房屋建筑學課程綜合教學體系研究與實踐*

云南民族大學，云南 昆明 650000

1 課程的特點及教學重難點

房屋建筑學課程是為土木工程專業學生設立的一門兼具理論性和應用性的專業課程，其基本任務是研究民用建筑的設計原理和建筑構造問題，也是土木工程專業最重要的必修課程之一。通過該課程的學習，可使學生掌握工程建設中一般房屋建筑構造的基本知識，理解建筑構件構成關系與施工方法。

該課程具有以下兩個特征：一是知識點較多，要合理地完成建筑中的各類構造的設計和施工，需要材料知識、工程知識、制圖知識等多種門類、多門課程的知識，且建筑是一個復雜的系統，其構造節點多種多樣，由基礎到屋面的構造節點多達數十個，每個節點又有諸多不同的技術方法，因此知識繁雜而多樣。二是知識內容有一定難度，建筑工程是一種三維空間中的復雜工程，建筑中各種構件的空間關系、連接方式以及材料構成都有其嚴密、復雜的關系，有一定難度，需要較強的知識記憶能力、邏輯思維能力以及空間思維能力。

正是由于課程有這樣的特征，學生在學習過程中主要有以下三個方面的困擾：第一，學習目標不明確。對課程內容與后續專業課學習的關系以及和專業實踐工作的聯系體會不足，從而缺乏學習的信念，面對課程學習的困難，容易知難而退。這就要求課程能與前后課程聯系，與工程實踐聯系。第二，缺乏有針對性的學習方法，死記硬背，不求甚解。投入巨大的努力而收效甚微，事倍功半。學生自身認知能力與學習能力有限，習慣于被動接受教師所教授的知識，難于主動去分析總結有效的學習方法。這就要求教師能針對學生特點提煉學習方法，使教學體系更具針對性。第三，專業工程思維能力不夠強。學習該課程時，學生雖然有了幾門專業課程的基礎，但其邏輯思維、建筑空間思維都還處于培養過程中，對于理解課程的知識內容還有一定難度。這就要求教師能找到一種更適合學生思維水平的教學方式來進行教學，并有意識地培養學生的工程思維水平。

因此，該課程的教學開展應摒棄傳統的局限于教材講授的填鴨式教學模式，結合課程特征建立一套具備工程實踐性、方法針對性以及思維教育性的綜合教學體系，使之能有機聯系理論與實踐，豐富教學方法與手段，完善教學流程與教學資源，提高教學效率。

2 課程教學體系設計

2.1 按建筑建造順序推進的課程進程

在課程進行過程中將需要講授的各章節內容進行重新整合，打破教科書中的章節順序，按建筑的建造順序重新梳理課程的授課時間順序，按基礎、主體結構、建筑空間設計、樓梯、樓板、陽臺雨篷、墻體、防水、保溫、變形縫、面層的順序來授課。使學生在課程進行的過程中，能從整體把握建筑的構成內容，認識所學建筑構件在整個建筑系統中的位置與功能、構件之間的連接方式，系統地聯系起各個知識點內容，強化建筑施工流程知識。

2.2 按授課內容方式形成課程內容板塊

對于課程內容，除了傳統的理論知識講授，還應增加工程認知實戰內容與設計實訓內容。（1）理論知識板塊。主要內容為書本內容，是該課程的核心內容與基礎內容，也是授課中理論講授的主要部分。重點是對知識點、圖紙以及施工技術步驟的理解，強調知識的認知、理解與掌握。在課程建設過程中，對書本的理論知識進行提煉與整理，對重點知識與核心內容制作知識點卡片及電子資料庫，并使用BIM建模技術，將許多圖紙轉化為三維模型圖片，便于學生在課后對照教材內容進行學習。

（2）工程認知實踐板塊。由實際工程圖紙、實景和BIM模型構成的工程認知實踐板塊。將學生日?？山佑|的某一校內建筑作為課程工程認知的對象，將該建筑的圖紙建為BIM建筑信息模型（見圖1）。對于一個建筑構造知識點的認識，可以對照學校工程圖紙、學校建筑BIM模型以及學校建筑實景來進行理解，形成理論知識與工程實踐相對照，圖紙、BIM模型與實景相結合的教學方式，使學生真正理解所學內容與實際工程的關聯?？朔谝酝虒W過程中由于圖紙抽象、學生理解困難而造成的教學效率低下的難題。

