“实际项目”的建筑施工图训练过程与启示
2020-07-11
(辽宁工业大学 艺术设计与建筑学院,辽宁 锦州 121001)
《建筑构造》是一门实践性很强的专业课程,课程内容繁杂难懂,且构造设计能力直接决定将来设计院工作的施工图设计能力。建筑学专业的《建筑构造》课跨越两个学期开设,分别是《建筑构造1》和《建筑构造2》 。目前《建筑构造1》已经学完,通过本学期初的调查,很少有学生能真正将构造与施工图设计建立联系,大家对构造的知识学习多数停留在理论层面。接续学期的《建筑构造2》课程进行了全新的教学方法改革——教师在传统的理论教学基础上增加了“项目式实践教学”。通过对校内已建成的“实际工程项目”进行测绘搜集设计数据,并模拟施工图样例绘制工程项目的楼梯详图和墙身节点详图。目的是锻炼学生的构造设计能力和建筑施工图绘制能力。基于“实际工程项目”的建筑施工图训练的核心体系是“以问题为导向,以项目为基础”的学习方式,属于 PBL 教学模式(Problem-Based Learning),该模式是以学生为中心的教育方式。它将学习与任务和问题挂钩,使学习者投入于问题中。它设计真实性任务,强调把学习设置到复杂的,有意义的问题情景中。通过学习的自主探究和合作来解决问题,从而学习隐藏在问题背后的科学知识,形成解决问题的技能和自主学习的能力。
一、当前PBL 教学模式国内外发展概述
(一)PBL 教学模式在国外的发展情况
1969 年由美国的神经病学教授Barrows 在加拿大的麦克马斯特大学首创以问题为导向的教育方式,最初主要应用于医学教育,80 年代后期在北美获得了较快的发展。至1991 年,美国70%的医学院已不同程度地采用了PBL 教学模式。自90 年代后,欧洲部分医学院也开始进行PBL 课程的实验。香港大学医学院于1997 年开始进行PBL 教学,目前PBL 教学已占该校全部医学教育的60%,而美国哈佛大学医学院已全部应用PBL 教学。PBL 教学后来扩展到包括教育学院、商学院、工程学院的教学改革中。随后几十年,在美、加、英等欧美国家得到较快的发展,目前已成为国际上较流行的一种教学方法,以此类教学法出名的包括荷兰顶级大学马斯特里赫特大学等世界著名院校。
(二)PBL 教学模式在国内的发展情况
国内对项目式学习的研究起步较晚,PBL 教学模式于80 年代中期引入我国。首先,在一些医学院校开始试行,进行了尝试和探索,取得了一些经验。在医学教育中开展PBL 主要是实行导师制,学生在导师指导下分组活动,解决一个指定的实际问题,导师通常是由教授或者高水平的研究生来充当,主要是在学生需要解决问题时提供帮助,同时对出现的知识性问题进行必要的解释和提示。
由于PBL 在医学教育领域的应用,在短期内取得了丰硕的成果,也得到了其它领域教育实践工作者的普遍认同。目前,PBL 教学模式逐渐从医学教学转向其它教育,如建筑工程、法律、旅游、会计、机电市场营销。PBL 在现实生活中更多地应用于企业和职业培训机构中,真正应用于课堂的实践案例极少,大多数仍处于探索阶段。
二、“实际工程项目”建筑施工图训练任务概述
任选校园内建筑一栋,以小组为单位(每组3—5 人)完成如下作业:
(一)楼梯详图绘制
选择建筑内部楼梯进行实际测绘(测绘楼梯踏步、平台、梯梁及平台梁、梯井等尺寸),在基础数据搜集基础上设计并绘制该楼梯详图,深度参照《民用建筑工程建筑施工图设计深度图样》GB09J801 中楼梯详图绘制说明完成,成果要求附上楼梯间拍照图片不少于4 张(底层楼梯、标准层楼梯、顶层楼梯及楼梯间外立面),参考书目为构造图集《楼梯》辽2015J601。
(二)墙身节点详图
选择建筑一外墙面,通过实际测量获得相关数据(女儿墙高度、建筑外窗口大小、层高、室内外高差等),在实际测量基础上设计并绘制该段外墙的墙身大样图(要求考虑辽宁地区建筑节能设计要求)。墙身节点详图深度参照《民用建筑工程建筑施工图设计深度图样》GB09J801 中墙身节点详图完成,成果要求附上建筑外墙内外图片不少于6 张(底层、标准层、顶层内外立面各1 张),参考书目为《外墙外保温》辽2015J301、《室外工程、墙体保温构造》辽2012j101、《工程做法》辽2015J101、《外墙外保温建筑构造》GB10J121 图集等。
