建筑“模型思維”在高職生態(tài)式課堂教學(xué)中的培養(yǎng)與實(shí)踐

王靖男 劉玉臣 王丹丹 李春欣

摘 要：通過分析高職建筑工程、道路橋梁、工程造價(jià)專業(yè)學(xué)生課堂教學(xué)中的表現(xiàn)特點(diǎn)，提出“模型思維”概念，并分析學(xué)生建立“模型思維”的意義，進(jìn)而探討在生態(tài)課堂教學(xué)中的培養(yǎng)方式與具體實(shí)踐。

關(guān)鍵詞：生態(tài)式;課堂教學(xué);信息化;模型思維;培養(yǎng);實(shí)踐

一、“模型思維”在生態(tài)課堂中的形成

“生態(tài)式”課堂教學(xué)是指一種以生態(tài)的眼光、原理和方法進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)，它是一種系統(tǒng)觀、整體觀、聯(lián)系觀、和諧觀、均衡觀下的教育，是一種自然、自由、平衡、和諧的教育，同時(shí)也是一種隱性的教育。它強(qiáng)調(diào)以一種“生態(tài)的”眼光、態(tài)度、原理和方法來觀察、思考、理解、解釋復(fù)雜的教育問題，并開展教育實(shí)踐[1]。生態(tài)式課堂緊貼現(xiàn)代建筑信息化技術(shù)前沿，往往需要在建筑動(dòng)態(tài)中不斷汲取高科技信息手段。據(jù)國家統(tǒng)計(jì)局顯示數(shù)據(jù)得知，我國的建筑信息化程度較歐美等發(fā)達(dá)國家存在巨大差距，建筑信息化率僅為全球平均水平的十分之一。由于信息化模型具有直觀可視、同步協(xié)調(diào)、優(yōu)化模擬等特性，它在建筑全生命周期中的規(guī)劃、設(shè)計(jì)、施工、竣工的各個(gè)階段的溝通表達(dá)，都起到關(guān)鍵作用。越是信息化程度高的地方，越重視信息模型運(yùn)用，所以如何運(yùn)用信息模型，掌握這種思維方式是當(dāng)今建筑信息化的趨勢。

二、高職建筑專業(yè)學(xué)生現(xiàn)狀分析

在校內(nèi)開設(shè)的建筑工程技術(shù)，道路橋梁工程，工程造價(jià)專業(yè)中，通過多年課堂教學(xué)發(fā)現(xiàn)，建筑專業(yè)學(xué)生在課堂教學(xué)中普遍存在以下問題：（1）學(xué)習(xí)目標(biāo)不明確、興趣不濃厚;（2）學(xué)生接收和理解知識的能力水平差，尤其是空間思維。究其原因：同班級學(xué)生文理生兼有，數(shù)理化基礎(chǔ)薄弱，計(jì)算能力差、對材料組成、力學(xué)性質(zhì)無基本常識，所以對建筑外部造型內(nèi)部空間的理解存在困難。導(dǎo)致后續(xù)專業(yè)課程如建筑力學(xué)、建筑材料、建筑識圖構(gòu)造、房屋建筑學(xué)、建筑施工技術(shù)、工程經(jīng)濟(jì)等專業(yè)課程接收吃力，較難達(dá)到預(yù)期教學(xué)效果。如何提升學(xué)生的學(xué)習(xí)勁頭，提高學(xué)生的空間思維、理解、輸出表達(dá)能力是教師在教學(xué)中需要解決的問題。

三、建筑“模型思維”概念提出

建筑“模型思維”，是將二維“建筑平面”轉(zhuǎn)化，構(gòu)建出三維“建筑”效果的思維模式。它是一種思維轉(zhuǎn)化的處理手法。借助建筑“模型思維”能夠?qū)⒊橄箅y懂的二維轉(zhuǎn)化成生動(dòng)形象的多維效果。建筑模型思維，將建筑的造型、體量等各種建筑細(xì)部信息呈現(xiàn)在頭腦中，具有信息仿真性，如運(yùn)用CAD、SU、BIM、Revit等軟件的輸出，就是建筑“模型思維”的具體表達(dá)。

四、生態(tài)課堂“模型思維”的教學(xué)

（一）根據(jù)專業(yè)定位突出培養(yǎng)專業(yè)技能

不同專業(yè)雖然課程相同，但側(cè)重點(diǎn)不一樣。教師要根據(jù)不同專業(yè)特點(diǎn)進(jìn)行職業(yè)定位分析，例如建筑工程技術(shù)專業(yè)，側(cè)重于建筑施工技術(shù);工程造價(jià)專業(yè)側(cè)重工程經(jīng)濟(jì)造價(jià);道路橋梁專業(yè)側(cè)重于道路與各種橋梁工程施工。即使同樣需要熟悉工程圖紙，但輸出表達(dá)的實(shí)踐項(xiàng)目、創(chuàng)新點(diǎn)、就業(yè)方向及核心職業(yè)素質(zhì)各有不同。