圖1 教學BIM模型

（3）設計實訓板塊。設計實訓板塊主要在課程配套實訓課中進行。通過一個設計項目的訓練，使學生應用學到的理論知識并參照工程認知項目來完成一個建筑的設計。土木工程專業在學習建筑設計時應強調對建筑構造知識的學習，設計實訓的重點也是建筑的構造設計，尤其是建筑墻身設計。設計實訓課程與理論課程的內容和進度一致，理論課程講授哪個內容，設計實訓就訓練哪個內容，達到邊學習、邊實踐的教學進程，最大程度上強化學生的理解與記憶。

2.3 以思維工具指導學習課程內容

造成學生的學習困難的重要原因在于學生的專業思維能力還不夠成熟和完善，因此應建立一套課程學習的思維工具，使學生在學習到任何一個知識點時，有思考和理解知識的工具。

（1）理解建筑構成關系—“找位置，想形態”?！罢椅恢?，想形態”即認識到該構件在建筑中處于什么位置，能準確定位任何構件、理解構件的形態，并在圖紙中準確表達構件，自由轉換其二維圖紙表達與三維空間形態，形成一種空間思維模式。在這種思維模式建立的過程中，最有效的輔助工具仍然是三維模型。除了教師在教學中以三維模型方式教學，也可鼓勵學生使用簡單的三維建模軟件或手工模型的方式制作模型，幫助理解構件的構成關系。

（2）理解構造的功能與連接方式—“定功能，想連接”?！岸üδ?，想連接”即確定構件要實現的主要功能，要滿足功能需要怎樣的材料，以什么樣的規律將材料連接起來，保證牢固與安全。在學習每一種構造知識時，應先給學生明確其主要功能，再以此為線索，去思考哪些材料可以幫助實現這樣的功能，這些材料又有怎樣的特征屬性，各層次的材料如何組織。

（3）理解構件的構成規律—“找相似，摸規律”?！罢蚁嗨?，摸規律”即在學習完一個構造時，幫助學生總結出該構造的規律，當遇到新的構造時，如與學過類似規律即可舉一反三。在教學中培養學生主動總結規律、應用規律的習慣，可將多個知識點聯系起來，以同一個規律去認識多個知識點，從而解決課程內容多、信息量大的問題。如在學習建筑外墻面層引條線時可知，在大面積的砂漿、混凝土等剛性材料暴露于室外溫度變化中時，需要主動設縫以防止開裂，可總結出“溫度變化大時大面積剛性材料需要設縫”這一規律。在學習到屋面防水、建筑變形縫等內容時，學生即可與這一規律聯系起來進行思考和比對。培養學生總結規律的能力，即培養其思考問題、解決問題的能力，使學生能以所學知識原理為基礎來思考解決方法。所謂工程能力就是發現問題、解決問題的設計能力，工程類課程不能只停留在傳授知識，而更應該培養學生的工程思維，強調主動思考知識中的規律，從而在實踐中應用規律。

2.4 能力訓練與反饋機制

課程的培養更傾向于對學生思維與能力的培養，因此課程的作業不求多，而應力求訓練方式與進程的合理有效。這就要求設計以能力訓練為目的的訓練方式，推進訓練計劃的執行，并及時給學生反饋。機制如下：（1）知識點識記訓練。每次授課結束，完整識記當次課程內容中的重點知識點內容與圖紙。其中，重點圖紙應完整背誦繪制出圖形、材料符號、標注、尺寸等所有內容。教師在上課時以小測試、期中測試等形式進行抽查。（2）思維培養訓練。一是在每個構造知識學習完成時，布置與書中構造節點的設計類似的設計思考題，使學生在完成題目的同時，自主地思考該構造構成的邏輯與規律；二是在課程接近完結時，將所有學到的構造知識按規律分類，總結列表形成報告；三是將所學構造知識在一個基本建筑三維模型中進行標注，使學生在一個完整建筑的上系統地看到各個知識點之間的聯系。（3）工程認知實踐訓練。按課程內容完成對相應構造的認識實踐，在教師的指導下，即利用老師提供的工程認識實踐板塊中的模型、圖紙，到項目現場查看項目的現狀，理解施工圖紙、構造知識、建筑設計、實際建筑之間的關系。（4）設計實踐訓練。設計實訓與課程教學同步進行，完成一個框架結構教學樓的建筑施工圖設計，所有設計需要合理完成，達到一般工程設計的深度水平。（5）訓練的反饋機制。所有訓練在完成后，應給予學生充分、及時的反饋，以確保訓練的有效性。除了傳統的分數反饋，還應對典型作業問題進行講解分析，督促學生對有問題的作業進行修改。使“學習→訓練→反饋→改進→再學習”的機制形成一個訓練的閉環，達到強化學習的效果。