三、施工图训练过程及启示
施工图训练过程包含:资料阅读、交流讨论、读书报告、工程测量、图纸绘制、成果交流等环节。
(一)资料阅读
资料阅读是施工图训练的第一步,也是最关键的一步。老师要求每位学生通过课下时间阅读本次设计任务的所有相关资料,资料由老师精心挑选后再通过慕课教学平台上传到《建筑构造2》资料库中。所有资料均为设计院人员实际工作中常用资料,包含本项目完成所涉及的所有建筑构造图集及规范的PDF 电子版文件、图纸样例扫描件。为保证出图的规范性,教师还上传了《房屋建筑制图统一标准》GBT 50001 2001、《建筑制图标准规范》GBT50104-2010 两本书的电子版文件作为制图参考书。所有资料学生均可网上下载也可在线观看。由于资料较多,教师要求学生重点对《民用建筑工程建筑施工图设计深度图样》GB09J801 这本书进行精读,对其它资料仅做泛读即可。
通过阅读《民用建筑工程建筑施工图设计深度图样》GB09J801 这本书,学生了解到一般施工图设计的内容分为九部分,分别为封面、目录、设计说明、平面图、立面图、剖面图、详图及门窗立面图及门窗表、计算书等[1]。该书对每部分内容均有深度规定条文和相应实例工程图样,是学生绘制施工图的重点参考书。
本次施工图训练项目所涉及的构造图集较多,集分国标和辽标两种类型。国标图集适用范围为全国,辽标图集是辽宁的地方标准,更适合辽宁地区的建设项目,设计时需重点考虑北方建筑的节能设计和防冻胀处理等问题。学生对图集的阅读可采用了泛读形式——构造图集实际上是构造教材的补充和深化,构造教材强化的是构造设计原理的基本讲解,构造图集更强调的是工程实际应用。本次资料阅读对图集中构造设计的具体做法不做要求,学会在施工图设计中如何使用构造图集则是关键。掌握图集详图索引方法及各符号的含义是图集使用的重中之重,图1 为图集详图索引的基本方法。
图1 图集详图索引的基本方法
(二)交流讨论
交流讨论环节是以小组为单位于课外进行,交流内容为需要阅读的参考资料内容。此外,小组成员还需通过此环节根据任务书制定任务完成计划。小组通过交流讨论,对设计资料的使用方法进行了全面总结归类,建立了各参考资料的内容思维导图,强化了完成任务所需设计资料中的重点内容,最终明确完成任务所需步骤并根据任务内容合理确定组员分工。
交流讨论环节加强了组员的沟通交流,更考验了学生的团队合作能力。任务的明确有利于调动每位组员的积极性,使每位成员都能积极参与到任务中。通过交流讨论,制定的计划更加合理可行,为任务有序地进行奠定了良好的基础。
(三)读书报告
读书报告环节是交流讨论内容的强化过程,也是老师对学生资料阅读及交流成果的一个阶段性检查。读书报告顺序根据参考书目以抽签的形式确定汇报学生名单,学生需依据PDF 电子文件阐述资料主要内容和使用方法等。学生汇报后老师会针对实际交流情况对学生汇报内容进行纠正和补充。对所要求精读的材料交流汇报分章节进行,确保交流有深度和广度。而对泛读材料则简单阐述,了解资料主要编写思路,学会如何使用资料即可。
通过以上环节,学生对建筑构造设计任务有了更深入地理解,完成设计任务的思路更加明确了。交流讨论与读书报告环节拓展了建筑构造的书本知识,增加了学生获取构造知识的新途径,有效地扩展了课堂教学,开阔了学生的视野,使学生更加明确了构造所学与施工图的关系,强化了构造知识在实际工程设计中的应用。
(四)工程测量
工程测量是着手设计任务的第一步,也是学生接触“实际工程项目”的主要手段。实际的工程测量不只是体力活,更需要学生开动脑筋,细心观察并根据研读的资料分析实际工程做法,并在对应图集中找到做法的出处。需要学生根据建筑外观的“皮”,分析出建筑内部的“瓤”,再根据《民用建筑工程建筑施工图设计深度图样》对测量结果进行正确的施工图表达。通过对实际工程项目的测量,学生不但建立了建筑构造与建筑设计的关联,积累了常用的设计相关数据,更主要是学会了实际工程的设计院施工图表达方法,锻炼了施工图能力,为以后能快速上手建筑设计院实习奠定了良好的基础,使学生更加有信心地面对未来实际工作。
(五)图纸绘制
