建筑學實驗室發展現狀與改革探究

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建筑學實驗室發展現狀與改革探究

摘要:在中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院建筑系建筑專業評估為契機下,以京津地區的4所高校建筑專業實驗室為例,對這4所高校的實驗室現狀進行文獻調研及研究。結合該校建筑系實驗室教學發展現狀與實驗室未來發展趨勢,整合現有資源,對建筑專業實驗室教學改革提出幾點思考。

關鍵詞:建筑學科評估,實驗室建設,教學改革

1概述

國內關于高校實驗教學改革與研究較少,鮮有涉及建筑學專業實驗室的專項研究。目前已有成果主要論述了高校中所有專業實驗室教學的現狀、存在的問題及解決方法。選擇《建筑學實驗教學發展現狀改革研究———以京津地區4所高校為例》為題目有以下幾點原因:1)本題目針對建筑學這一具體專業的實驗室做調查研究,具有針對性、指向性強的特點,課題內容對實際實驗室教學更具有指導性;2)針對建筑學實驗室進行調查研究,一是結合自身專業更深入的對建筑學實驗室工作進行探究,二是更好的將課題研究成果運用在開展建筑學實驗室的具體工作中,具有實際意義;3)選取京津地區4所具有代表性的高校進行研究,因各高校具有不同特點,調查研究成果具有一定說服性。

2四所高校建筑專業實驗室發展現狀調研

2.1清華大學。清華大學建筑學實驗教學中心依托清華大學建筑學院,具有63年的實驗教學傳統。省部級重點實驗室有9個,校級科研與教育機構有3個,若干校外實踐基地。清華大學的實驗教學中心主要承擔建筑學實驗教學課程,是建筑學必修課程,屬于專業基礎課,貫穿建筑學教育全過程。實驗室教學課程分為三種類型:主干設計實驗課程、支撐專業實驗課程、拓展校外實驗課程。實驗教學課程占建筑學本科培養所需分數的51%。專業實驗課程包括建筑材料與工藝、建筑物理、建筑歷史與測繪、建筑模擬與計算機輔助設計、建筑美術、城市信息等6個方向。校外實踐課程包括建筑材料與工藝、建筑歷史與測繪、建筑美術3個方向。

2.2北京建筑大學。北京建筑大學建筑與城市規劃學院科研研究平臺有2個實驗室,1個研究中心和1個實踐基地,分別是“綠色建筑與節能技術”北京市重點實驗室、建筑遺產保護實驗室、鄉村規劃(北方)研究中心、北京市校內創新實踐基地。

2.3天津大學。天津大學建筑學院有國家級省部級科研機構7個,建筑設計研究所中心11個,科研創作機構12個。與建筑設計專業相關的科研創作機構有生態城市與綠色建筑理論研究中心和數字化設計研究所,其中生態城市與綠色建筑理論研究中心的研究方向主要有3個:第一:智慧型生態城市理論與設計方法研究;第二:基于數字技術的系統化綠色建筑研究;第三:中西現當代建筑理論與設計方法研究。數字化設計研究所出于創新性與跨學科考慮,是環境工程、土木工程、計算機等學科的科研力量依托建筑學院成立的[3]。研究所現有“參數化設計”和“空間計算”兩個研究方向,擁有三維圖形工作站、數字化設計繪圖、可視化、空間分析、環境模擬等軟件,具有良好的試驗機計算機運算環境,同時還有CNC數字機床、激光三維掃描儀、三圍成型機、激光雕刻機等完善的數字化模型設備。實驗室科研機構完善的硬件及軟件條件除了為學院師生提供日常的教學和科研平臺,還建構了全方位的合作學術平臺,促進了建筑學院在建筑專業背景下對本科生和研究生的綜合素質培養及訓練。