2.5 房屋建筑學課程綜合教學體系的形成

以建筑組成邏輯為線索的縱向課程進程，由理論知識板塊、工程認知實踐板塊和設計實訓板塊三大板塊構成的橫向課程內容，以認知思維工具貫穿學習過程，并具備工程與知識能力訓練機制的綜合教學體系。在這樣的教學體系下，應將房屋建筑學課程復雜的理論與繁多的知識點形成一個便于學生從多種方式、多媒介學習知識，便于提升工程思維與設計能力的綜合教學模式，從而增進師生交流，增加學生學習積極性，全方位提升教學效率（見圖2）。

圖2 房屋建筑學課程綜合教學體系

3 教學活動開展示例

以“陽臺構造”這一小節為例，說明在這樣的教學體系下，如何完成一個章節的學習任務：

（1）理論知識板塊教學。講授課程內容知識。授課時讓學生運用思維工具，首先“找位置，想形態”，理解陽臺在建筑中一般屬于懸挑構件，由建筑梁柱向外挑梁、梁上支承板形成，并展示構造三維模型，要求學生能理解其形態并畫圖；然后“定功能，想連接”，確定陽臺要具備承重、安全、防水、排水等功能，看清圖紙中與之對應的各構件相互連接方式；最后“找相似，摸規律”，總結該構造中懸挑構件需要支撐于承重構件之上、混凝土與鋼構件可以預埋方式連接、懸空構件為保證安全應做防水臺等規律，思考建筑中與這幾個規律類似的構造，如雨篷、樓梯欄桿、外走廊等。

（2）工程認知實踐板塊。學習實際工程。在課程進行中，展示工程認識實踐板塊中示例工程陽臺構造的圖紙、BIM模型及實景照片，引導學生用思維工具對二者進行比對分析。理解二者的相兩同功能及規律，并對實際工程中更復雜的節點進行討論，包括為下層吊頂而增加的梁的高度，為形式美觀而加入的陽臺磚欄板，為安全而在欄板上加入的混凝土壓頂。通過可多角度、多模式進行演示的BIM模型與圖紙、實景的對比，使學生真正理解圖紙內容，建立起對該構件細致、立體的理解（見圖3）。

圖3 陽臺構造的圖紙、模型與實景對照學習

（3）設計實訓板塊。在實訓課程中完成類似構件的設計工作。課程設計題目一般為教學樓設計，其外走廊與陽臺一樣，可以是懸挑構件，需要對外側進行安全防護，設計欄桿及防水臺。要求學生在課程設計中，尋找陽臺或走廊實景案例，做出案例中的效果并滿足功能與安全性為目標，設計并完成其圖紙表達，通過實踐強化對理論知識的學習。

（4）能力訓練與反饋。理論知識學習后完成三類作業：一是對教師總結的知識點的識記內容；二是完成思考題：由教師提供的一張陽臺設計實例照片繪制出與之相應的平面及剖面設計草圖；三是將構件中學到的幾個規律及類似構件總結于筆記中。工程認知學習后，要求學生到該建筑中去看這個陽臺構件的實際情況，并在校園中觀察其他建筑類似的構件，同時拍照記錄、對比異同，完成一個學習小報告。以上作業在完成后，在后續的課程中由教師選擇典型問題進行講解，對學生予以反饋。

4 教學效果及總結

通過課程體系的建立，重新優化房屋建筑學課程的內容組成與授課方式，以更貼近課程特點與學生情況的方式授課，顯著提高教學效率，能明顯看到學生學習后有以下收獲：一是建立起真正的建筑空間思維能力，能在思考中構建出一棟完整的建筑及其構造做法；二是建立起一定的工程實踐能力，能將理論與工程實踐聯系，完成簡單建筑的施工圖設計，解決工程中的建筑構造問題；三是提高了理論知識學習水平，在多種學習內容、思維工具與訓練反饋機制的幫助下，深入學習了知識，掌握工程課程的學習與思維方法。

房屋建筑學課程教學體系是筆者在近年教學經驗中研究設計的一套課程教學模式體系，對課程的開展起到了很大的改進。體系中針對各個內容的詳細教學方法還有較多可提升改進的空間，希望在今后的教學與研究中能不斷發展完善。