浅谈职高数学与建筑专业知识的结合

李宇清 浙江省嘉兴市建筑工业学校 314000

一、前言

职高数学课程是职高数学中的一门重要基础课程，是许多专业课开展基础。职高数学教育是以培养技术应用性人才为根本任务，以培养技术应用能力为主线的教育。而建筑专业中的“建筑力学”、“建筑测量”、“建筑制图与识图”等方面都与数学有着千丝万缕的联系，这就需要学生具有实的数学功底，将数学与建筑专业知识相结合，才能专业学习上得到更好的发展。

二、数学与建筑的关系

（一）数学使建筑变得简便、精准

职高数学包含数理统计、概率论、几何等内容，通过对这些数学内容进行学习，可以更好的对建筑专业中的弯矩及挠度计算提供了便利 通过数学中弧长微分与曲率的计算，可以更好的对建筑荷载作用下梁的弯曲程度进行详细的计算。而职高数学中的概率论、数理统计等内容在建筑设计、建筑结构、建筑施工等方面都有着广泛的应用。

（二）数学使得建筑变得美观

数学作为一种客观美的反映，其通过与建筑相融合，从而为世界创造出一种和谐美。建筑是伴随着人们对于功能和美感的需求而产生与发展的，其主要是通过对土地、材料进行组合堆积而成的，其从设计到施工再到整体建筑的完成无不体现出数学的重要性。

（三）数学使得建筑计算变得精确、完美

任何建筑物从刚开始的设计到完工都需要经过进行精确的计算，从而使得失误率降到最低，以此来体现出数学对于建筑的重要性。

三、职高数学与建筑专业的结合

（一）函数

（1）函数曲线变换

许多现代建筑师在设计建筑时以纯粹的数学方程来对建筑空间进行设计，通过函数曲线的连续变化来对空间形态进行逻辑确定。例如：赫尔佐格&德梅隆在对170m高的巴塞尔罗氏制药塔楼设计中就通过采用了一种全新的形态发展方式：将两条相同直径的螺旋线根据函数定义将其沿着相反的方向进行延伸，使得其进行交叉叠合从而确定了建筑形态的几何框架，而依附在螺旋线框架上的玻璃曲面形成了限定的形体。由此可见函数表达式已然成为了建筑形体生成的基础。

（2）旋转与螺旋

螺旋作为常见的一种形态，却有着较为精确的数学原理，通过采用简单的旋转原理即可设计出惊人的螺旋造型。例如：马岩松通过利用微分同胚旋转在56层的“玛丽莲•梦露”大厦中设计出每层旋转1度至3度的椭圆形平面，从而通过扭转形成具有柔美的动感曲面。

（二）几何

随着科学技术与计算机技术的发展使得建筑中几何由简单多面体的应用转变为对多面体进行复杂的组合与编辑，从而产生出有别人正常的不规则体量，以此来呈现出一种具有陌生而带有强烈视觉冲击的艺术感。例如：库哈斯在设计波尔图音乐厅时，其通过对一个混凝土多面体进行增减与削切，从而给人们呈现出一个复杂多变的折面，只有当从各个角度对整个建筑面进行观看时，才能真正的对这个建筑有所理解，给人们带来了一种强烈的视觉挑战。建筑对于库哈斯来讲不仅仅只是一个简单的容器，而且一个能影响社会事件的集合体。OMA（Object Management Architecture）通过复杂的内部空间与独特的建筑造型相结合，从而呈出多变的建筑造型与变幻的城市景色交相辉映的画面感，以此来满足信息时代城市景观的内在需求。

（三）面

（1）连续折面

连续折面作为当代建筑中较为突出的特征之一，其主要是通过空间连续从而呈现出一种流动感。因此，当代建筑的构造方法正逐渐从“四维分解”转化成“四维连续”。所谓的四维连续是指通过连续折叠从而形成具有开放性、流动性的空间。通过采用四维连续的构造方法打破了传统建筑中“层”的概念，并且提高了建筑空间的可塑性和延展性。例如：阿萨迪多电影院设计师通过采用连续折叠的构造方法对垂直界面进行连续性操作，从而使得影院地面产生折叠，并且与内部空间相结合形成连续折叠而光滑的建筑形式。