（二）課堂中教學(xué)中積極引入“模型思維”

在《建筑力學(xué)》課堂教學(xué)中，學(xué)生剛接觸學(xué)習(xí)梁柱連接節(jié)點(diǎn)，主次梁拼接節(jié)點(diǎn)時(shí)，搞不清楚梁與柱，主梁與次梁具體節(jié)點(diǎn)構(gòu)造形式、受力特點(diǎn)等。借助仿真三維建筑模型展示，進(jìn)行受力分析，將晦澀抽象的節(jié)點(diǎn)具體細(xì)信息化，反饋效果優(yōu)于“黑板面”式講解。在《建筑施工技術(shù)》《道路橋梁工程》課堂教學(xué)中，引入工程施工技術(shù)仿真模擬軟件，將工程施工工藝流程通過仿真動(dòng)畫呈現(xiàn)出來，構(gòu)建出學(xué)生的空間維度，在此基礎(chǔ)上抓取課程重點(diǎn)→剖析難點(diǎn)→布置習(xí)題等環(huán)節(jié)，實(shí)踐結(jié)果表明，學(xué)生的積極互動(dòng)性明顯增加。

（三）課后注重“模型思維”的點(diǎn)滴培養(yǎng)

學(xué)生“模型思維”的培養(yǎng)，空間抽象能力的建立，是日積月累的結(jié)果，并不局限于課堂中。從學(xué)生的興趣點(diǎn)出發(fā)，課后布置小“游戲”作業(yè)，如魔方復(fù)原，房屋模擬建造等游戲，通過“作業(yè)”的完成，獲得成就感，開發(fā)學(xué)生的腦洞，實(shí)現(xiàn)隱性課堂教學(xué)的點(diǎn)滴培養(yǎng)。

五、建筑“模型思維”實(shí)踐

培養(yǎng)學(xué)生的空間模型思維意識，需要注重三維模型在課堂中的具體運(yùn)用。校內(nèi)在課堂教學(xué)中經(jīng)常結(jié)合“模型制作”環(huán)節(jié)。要求學(xué)生運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識，制作建筑模型，材料自行選擇。模型制作流程如下：收集資料→頭腦概念模型→力學(xué)分析結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)→繪制模型效果→加工、下料、節(jié)點(diǎn)的連接，制作比例模型→模型完成，力學(xué)檢驗(yàn)（如下圖）。（1）通過完成的作業(yè)發(fā)現(xiàn)，學(xué)生普遍選擇木條，膠，釘子等便攜材料制作模型。（2）學(xué)生選擇自己較熟悉的建筑類型，如建工造價(jià)學(xué)生選擇桁架體系房屋模型;道橋?qū)I(yè)學(xué)生選擇拱橋類模型。（3）運(yùn)用軟件CAD/SU輸出模型效果圖。（4）模型制作，通過合理的力學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，將小木條制作成承受大荷載的結(jié)構(gòu)模型。（5）教師對最終作品評析，加深相關(guān)專業(yè)知識的理解，如立體模型效果圖的繪制方法，力學(xué)結(jié)構(gòu)預(yù)期承重荷載的設(shè)計(jì)點(diǎn)，鉚接栓接節(jié)點(diǎn)的細(xì)部構(gòu)造原理。

六、結(jié)語

建筑模型是建筑直觀的表達(dá)，呈現(xiàn)的多維視覺形象是二維圖達(dá)不到的。建筑“模型思維”能夠?qū)⒍S平面轉(zhuǎn)化成三維形象，具備“模型思維”能力更有助于理解建筑的尺度、空間功能、外部造型、細(xì)部構(gòu)造。在生態(tài)課堂教學(xué)中，注重培養(yǎng)運(yùn)用“模型思維”，可有效發(fā)展學(xué)生的空間思維能力和綜合理解能力。

參考文獻(xiàn)：

[1]王靖男.高職院?！吧鷳B(tài)式”課堂教學(xué)研究——以建筑工程專業(yè)《公共建筑設(shè)計(jì)原理》為例[J].科技風(fēng)，2018（12）：22.

[2]劉楊.三維模型在建筑力學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用[J]中國標(biāo)準(zhǔn)化，2017，（2）：130.

[3]李佳偉.淺談建筑模型中制作材料的應(yīng)用[J].北京：中國科技博覽，2009，（11）：126-127.

課題：《高職院校建筑類專業(yè)生態(tài)式課堂教學(xué)研究與實(shí)踐》，項(xiàng)目編號：GZD1317009。黑龍江省教育科學(xué)規(guī)劃2017年度青年專項(xiàng)課題成果