基于系列化课程设计的“房屋建筑学”教学改革

2013-01-24李琮琦杨鼎宜

当代教育理论与实践 2013年5期

李琮琦，杨鼎宜

(扬州大学建筑科学与工程学院，江苏扬州225127)

土木工程专业的高等教育一贯坚持基本理论和知识的传授与工程测量、制图、实验、结构设计及施工实践等基本技能训练并重的理念，而课程设计是土木工程专业培养学生综合运用所学基础理论、基本知识和基本技能独立分析、解决实际问题能力的重要实践性教学环节，同时提高学生运算、制图和使用资料的能力，也是逐步使学生树立正确的设计观念和方法的重要环节。

土木工程专业学生的就业方向多为工程设计、施工、管理等工作，用人单位要求毕业生具有初步的工程设计、工程项目的施工组织以及概预算的编制能力。课程设计是大多高校土木工程专业培养学生基本专业技能的主要教学手段，通常在相关专业课程教学结束后设置。目前本专业的课程设计基本处于松散状态，即各门课程设计的指导教师自行编制设计任务书和指导书，各门专业课课程设计相对独立，这种方法虽然有益于组织教学，但各门课程设计内容关联不密切，学生所受的专业知识训练不系统、不完整，难以达到非常好的教学效果。我校自2008年上半年起在土木工程专业积极推进实践性教学改革，提出课程设计系列化的新型教学模式［1］。系列化课程设计模式是将本专业课程设计按建筑结构、道路工程、桥梁工程三大课程群进行合理整合，每一课程群下的各门课程设计均依据统一的设计背景资料，各课程设计内容前后关联，分别对应某项工程设计的不同设计阶段，在跨学期的专业训练中学生分阶段完成某项工程的相关设计内容，形成一体化设计。

系列化课程设计模式的实施有利于培养和提高学生的综合素质和整体意识，同时对相关课程的教学提出了更高的要求，房屋建筑学是建筑结构课程群系列化课程设计模式中的第一门专业课程，为配合系列化课程设计的实施，作者在教学中做了一些有益的尝试。

一目前房屋建筑学课程教学中存在的问题

房屋建筑学课程的教学内容一般包括民用和工业建筑设计与构造的基本原理与设计方法，以及实际工程的应用［2］。在课程教学中，通常安排3 ～4 项小型设计作业，课程结束后集中进行为期一至两周的课程设计［3］。这一传统的教学模式中有一些问题始终困扰着教学者，主要体现在以下几点:

(一)教学内容的整合缺乏合理性

房屋建筑学课程内容繁杂、涵盖面相当广，如建筑构造设计部分涉及墙体、基础、屋顶、楼盖、楼梯及门窗等六大部分，内容多而杂，且各部分间缺乏逻辑性和条理性，近年来由于教学计划的调整，包括房屋建筑学在内的很多课程的教授学时均有削减，因此在课堂教学中，教师除了加大课堂容量外，在教学内容上往往主要强调民用建筑构造设计，淡化工业建筑设计，不利于学生构建完整的知识体系。

(二)实践性教学的实施缺少系统性

在房屋建筑学课程的教学过程中，实践性教学是不可缺少的组成部分，内容主要包括几项设计作业以及课程设计。设计作业主要为墙体构造设计、楼梯设计、屋面构造设计以及单层工业厂房设计等，课程设计课题一般为中小型住宅设计或公共建筑设计。通常都是教师拟定设计课题，各课题间缺乏关联性，如学生在进行楼梯设计时只是完成对某个独立楼梯的平面和剖面设计，而很少考虑建筑物本身对该楼梯设计的要求。同时，教师往往也忽视本课程的训练内容与后续专业课程所要求的专业训练的连续性和系统性，因此，学生在确定建筑方案时往往只注重平面布局的合理性，而忽视结构设计、施工组织及造价等方面的要求。