（2）自由曲面

建筑师们一直以来都对自由曲面有着较高的关注度，尤其是随着数字技术的发展与成熟，从而促进了数字化设计方法的发展。在建筑领域中，建造师通过利用自由曲面建造出各种带有视觉冲击的建筑物，例如：莫斯设计在其设计的绿伞表演厅中加入了一个通过三维扭动曲面而形成的玻璃标志作为表演厅的入口，给人以全新的视觉冲击。同时，针对这个像水晶玻璃瀑布般的自由曲面玻璃天棚，建筑师通过采用计算机对曲面形态进行了精确地控制和调整。

四、职高数学与建筑专业教学中的具体实施建议

（一）制定教学目标

众所周知，建筑离不开数学知识，因此在教学中对教学方案进行合理的计划，也是教学中的重要一环。因此，在制定教学方案时，应该考虑教学在建筑专业中的合理性，从而有针对性的制定教学方案。教学目标的制定主要应该课堂实习须知、课堂实习内容、课堂实习考核等组成。在制定教学方案时，应该充分展现出自身优秀的一面，从而提高学生学习的积极性，同时应该在第一时间对于教学的成果进行检验，从而确保课堂教学的有效性。

（二）开展行之有效的课堂教学活动

尊重建构主义理论下的学生认知结构，倡导学生的自主学习，已成为很多职业学校所认同的学习理论基础。它与职业课程、技能试验、实习实训巧妙结合，面向教育技术的现代化，培养具有技术能力较强、综合素质过硬的高水平技能型人才。这就需要教师在教学过程中把握每一堂课，通过运用多种教学手段将数学和建筑专业知识进行融合，并对重点知识进行讲解。同时还需要教师设计各种教学活动，教学活动主要包括调整建筑和数学教案、运用现代化多媒体技术进行课堂教学、调整课堂氛围等。

（三）合理增删教学内容，突出以就业为导向

职高与一般的学校不同，其突出的是专业技术教学，因此，这就需要教师们首对教学内容模式进行设计。对此，教师可以从提高素质和加强应用的角度来选择所需要教授的内容，突出就业为核心教学思想，在教学过程中，要注重强化知识的运用，并进行推理论证，对进行内容进行层次划分，分清教学主次。如：对于建筑专业的学生来讲，制图、测量则应是教学的主体，而在数学教学中，则应该侧重于几何和三角知识的教学，提高学生的画图分析能力，以此来提高学生的几何空间想象力。

（四）数学教师应加强专业课的学习

当前职高教师存在知识结构欠缺的现象，从而使得教学工作存在一定的难度。对此，职高教师应该将目光放在学生所要学习的各种知识上，而不仅仅只是将目光放在所需教学的内容上。例如：教师在教授工民建筑筑类专业数学课时，应该学习工民建筑专业的相关知识，并且将建筑专业知识与数学知识相结合，以期来提高自身的知识结构。只有通过加强职高教师的专业学习，提高他们的知识结构，才能更好的在促进数学在建筑专业中的有效应用。

五、结论

随着国家对于职业技术教育的重视力度越来越大，职高学校的技术教学也越来越受到重视。总之，职高教育主要目的在于培养出社会需要的实用性技能人才，因此，现阶段职高学生们的主要任务是需要各种技能，尤其是随着建筑行业飞速发展的当代，实用性技能的学习更是对学生提出了严格要求。职高数学的应用，对于学习建筑专业的学生有着重要的影响，其对于学生的实际操作水平高低起着至关重要的作用，同时也是对于教师在教学中的教学有效性的重要体现。数学的实施优越性在职高建筑专业中有着充分的体现，加强对于数学与建筑专业知识相结合的教学，对于学生的后续生涯发展中有着重要的影响意义。