南木結構建筑及黔西南、黔中石砌建筑。兩種類型的建筑在貴州分布都很廣,且具有顯著的地域及民族特征。圖2為黔東南木結構建筑群;圖3為黔中石砌結構建筑群。
對于黔東南木結構建筑的課程內容,首先介紹黔東南地區的地理位置、地形地貌、氣候環境和資源條件等地域特征,介紹木結構建筑的分布及在當地社會、經濟、文化中的重要地位。然后介紹木結構建筑的類型,主要包括木結構民居、鼓樓、風雨橋三類,如圖4所示。重點闡述各類木結構建筑的結構形式,如傳統民居多采用穿斗式結構,鼓樓及風雨橋則多為穿斗式結構與抬梁式結構的組合體。講授清楚各結構體系的構件組成,如穿斗式結構中柱、梁、枋、檁和椽等部件的形式、常見幾何尺寸及空間位置。此外,還應詳細地講授結構體系的傳力原理與各類構件的受力特點。最后,對木結構建筑的營造技藝與構造特征進行詳細說明。特別是在營造技藝方面,要重點講解包括木材的加工工藝、節點的連接方式及施工工藝流程等方面的內容。
對于黔西南、黔中等地區的石砌建筑,在介紹建筑所處的地理位置、地形地貌、氣候環境及資源條件等地域特征的同時,還要對石砌建筑物的產生根源及發展過程進行深入討論。然后,依據石材形態、支撐體系及構造做法等對石砌建筑進行分類,并介紹各種類型石砌建筑的典型特征。比如依據石材的形態進行分類,可分為毛石建筑、塊材建筑、板材建筑等;依據建筑的支撐系統,可分為石材砌體支撐體系,石木混合支撐體系、木結構支撐加石材圍護體系等。此外,還可以依據石材的使用部位來進行分類,如石砌墻體、石板屋面、石砌承重柱和石砌基礎等。黔西南及黔中地區的典型石砌建筑如圖5所示。隨后,重點介紹石砌建筑物的結構形式及其構件組成,并說明結構的荷載傳遞模式及構件作用。最后,對石砌建筑的材料及建造工藝進行詳細說明,重點介紹石材的加工工藝及石砌構件的砌筑工藝等。
三? 地域建筑內容授課方法
朱建中[11]在教學探討中認為講解清楚一個問題的關鍵在于選擇合理的講授方法。其認為要使學生聽得懂、聽得有興趣,關鍵要做好三個結合。一是內容與方法相結合,二是聽懂與興趣相結合,三是手段與語言相結合。對于貴州地域建筑結構的內容講解,本課程改革擬采用以上三結合的方法對課程內容進行講解。
(一)? 內容與方法相結合
要求根據所講授的內容選擇有效的講解方法。對于貴州地域建筑的課程講解內容,將內容劃分成三部分。第一部分內容為地理位置、地形地貌、氣候環境及資源條件等地域特征,地域建筑分布及其在社會、經濟、文化中的重要作用。這一部分擬采用數據、圖片及地圖等形式通過多媒體手段進行講解。第二部分內容為地域建筑的結構形式、構件組成,包括體系的傳力模式及構件力學特點等。這部分內容擬采用動畫演示、現場觀摩及課堂講授的方法開展教學工作。第三部分內容為地域建筑的營造技術與構造特征,該部分采用動畫演示及反轉課堂的方式開展教學工作。
(二)? 聽懂與興趣相結合
主要指對講解內容的難度與深度的選擇,既可以激發學生的聽課熱情,又能讓學生準確地掌握課程知識點。因此,在地域建筑的內容講解上要做到主次分明。如在介紹地理位置、地形地貌、氣候環境等方面的內容時,學生只需要做到基本了解,該部分內容不會影響到學生對后續內容的理解。在進行結構形式及其傳力模式、構件組成及其作用部分時,就應該重點講解,要讓學生清楚明了地域建筑的骨架到底是什么,構件為什么這樣設置,這樣的結構體系是怎樣建造的。因此,這部分內容的講解要精心布置,力求使學生做到心中有型。
(三)? 手段與語言相結合
主要是指講授的方法要合理、語言要精辟。這是因為諸多內容屬于抽象性問題,不直觀。比如說結構體系的傳力原理、荷載傳遞模式、構件的力學特征等內容。課堂面授使學生往往處于腦補的狀態,應結合動畫演示等現代化教學手段,增強學生對結構的感性認識,進而加深學生對結構的理解。此外,在課程講授的語言使用方面,應盡量弱化專業術語的使用,降低學生對專業術語理解的依賴。可采用舉例、比喻、日常用語等強化學生對問題的理解及對結構的認識。
四? 結束語
建筑結構與選型課程是建筑學專業學生培養過程中的核心課程之一,本課程教學改革針對貴州本土建筑人才的培養目標,提出了在課程內容中融入貴州特色的想法,通過闡述在內容上增設貴州地域建筑的重要意義,課程的具體內容設置,以及增設內容的授課方法,較為全面地論述了融入貴州特色的建筑結構與選型課程改革實施路徑,對貴州省建筑學專業的課程建設具有一定指導意義。
從提升服務地方經濟建設的能力、增強民族文化自信及開創地域建筑的新時代等方面論述了在貴州省建筑學專業建筑結構與選型課程中開展課程改革的必要性,指出了在課程中融入貴州特色的重要意義。
明確了建筑結構與選型課程的具體內容,包括常規建筑結構、高層大跨建筑結構及地域建筑結構三部分。其中,地域建筑結構的主要內容為黔東南木結構建筑及黔西南、黔中石砌結構建筑。
給出了地域建筑內容的授課方法,從內容與方法相結合、聽懂與興趣相結合、手段與語言相結合三方面全面闡述了課程教學示范;列舉了動畫演示、現場觀摩、反轉課堂等教學手段。
參考文獻:
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[11] 朱建中.教師授課內容、講授方法、表達方式的選擇[J].山西財經大學學報,2013,35(S3):8-12.
基金項目:貴州省省級“金課”項目(省級一流課程)“建筑設計六”(SHSJ2022[06])
第一作者簡介:周理(1983-),男,侗族,湖北恩施人,博士,副教授。研究方向為建筑結構研究與教學。
*通信作者:唐洪剛(1975-),男,漢族,貴州江口人,碩士,教授。研究方向為建筑設計理論研究與教學。