2.4河北工程大學。河北工程大學的建筑專業以“大工程理念”為建設目標,立足民用建筑,培養具有適應能力強的通才型、復合型高級建筑專業人才。他們的建筑技術實驗室下面有7個分實驗室,分別是:光學實驗室、模型實驗室、泥塑實驗室、熱工實驗室、聲學實驗室、數字實驗室、造型實驗室。實驗室儀器總共有47種,可開放的實驗項目有8種,開放專業為建筑學、城市規劃本科生、建筑學研究生。實驗室在學生完成實驗項目后,要求學生提交相應的實驗報告和實驗結果。根據實驗實際情況,階段性組織“開放實驗室交流答辯會”等交流活動工作,增加實驗小組之間的溝通,分析實驗結果,培養學生動手實踐和口頭表達的能力,會后整理、收集相關資料,做好收集和論文推薦發表工作。

3本校建筑專業實驗室現狀及存在問題

3.1實驗室教學計劃少、分配不明確及空置問題本校建筑專業實驗室還處在發展中階段,實驗室專職教學人員不足,導致實驗課一直附屬于建筑設計理論課,并無明確實驗課課時的劃分。在學校的學科政策及教學制度的傾斜背景下,理論課始終是專業課老師們教授的重點,實驗實踐環節學生在課后自行完成,在這種影響下的學生也形成了重理論、輕實驗的學習態度。在如上背景下,最終導致專業實驗室發展不足,實驗室教學不受重視,學生動手實踐能力得不到充分的發展。在21世紀信息化時代,電腦設計作圖成為主流,手繪及動手做模型等實驗環節已經成為“費時又費力”的代表,但在本科教學階段,實驗室的教學環節始終是建筑設計基礎課程的關鍵點,實踐動手能力有助于培養學生的代入感及尺度感,更好的將多元化的知識整合在自己的設計中,從而形成連貫的設計思維。通過實踐動手可將想法落實到建筑作品中,培養實踐能力與形成設計思維同等重要,兩者缺一不可,如果只重視理論學習而忽略實踐能力的培養,最終會導致學生設計時出現紙上談兵現象,而實踐能力較差。建筑專業實驗室教學計劃少、課時分配不明確還會導致專業實驗室空置的問題。實驗室只有在建筑設計理論課需要有實踐環節時開放,其余時間則成為堆放模型等實驗成果的“儲藏間”,現有的實驗室設備成為擺設,造成了實驗室資源浪費的現象。

3.2實驗室教學方法手段老舊及投入資金不足。目前實驗室教學的方法與手段多為傳統意義上的驗證式、演示型教學,教學形式單一,實驗課多放于理論課之后,學生缺乏自主性和創新性。在實驗教學過程中,教師將實驗課題目標、實驗內容及步驟教授給學生后,學生只能按照老師所教授的按部就班的進行驗證性實驗,這樣的實驗課教學中學生處于被動、從屬地位,又因為前文所述實驗室開放時間不足,所以學生只能在有限的時間內完成實驗課上教授的內容,缺乏綜合創新型實驗。本校建筑專業實驗室現存實驗設備均為小型木作手持設備,學院路及沙河校區分別配有一臺900×600的激光雕刻機,古代建筑模型實驗室配有14種28臺設備,主要含有縮小比例的古代建筑局部構件,起到輔助建筑專業設計課的基礎教學作用。現有的實驗室設備只能夠滿足本科生做一系列小型的木作模型,缺少大型的三維設備和機床,無法滿足做大型房屋模型的要求,所以現在本科生在做設計模型時還在用基礎類的手持工具制作。綜上所述,實驗室現有條件依舊起到輔助建筑設計基礎理論課的作用,對于實驗室自主教學設立的要求相差甚遠,應該引入計算機軟件配套、3D打印機、VR全息影像等現代高科技設備,還需要更多的資金投入。