获取测量数据和图纸绘制是一个动态反复过程,好在“实际项目”立足于校园,让学生的补测工作能方便些。确定设计数据和具体工程做法后根据施工图深度图样模拟进行施工图绘制工作即可。而学会楼梯及墙身节点的施工图表达是学生本次训练的任务,也是学生将来在设计院工作上手施工图所需的重要能力。经历整个训练过程后学生发现,原来真正用到的图纸绘制所需要参考资料并不需要很多:
《深度图样》中明确了楼梯详图和墙身详图的绘制内容和要求:楼梯详图绘制比例多以1:50 绘制,所注尺寸均为建筑完成面尺寸,宜注明墙轴线号、墙厚与轴线关系尺寸。详图应绘制并标注梯段,休息平台尺寸和标高。各梯段步数和尺寸,表示上下方向、扶手、栏杆(板)、踏步、梯段侧面、板底装修等做法索引。墙身详图多以1:20,绘制完整的墙身详图(简单工程可在剖面图上用方或圆形框线引出就近绘制节点详图),墙身详图一般应表达墙身基础,勒脚墙,门窗口立樘及洞口构造、楼板、阳台、女儿墙、挑檐屋面等构造,并表示建筑节能要求。明确了以上这些要素后,根据实测结果参照样例深度绘制即可。
采用《构造标准图集》则需注意以下几点:
(1)选用任何一册标准图集,都应先仔细阅读该图集的相关说明,以便了解其使用范围,要求的条件以及索引方法。
(2)选用的工程做法和构造详图,应与本工程的功能、部位相符。仅有个别尺寸和构造有不同者应注明“参见”及不同之处。
此外,学生需要通过《制图标准》侧重了解建筑专业图样画法、线型规定、图例表达等。如:建筑构造详图中被剖切的主要部分的轮廓线为粗线b,次要构造轮廓线为中粗线0.7b,图例填充线、家具线则为0.25b,其余为0.5b 等[4]。
图纸绘制过程,实际上是对资料的整合应用过程。看似繁杂的建筑构造资料,经过整理后“变薄”了,学生头脑中的资料不再局限于工程构造某一节点的具体做法,而是对建筑构造资料的宏观把握。学生知道了如何查找资料,更知道如何使用这些资料。学生头脑中建立了构造资料使用的思维导图,视野扩大了,对构造设计变得更有把握。
(六)成果交流
成果图纸完成后,老师先要求学生先打印图纸小样,并结合成果电子版进行分组汇报展示。老师指出图纸绘制存在的问题,学生进行修改后才可将成果出图并公开展示交流。小组的优秀作业电子版将被上传到慕课教学平台进行展示并可得到老师和同学们的点评。
成果交流不单是一个汇报过程、而是一个考核过程,更是一个交流过程。每组学生通过交流可接触更多的“实际工程项目”,了解更多的“设计存在问题”,通过对问题的解决,增加设计经验,巩固强化设计方法,提高构造设计能力。
四、考核方法改革
《建筑构造2》成绩评定一改传统课程“一卷定音”的考核方式,加强了对平时环节的考核,尤其是本次建筑施工图训练成绩权重占比达50%。《建筑构造2》总成绩组成为“建筑施工图训练的过程评价成绩(25%)+项目成果评价成绩(25%)+平时节点抄绘作业成绩(25%)+期末考试成绩(25%)”,考核在传统成绩评定项基础上,增加了对实践项目完成情况的过程评价和成果评价。老师通过提出问题、分析问题、解决问题的教学思维,以项目为导向,设定问题情境,引导学生对知识点进行主动探求,增加了学生的学习兴趣,提高了学习效果。对平时考核的强化彻底改变了学生以往“平时不学习,期末搞突击”的学习习惯[5]。
五、结 语
基于“实际工程项目”的建筑施工图训练过程实际上是老师以项目问题为导向,不断激发学生主动去思考的探索过程,老师在项目完成过程中的角色变成了“导师”。学生在学习的过程中以自学讨论为主,采用分组协作形式完成项目并对成果进行汇报和交流。整个过程培养了学生的团队合作精神,调动了学生的学习积极性,使学生学习变被动为主动,实现了翻转课堂[6]。项目采用学生身边熟悉的校园建筑作为“与实际工程接轨的具体项目”,有利于将复杂的工程设计简单化,实操性强;所选取的楼梯详图设计、墙身详图设计两项任务在施工图设计中最具代表性,使训练任务的设置简化且具有侧重点,让施工图训练更加有的放矢。任务完成的同时,学生基本掌握了施工图的绘制方法,这种全新学习模式让学生建立了构造、施工图、方案设计的桥梁,有利于学生对所学构造知识的建构和整合,并最终提高了学生的工程实践能力。