建筑技術(shù)系列課程教學(xué)改革研究
時(shí)間:2022-08-17 09:55:34
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摘要:在碳達(dá)峰、碳中和的國際背景下,為加強(qiáng)建筑綠色性能教育,對建筑技術(shù)系列課程進(jìn)行整合,明確課程培養(yǎng)目標(biāo),優(yōu)化課程培養(yǎng)方法,并通過教學(xué)實(shí)踐提高教學(xué)水平,探索培養(yǎng)綠色建筑師的建筑技術(shù)課程教學(xué)體系,以期為有創(chuàng)造性的綠色建筑設(shè)計(jì)專門人才培養(yǎng)方法奠定理論基礎(chǔ)及提供探索案例。
關(guān)鍵詞:綠色建筑;建筑技術(shù);教學(xué)體系;教學(xué)改革
高校建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)體系設(shè)置仍以設(shè)計(jì)課為主,貫穿五年的設(shè)計(jì)課意在培養(yǎng)學(xué)生處理形式與功能的關(guān)系,教學(xué)內(nèi)容依據(jù)建筑規(guī)模、功能、交通流線等方面由簡至難,著重訓(xùn)練學(xué)生空間組織及造型處理能力,而建筑的其他性能尤其是綠色建筑指標(biāo)基本不涉及。與綠色建筑相關(guān)的理論課程僅有《建筑物理》,卻與設(shè)計(jì)課完全脫離,最終導(dǎo)致一種相互矛盾的現(xiàn)象:高年級涉及綠色建筑的設(shè)計(jì)課或畢業(yè)設(shè)計(jì),仍將處理功能與造型作為首要任務(wù),對場地物理環(huán)境及氣候條件的分析流于形式,將綠色性能模擬作為裝飾品,對方案并無幫助。對于綠色建筑教育的探索,國內(nèi)均處于初級階段,發(fā)散性設(shè)計(jì)思維與嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)精神的培養(yǎng),正如建筑中藝術(shù)性與技術(shù)性的矛盾一樣,貫穿建筑教育始終。在校重點(diǎn)教改課題支持下,對建筑學(xué)專業(yè)建筑技術(shù)課程進(jìn)行了改革,初步探索以綠色建筑為導(dǎo)向的建筑技術(shù)課程體系研究。
1系列課程應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目的
建筑技術(shù)系列課程是針對二、三、四年級學(xué)生開設(shè)的課程,知識點(diǎn)分散,涉及的相關(guān)專業(yè)眾多。為了增加課程間的系統(tǒng)性及連貫性,除了常規(guī)知識點(diǎn)的教授外,在綠色建筑主線上的知識點(diǎn)根據(jù)學(xué)生認(rèn)知規(guī)律做了相關(guān)整合,制定了各門課程應(yīng)達(dá)到的教學(xué)目的,使這七門課相互間具有較好的銜接。綠色建筑課程的理論框架如圖1所示。
2以綠色建筑為導(dǎo)向的技術(shù)系列課程教學(xué)模式探索
課題組嘗試探索從綠色建筑本質(zhì)出發(fā),在環(huán)境中分析建筑功能,充分利用環(huán)境及氣候條件,通過構(gòu)造實(shí)現(xiàn)對環(huán)境的利用,然后利用數(shù)值模擬軟件定量分析建筑對可再生能源的利用率,并進(jìn)行相應(yīng)的雙向互動(dòng)調(diào)整,直至滿足功能、形態(tài)及節(jié)能要求。在碳中和的國際環(huán)境下,需深刻思考建筑的基本要求:功能、形式、經(jīng)濟(jì)及綠色之間的相互關(guān)系及制約,打破傳統(tǒng)功能形式的教育理念;建立綠色建筑設(shè)計(jì)理論與方法;探索綠色建筑導(dǎo)向下的技術(shù)類課程的教學(xué)活動(dòng)體系;培養(yǎng)綠色建筑設(shè)計(jì)綜合能力。
3教學(xué)實(shí)踐