4建筑專業實驗室改革思路探究

4.1制定實驗室多層次教學體系。傳統的建筑實驗課教學一直是建筑設計理論課的輔助課程,主要內容多為演示型、驗證性實驗,缺少多層次、多角度的綜合自主性實驗。現代的實驗課應向多方位發展,不止有驗證理論和傳授技能的課程設計,應該結合不同年級不同設計項目的課程特點,建立一套基礎性實驗—綜合性實驗—設計研究性實驗的三層次實驗教學體系進行分層教學[1]。實驗室教學需要提高實驗的綜合性和設計性,形成單獨的教學、考核體系,不再作為建筑設計教學的附屬課。實驗室教學需要引進先進的教學手段,例如數字化教學、綠色建筑、VR等可視化、空間分析等軟件,這樣有利于完善綜合性實驗課程的設計,提高畢業設計綜合性的開發。日??梢酝ㄟ^增加實驗室開放時間,提高實驗室使用靈活度,讓高年級的學生利用實驗室更好的參與導師的課題研究,增加綜合性實驗設計的項目,使學生可以得到全方位的訓練。

4.2與學科建設緊密結合,教學方式改革。學科建設一直是作為各大高校的中心工作之一,這項工作是體現本校在國內外發展水平的重要標志和排名的主要依據,所以學科發展對于高校至關重要。實驗室教學改革需要與學科建設相結合,不能與之脫節,雖然前文強調實驗室教學需要提高獨立性,但實驗室的建設與教學規劃同樣要與學科自身特點相結合,不能游離于學科建設之外,這樣才能使實驗室教學更優化,保證教學資源更高效的使用,使實驗室教學在教學工作中充分的發揮作用。實驗室傳統教學方式主要以講授為主,引導學生可以順利完成實驗。但是這種教學方式無法更好的滿足學生自主創新設計的實驗,在自主設計的實驗中學生會遇到各種各樣的問題,這時則需要指導實驗的老師進行一對一有針對性的指導,根據本校建筑系實驗室實驗員的具體數量,現階段是無法滿足給學生進行大量的具有針對性的指導。因此,教授協同講授實驗課可以作為解決的方法之一,第一可使高校教授的科研項目與實驗室教學實踐相互融通,第二可成為本科生創新實驗的技術支持,所以教授協同講授指導實驗室教學是高校創新性實驗教學改革的關鍵[2]。教授往往講授和科研任務比較繁重,在考核工作量方面上對教授的吸引力也不大,所以要想實現教授協同實驗老師進行實驗教學還需要在考核制度上面的改進,從而提高實驗教學對教授的吸引力。根據中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院的專業特色,將建筑學教學與其他專業相結合,在開采沉陷影線的場地進行建筑規劃設計,是具有中國特色的世界性重大難題。繼續依托學校礦業學科優勢,深化“礦山建筑學”教學研究體系,力爭國內領先,今年年底前建立“可礦山建筑學”實驗室。對標國家相關培養指標,結合我校實際情況,結合礦山建筑學特色,培養一大批既適應建筑學行業需求又擅長“礦山建筑學”專題設計及研究能力的本、碩、博人才。

5結語

實驗教學是高校專業教學的重要環節,是培養創新型人才的主要途徑與手段。實驗室改革是一項系統的工作,涉及到教學及管理等多重問題,只有堅持改革、不斷探索、實踐和總結,使建筑專業實驗室教學更加完善,為高校實驗室教學改革做出貢獻,為社會培養出更優秀的創新型人才。

參考文獻:

[1]劉梅堂,孫華,王天雷.新形勢下高校實驗教學改革的幾點思考[J].廣州化工,2015,43(22):222-223.

[2]滕愛玲,王守仁,楊麗影.大眾化教育下的高校實驗教學改革[J].科技情報開發與經濟,2005,15(6):212-213.

[3]天津大學建筑學院官網[EB/OL].

[4]盧云霞.高校實驗教學現狀的分析與探討[J].高教學刊,2015(21):224-225.

作者:馬澤雯 單位:中國礦業大學(北京)力學與建筑工程學院

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