融入贵州特色的建筑结构与选型课程改革

作者: 周理 龚鑘 唐洪刚 韩芳 刘超

融入贵州特色的建筑结构与选型课程改革0

摘  要:建筑结构与选型课程是建筑学专业学生培养过程中的核心课程之一,该教学改革针对贵州本土建筑人才的培养目标,提出在建筑结构与选型课程中融入贵州特色的想法。首先,论述在课程中加入贵州元素的重要意义;其次,明确课程的具体内容,其中,黔东南木结构建筑、黔西南及黔中石砌结构建筑等贵州地域建筑作为重要组成内容;最后,给出地域建筑内容的授课方法,该课程改革可为贵州省建筑学专业课程建设提供一定的指导。

关键词:结构选型;贵州特色;课程改革;课程内容;授课方法

中图分类号:G642        文献标志码:A          文章编号: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

建筑结构与选型课程是建筑学专业的核心课程之一。该课程主要讲授结构基本概念、结构设计原理、结构体系等方面的知识。通过理论学习,让学生能在建筑设计过程中运用所学知识选择合理的结构形式,进而达到良好的设计效果。

目前,在建筑结构与选型课程的教学活动中,由于教学内容陈旧、教学手段落后等问题,致使课程教学效果不佳。为此,国内外学者对该课程的教学改革进行了深入探讨。郭剑飞等[1]对该课程的教学内容与教学方法进行了改革与实践,提出了“开放式”教学模式与“探究式”学习模式,进而培养学生的结构构思能力。李江等[2]对建筑结构与选型微课体系的建设进行了研究,详细地设计了微课程的教学过程、环节组织、展现方式,期望满足学生进行自主学习的需求。黄政华[3]根据建筑学专业学生的知识特点,在课程讲授中建议采取问题导向式的教学方法。教学实践显示,该教学方法能激发学生的学习兴趣,在掌握专业知识的同时,提高了学生的逻辑思维能力。王乾峰等[4]利用现代化基础设施建设的成果,引导学生回忆看过的建筑,并提出问题启发学生思考。通过场景迁移教学,让学生将自己的思考与结构进行结合,从而实现良好的教学效果。陈朝晖等[5]认为当代建筑实践对结构与建筑的相互促进与融合提出了更高要求,需重新构建面向建筑学专业本科教学的建筑结构课程体系。通过建筑力学、结构选型、建筑中的结构艺术三层次课程建设,密切结合了建筑学专业的特点和需求。

在国外,英国巴斯大学建筑学专业在结构方面所开设的课程是结构与环境工程原理,主要讲授结构体系等方面的知识点。澳大利亚莫纳什大学则在建筑性能的教学单元中体现结构课程,包括材料、结构、构造等方面的内容。加拿大滑铁卢大学在建筑学专业培养过程中则开设了结构原理,设计、结构和施工,钢和混凝土:设计、结构和施工等课程。

目前,国内外培养机构在结构选型及类似课程的建设上,主要思考的是教学模式、教学内容及教学手段。鲜有研究涉及地域建筑结构选型方面的内容。而一件好的建筑作品,往往又需要恰如其分地反映地域与时代特征。我国是一个幅员辽阔、民族众多、地形多变和气候多样的国家,地域建筑反映出了不同的人文、自然、社会及经济特征。可以说,地域建筑是中华文化的重要组成部分。因此,有必要在建筑学专业学生培养过程中融入地方特色;也有必要在建筑结构与选型课程中加入地域建筑结构的相关内容。

一  课程融入贵州特色的意义

贵州大学是贵州省最早开设建筑学本科专业的高校,在《国务院关于支持贵州在新时代西部大开发上闯新路的意见》(国发〔2022〕2号)及贵州大学高质量发展的背景下,学校始终坚持立足贵州大地办大学,助力“乡村振兴”及“新型城镇化”战略。为此,建筑学专业肩负着为贵州发展培养建筑领域专业技术人才的重任。在人才培养活动中,有必要围绕贵州特色开展教学改革。建筑结构与选型课程作为建筑学专业人才培养过程中的核心课程,融入贵州特色意义重大。

(一)  增进学生对地域建筑的了解,提升服务地方经济建设的能力

通过在建筑结构与选型课程中融入贵州地域建筑的相关内容,让学生系统地掌握贵州地域建筑的类型、结构形式、主要建造材料、建筑构造及建造方式等。通过学习本课程中地域建筑的相关内容,提升学生服务地方经济建设的能力。在服务地方经济建设的过程中,尤其在地域建筑的设计、建造及管理过程中,可以利用所学知识,熟练地应对各种可能出现的问题,进而实现良好的服务效果。

(二)  推动贵州地域建筑的保护与传承,提升民族自信与文化自信

贵州地域建筑是贵州民族文化的重要资源及物质载体。其集中反映了贵州各民族的文化精神、价值观念、宗教信仰、艺术水平、社会风俗、生活方式及社会行为等,是贵州地域的重要标签。通过在课程中融入地域建筑的相关内容,可增进学生对贵州地域文化、民族文化的了解,进而增强学生对贵州地域建筑保护与传承的使命感与责任感,提升学生对民族文化的认同,增进民族自信与文化自信。

(三)  弘扬贵州地域建筑文化精神,提升地域建筑的时代性与创新性

由于独特的地理环境、气候特征及历史条件,人类所形成的文化是多元的,而多元的生活方式、审美标准及价值取向造就了不同的地域形成不同的建筑文化[6]。在当今全球化进程中,特别是近二十年来,我国建筑文化受到了极大的冲击,外来建筑文化不断渗透到建筑的各个领域。因此,在课程中融入地域建筑的相关教学内容,有助于弘扬地域建筑文化,并且让学生自觉地植根于贵州大地,感悟地域文化精神,通过自主创新,设计出符合时代特征的地域建筑。