(三)辅助教学资料的传授缺乏有效途径

房屋建筑学实践性环节的有效实施，仅仅依靠课堂讲授的建筑设计基本原理和方法是远远不够的，为了在教学中切实灌输工程理念，通过设计作业更有效地训练学生工程设计的能力，学生还迫切需要掌握相关工程设计资料的查阅以及使用方法，如中小型建筑设计规范、建筑防火设计规范、民用建筑设计资料集、单层工业厂房常用构件图集、优秀设计案例以及目前应用广泛的建筑设计软件等，但这些实用性知识显然难以通过课堂教学的传授给学生。因此，如何通过有效的途径指导学生在不同的实践性训练中接受并能主动运用这些实用性的知识，是值得教学者关注的问题。

二房屋建筑学实践性教学环节的教学改革

房屋建筑学通过实践性教学环节(包括课程作业和课程设计)的实施，要求学生能理论联系实际，完成中小型工业与民用建筑设计，同时提高工程制图的能力。为了充分激发学生的主体意识，促进其自身能力的提高，对本课程的实践性教学环节进行了探索。

(一)精心设置课题

课程作业及课程设计选题既要能够达到对学生进行综合训练，巩固和深化本课程学习成果的效果，同时又要考虑到学生的课程进度、对专业知识的储备以及现有的设计能力等因素。经过多年的教学实践，笔者认为完成对某一中学的总体和单体的设计是较为合理的设计课题。首先，中学校园以及中学教学综合楼是学生熟悉的环境和建筑类型，学生熟知这类建筑的功能要求;第二，在这一课题中，要求学生完成校园的总平面设计以及部分单体建筑设计，学生在设计中可充分考虑总平面设计的要求以及总体和各单体间的关系;第三，在完成教学综合楼设计的过程中，学生可以加深对中小型公共建筑设计理论和方法的理解和掌握;第四，校园中要求设有一个校办工厂，通过作业学生可以基本掌握单层工业建筑的设计方法。第五，在设计过程中，教师只是给定某中学校园的形状、地块尺寸，以及相关的设计要求，学生拥有足够的设计空间，彻底杜绝了抄袭现象，同时也培养了学生独立设计和创新能力。实践表明，这一设计课题基本涵盖了本课程要求掌握的基本知识，并能有效激发学生的主观能动性，收到了良好的教学效果。

(二)注重实践性教学的一体化

为了体现本课程知识的关联性和系统性，在实践性教学的设计与实施中，合理地设置各设计作业和课程设计的内容及要求(如表1 所示)，努力做到前后设计内容相互关联。前期设计内容和成果是后续设计任务的资料与条件，如在作业一中要求学生完成某中学的总平面设计及教学综合楼的方案设计，其中总平面中要求包括一栋单层工业厂房，而该厂房的平面、立面及主要剖面设计要求在作业三中完成。学生在作业一中完成对教学综合楼的方案设计后，该方案的施工图设计则是学生课程设计的主要内容。在作业三楼梯设计中，要求学生完成教学综合楼中一部主要楼梯的设计，在该项设计中，学生不但要考虑楼梯设计的基本要求，同时必须考虑该栋建筑物中楼梯的特殊要求，做到局部与主体设计的一致。

表1 课程作业及课程设计的设置

(三)加强与后续课程的衔接

在房屋建筑学的后续课程中也设有多项课程设计，结合系列化课程设计模式的实施，房屋建筑学实践性教学环节必须考虑加强与后续课程的实践性环节的衔接，后续课程主要为“混凝土基本构件设计理论”、“混凝土结构与砌体结构设计”、“钢结构”、“土木工程施工”以及“土木工程造价”。房屋建筑学实践性教学环节的实施过程中不但要求学生考虑建筑设计的基本要求，同时必须考虑结构形式的合理性和可行性，其设计成果作为后续课程设计的设计文件及设计条件，其关系可在图1 中体现。通过系列化课程设计的实施，可以使学生完成某项工程从建筑设计、结构设计及施工组织、概预算的编制等一系列的主要设计环节，从而有效培养学生的工程设计思想以及全局设计意识，使学生对本专业有更深入的理解。