為了實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)“德才兼?zhèn)洹⒒A(chǔ)扎實(shí)、善于實(shí)踐、勇于創(chuàng)新、社會責(zé)任感強(qiáng)”的應(yīng)用研究型專業(yè)人才的建筑學(xué)專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo),建筑學(xué)專業(yè)緊緊圍繞“基礎(chǔ)知識強(qiáng)化、創(chuàng)新思維培養(yǎng)和實(shí)踐能力提升”三個(gè)主題,構(gòu)建起“課程關(guān)聯(lián)度強(qiáng)、知識覆蓋面廣、理論聯(lián)系實(shí)際”的“一軸兩翼四環(huán)節(jié)”的完善立體整合的課程體系。建筑技術(shù)課程體系作為其中重要的組成部分,重點(diǎn)探索以科學(xué)研究為主的培養(yǎng)模式,補(bǔ)充建筑學(xué)學(xué)生缺乏科研思維、理論基礎(chǔ)薄弱等短板,努力培養(yǎng)出符合時(shí)代要求的建筑設(shè)計(jì)應(yīng)用研究型專業(yè)人才。
3.1基礎(chǔ)理論階段、專業(yè)教育階段的教學(xué)實(shí)踐
建筑技術(shù)課程教師多數(shù)為非建筑學(xué)專業(yè)出身,工科的線性思維和建筑學(xué)的發(fā)散思維相互矛盾,造成課堂教學(xué)學(xué)生積極性不高,教學(xué)效果較差。本次課程改革目的仍然是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)性和科研思維,但是尊重建筑學(xué)科特點(diǎn),將基礎(chǔ)知識與專業(yè)知識相融合,采用繪圖的作業(yè)形式,利于學(xué)生理解接受,提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)積極性,取得了較好的教學(xué)效果。部分課程作業(yè)如圖2、圖3所示。
3.2實(shí)踐拓展階段教學(xué)實(shí)踐
2021年《生態(tài)與可持續(xù)建筑》的設(shè)計(jì)題目選取實(shí)際工程項(xiàng)目命題,是一個(gè)地坑院的擴(kuò)建工程。項(xiàng)目基地位于河南省鞏義市一村莊,業(yè)主原有三孔土窯,現(xiàn)欲部分留用,并在院落中加蓋建筑,滿足現(xiàn)代生活需求。作為背景材料,給出基地的總平面圖、鞏義市的氣象參數(shù)。要求學(xué)生對洛陽附近的地坑院進(jìn)行現(xiàn)場調(diào)研,分析該種傳統(tǒng)民居形式的優(yōu)缺點(diǎn),加建改造后保留地坑院的優(yōu)點(diǎn)、改善其缺點(diǎn),形成符合現(xiàn)代生活需要的居住空間。組織學(xué)生現(xiàn)場調(diào)研后,引導(dǎo)學(xué)生分析窯洞的優(yōu)點(diǎn):冬暖夏涼、節(jié)約土地;缺點(diǎn):通風(fēng)不力、缺乏采光。建立總體設(shè)計(jì)思路:新建建筑采用部分覆土形式,并通過設(shè)計(jì)手法改善留用窯洞的通風(fēng)、采光問題。采用氣候分析軟件、風(fēng)熱環(huán)境模擬軟件及理論計(jì)算,輔助設(shè)計(jì)形成既改善居住環(huán)境又節(jié)能節(jié)地的綠色建筑方案,如圖4所示。本次實(shí)踐拓展教學(xué)探索實(shí)踐的關(guān)鍵內(nèi)容包括以下幾點(diǎn):(1)培養(yǎng)科學(xué)研究思維目前國內(nèi)建筑學(xué)教學(xué)體系延續(xù)自歐洲建筑學(xué)體系,注重構(gòu)成訓(xùn)練,著重訓(xùn)練學(xué)生空間、形式、造型能力,學(xué)生普遍沒有科研思維。與歐洲建筑學(xué)科偏向藝術(shù)學(xué)科不同,國內(nèi)仍將建筑學(xué)劃為自然科學(xué)門類,學(xué)生就業(yè)后除了進(jìn)行設(shè)計(jì)工作外,有可能從事科學(xué)研究,因此,訓(xùn)練科研思維有利于學(xué)生多方面發(fā)展。這一培養(yǎng)任務(wù)毋庸置疑的由技術(shù)類學(xué)科承擔(dān)起來。