二  课程内容设置

建筑结构与选型课程主要教材有崔钦淑等[7]编写的高等学校规划教材,全书主要介绍混凝土结构、砌体结构、钢结构、地基基础及建筑抗震等方面的内容。侯宇新等[8]编写的教材则从结构组成与分类、结构设计基本原理、构件设计、结构抗震及高层和大跨结构等方面介绍建筑结构选型的有关内容。何培玲[9]所编写的教材全面地介绍了建筑荷载、基本设计原则、构件及体系、混凝土结构、砌体结构、钢结构及木结构等方面的内容。此外,樊振和[10]所编著的《建筑结构体系及选型》则将教材内容分成了平板结构体系、曲面结构体系及膜建筑结构三个部分。从上述教材的内容组成来看,现有《建筑结构与选型》教材主要介绍目前建筑的主要结构类型及其基本设计原理,鲜有内容涉及到地域建筑。

为适应贵州高校建筑人才的培养需要,在建筑学专业培养活动中,有必要在建筑结构与选型课程中加入贵州元素,其课程内容主要包括三个方面,如图1所示。

建筑结构与选型课程内容由常规建筑结构、高层大跨结构及地域建筑结构三部分组成。其中,常规建筑结构部分主要讲解钢筋混凝土结构、钢结构及砌体结构等方面的内容,将建筑荷载及其作用效应、结构设计基本原理融入到相关讲解内容中去。高层建筑结构及大跨度建筑结构则作为一个版块,在介绍结构形式、适用范围、力学特点和构造要求等内容的基础上,加入建筑抗震的相关知识点。

对于在课程内容上新增加的地域建筑结构板块,应根据贵州地域建筑特点,选择典型的建筑结构类型进行讲解。其中,木结构建筑主要分布在黔东南地区、黔南地区及铜仁地区;石砌建筑主要分布在黔西南地区、安顺地区、贵阳地区及六盘水的部分区域;砖砌建筑则主要分布在遵义、毕节等区域。本课程重点介绍黔东南木结构建筑及黔西南、黔中石砌建筑。两种类型的建筑在贵州分布都很广,且具有显著的地域及民族特征。图2为黔东南木结构建筑群;图3为黔中石砌结构建筑群。

对于黔东南木结构建筑的课程内容,首先介绍黔东南地区的地理位置、地形地貌、气候环境和资源条件等地域特征,介绍木结构建筑的分布及在当地社会、经济、文化中的重要地位。然后介绍木结构建筑的类型,主要包括木结构民居、鼓楼、风雨桥三类,如图4所示。重点阐述各类木结构建筑的结构形式,如传统民居多采用穿斗式结构,鼓楼及风雨桥则多为穿斗式结构与抬梁式结构的组合体。讲授清楚各结构体系的构件组成,如穿斗式结构中柱、梁、枋、檩和椽等部件的形式、常见几何尺寸及空间位置。此外,还应详细地讲授结构体系的传力原理与各类构件的受力特点。最后,对木结构建筑的营造技艺与构造特征进行详细说明。特别是在营造技艺方面,要重点讲解包括木材的加工工艺、节点的连接方式及施工工艺流程等方面的内容。

对于黔西南、黔中等地区的石砌建筑,在介绍建筑所处的地理位置、地形地貌、气候环境及资源条件等地域特征的同时,还要对石砌建筑物的产生根源及发展过程进行深入讨论。然后,依据石材形态、支撑体系及构造做法等对石砌建筑进行分类,并介绍各种类型石砌建筑的典型特征。比如依据石材的形态进行分类,可分为毛石建筑、块材建筑、板材建筑等;依据建筑的支撑系统,可分为石材砌体支撑体系,石木混合支撑体系、木结构支撑加石材围护体系等。此外,还可以依据石材的使用部位来进行分类,如石砌墙体、石板屋面、石砌承重柱和石砌基础等。黔西南及黔中地区的典型石砌建筑如图5所示。随后,重点介绍石砌建筑物的结构形式及其构件组成,并说明结构的荷载传递模式及构件作用。最后,对石砌建筑的材料及建造工艺进行详细说明,重点介绍石材的加工工艺及石砌构件的砌筑工艺等。

三  地域建筑内容授课方法

朱建中[11]在教学探讨中认为讲解清楚一个问题的关键在于选择合理的讲授方法。其认为要使学生听得懂、听得有兴趣,关键要做好三个结合。一是内容与方法相结合,二是听懂与兴趣相结合,三是手段与语言相结合。对于贵州地域建筑结构的内容讲解,本课程改革拟采用以上三结合的方法对课程内容进行讲解。

(一)  内容与方法相结合

要求根据所讲授的内容选择有效的讲解方法。对于贵州地域建筑的课程讲解内容,将内容划分成三部分。第一部分内容为地理位置、地形地貌、气候环境及资源条件等地域特征,地域建筑分布及其在社会、经济、文化中的重要作用。这一部分拟采用数据、图片及地图等形式通过多媒体手段进行讲解。第二部分内容为地域建筑的结构形式、构件组成,包括体系的传力模式及构件力学特点等。这部分内容拟采用动画演示、现场观摩及课堂讲授的方法开展教学工作。第三部分内容为地域建筑的营造技术与构造特征,该部分采用动画演示及反转课堂的方式开展教学工作。

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