三将网络技术作为实践教学的辅助手段

基于清华大学教育技术研究所开发的网络教学平台，将网络技术作为房屋建筑学课程的辅助教学手段，是笔者近年在本课程的教学改革特别是实践性教学环节中所做的一个全新的尝试，实践表明，这是一个教者和学者都乐于接受的教学方式，收到了良好的教学效果［4］。

(一)充分发挥网络优势，为课堂教学减负

由于本课程教学时数的缩减，在课堂教学中简化了内容，将重点放在民用建筑的建筑设计原理、建筑构造设计的原理和方法等方面，而将相关的设计资料图集、大量的优秀设计案例、新型的装修材料及构造做法的介绍等资料发布在教学平台上，学生可以适时获得与课堂教学相关的、在深度和广度上均比课堂教学内容更具体、更广泛的信息，因此教学平台不但丰富了课堂教学内容，缓解了教师的课堂教学压力，也成为学生设计工作中的有力助手。同时，借助教学平台，学生可以随时查阅课程教学要求、每一章的教学重点以及教学课件，使每个学生都能明确课程目标，预知每节课的教学内容、知识难点与重点，从而使学生的课堂压力也得以减缓。

图1 “建筑结构”课程群系列化课程设计模式示意图

(二)改革传统设计手段，打造系列化设计成果的展示平台

在以往的教学过程中，本课程的设计作业及课程设计学生大多手绘完成，学生提交纸质成果，这种传统的方式存在着一些弊端，如设计过程中的师生交流必须面对面完成，对于设计成果中的一些不合理之处部分学生由于怕麻烦而不愿修改，批阅过的设计图学生也不易保管，往往还未到课程结束，前期的设计成果已经丢失。课程设计实行系列化模式后，本课程的设计作业及课程设计均要求学生利用绘图软件或建筑设计软件完成，并通过网络教学平台提交设计成果，这种模式的优越性已逐渐显现出来:其一，通过由易及难的循序渐进的练习，学生的计算机绘图能力得到有效训练，并能运用一款建筑设计软件完成基本的建筑设计内容，为后期的毕业设计打下基础;其二，教师将批阅过的设计作业上传至教学平台，方便学生查阅修改，同时在教学平台上开设优秀作业展示区，既用于课上评讲作业又便于学生课后交流;其三，系列课程设计要求学生的设计内容前后关联，后续课程设计要以前导课程设计的成果为基础，因此，借助网络平台，在进行后续课程设计时师生都便于查阅前期建筑设计阶段的设计背景资料、任务要求以及设计成果，并能针对后期结构设计、施工组织设计、概预算编制的要求对建筑设计成果进行修改与补充，最终形成系列化的设计成果。

(三)打破时空限制，构建师生互动的自由空间

系列化课程设计模式要求本课程在最初的设计背景资料中便提供给学生足够自由的设计空间，因此，学生在完成某中学校园的总平面设计及教学综合楼、单层厂房等单体的方案设计时，便已形成个性化的设计成果，这个过程需要教师对每个学生的设计工作及时进行指导，网络教学平台便为师生之间、甚至学生之间的互动交流提供了一个充分自由的空间。而传统的课程答疑环节也不必拘泥于固定的时间和地点，学生在设计过程中遇到的问题可以实时提交到网上，教师可及时进行回复。教师将教学中的一些常见问题发布在网上，学生可直接查询，而对于一些学生提出的有争论性的问题，教师便可开辟“课程论坛”，组织学生对该问题进行讨论，这样的答疑和讨论都是在公共区域进行的，可以实现双向互动、多向参与，答疑效率大大提高。同时，师生讨论的过程也是教师指导学生对教学内容重新组织、重新分析、综合理解的过程，是一个充满创造性的学习过程。