秉承“發(fā)現(xiàn)問題-分析問題-解決問題”的科研思維,帶領(lǐng)學(xué)生分析窯洞通風(fēng)不利、采光不足的缺點(diǎn),分析保留窯洞和加建建筑空間聯(lián)系、通風(fēng)采光需求的矛盾,運(yùn)用建筑設(shè)計(jì)手法解決相應(yīng)問題。通過這一訓(xùn)練過程,讓學(xué)生直觀感受科研思維,加強(qiáng)思路的邏輯性,大幅度提高解決問題的能力,達(dá)到創(chuàng)新性人才培養(yǎng)目的。(2)訓(xùn)練綠色建筑設(shè)計(jì)方法本題目需要解決的主要難題有:①保留窯洞和加建建筑既要有方便的交通聯(lián)系,又不能影響保留窯洞的采光通風(fēng);②促進(jìn)保留窯洞和新建建筑的通風(fēng);③新建建筑冬季室內(nèi)熱環(huán)境較差。針對第一個(gè)問題,通過課堂討論,得出解決方案:在窯洞和新建建筑之間加入過渡空間,可以是采光井、樓梯間、或者就是留有通道,頂部利用天窗滿足窯洞的采光;針對第二個(gè)問題,在采用軟件對基地日照、風(fēng)環(huán)境進(jìn)行模擬分析,發(fā)現(xiàn)由于基地周邊土坡的圍合,場地內(nèi)風(fēng)環(huán)境較差,同時(shí)由于窯洞和新建建筑均為單側(cè)開口,建筑形式不利于風(fēng)壓通風(fēng),采用拔風(fēng)筒、導(dǎo)風(fēng)板等設(shè)計(jì)手法改善建筑內(nèi)通風(fēng);針對第三個(gè)問題,對于新建建筑采用加保溫板或者覆土的方式,改善室內(nèi)熱環(huán)境。(3)強(qiáng)化建筑技術(shù)系列課程知識設(shè)計(jì)過程中涉及前期技術(shù)課程學(xué)到的眾多知識點(diǎn),如:建筑通風(fēng)、建筑日照、建筑采光、建筑保溫、墻體構(gòu)造、天窗構(gòu)造、建筑結(jié)構(gòu)選型等。在設(shè)計(jì)需求下重新拿起課本,變被動(dòng)學(xué)習(xí)為主動(dòng)學(xué)習(xí)。通過翻閱課本、查找資料、相互交流,在解決問題的同時(shí),復(fù)習(xí)、深化了各個(gè)知識點(diǎn)。經(jīng)過本次改革,同學(xué)們反映無論是思維方式、設(shè)計(jì)方法和知識點(diǎn)的理解均得到了普遍提高,對教學(xué)改革非常滿意。
結(jié)語
通過綠色建筑教育的視角,對原有建筑技術(shù)類課程體系和內(nèi)容進(jìn)行整合,明確了各門課程的教學(xué)重點(diǎn)及教學(xué)目標(biāo),增加了課程間的連貫性及系統(tǒng)性。主要目的是加強(qiáng)綠色建筑設(shè)計(jì)理念,將發(fā)散性設(shè)計(jì)思維與嚴(yán)謹(jǐn)科學(xué)精神結(jié)合起來,使建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)生不僅具有綠色建筑的理念和知識,而且具備綠色建筑的設(shè)計(jì)創(chuàng)新和實(shí)踐能力,在畢業(yè)后成為實(shí)現(xiàn)我國早日達(dá)到碳排放峰值及碳中和目標(biāo)的重要力量。通過近3年的教學(xué)實(shí)踐發(fā)現(xiàn),在現(xiàn)有的教學(xué)體系上,還存在需要完善和改進(jìn)的空間,需要建筑技術(shù)教研室和建筑學(xué)系的同事們共同努力,將建筑技術(shù)課程與建筑設(shè)計(jì)課程相結(jié)合,讓學(xué)生們在實(shí)際設(shè)計(jì)訓(xùn)練中理解綠色建筑設(shè)計(jì)方法。由于教師教育背景所限,對我們而言還是一個(gè)全新的嘗試,需要教師間充分交流磨合,探索綠色建筑教育方法,從而實(shí)現(xiàn)建筑教育方法的轉(zhuǎn)變,將綠色建筑貫穿于整個(gè)教學(xué)、科研、實(shí)踐的全過程,以期建立更為完善的綠色建筑教育體系。
作者:王江麗 劉豐軍 王燕飛 單位:河南科技大學(xué)建筑學(xué)院建筑技術(shù)與建筑基礎(chǔ)教研室 河南科技大學(xué)建筑學(xué)院 河南科技大學(xué)建筑學(xué)院