可視化建筑構造教學探索與實踐

石靜 喻圻亮

摘 要：《建筑構造》是建筑類專業的必修課程，教學內容抽象，學生理解困難。建立“建筑可視化”的課程教學，可以彌補這方面的不足，幫助學生三維地、立體地去理解建筑的各部分組成，并注重學生多方面的能力培養。

關鍵詞：可視化；建筑構造教學；三維

《建筑構造》課程主要研究建筑物各組成部分的構造原理和構造方法。課程涉及建筑材料、建筑物理、建筑力學、建筑結構、建筑施工以及建筑經濟等有關方面的知識，是學生認識建筑、了解建筑的重要途徑。

課程一般從墻體、基礎、樓地層、樓梯、屋頂以及門窗等六個基本部分加以講授，內容繁多，細小，復雜，再加上課堂講授的內容比較抽象，學生要真正掌握這些知識存在一定的困難。針對這些課堂上較難掌握的內容，長期以來采取的教學方法是走出教室，以建筑工地為課堂，進行現場教學。但經常帶領學生參觀在建工地，也有安全性、經濟性以及教學進度與在建工地進程的協調性等問題。因此，如何讓學生直觀的了解并學習建筑的內部構造就成了我們教學研究的重點。目前看來，我們主要存在以下的問題：

《建筑構造》課程的特點是成品建筑無法看到其內部層次和做法，而且，真實的建筑也無法搬到課堂上進行拆裝演示，坐在建筑中學習建筑往往讓學生在聽講的過程中無法“看到”建筑。

針對課程特點以及學生在課程學習中遇到的問題，我們對建筑可視化課程教學進行探索與實踐，創造了可視化建筑構造教學方法，并建立了多種素材庫。

建筑可視化設計是以虛擬現實技術為基礎，以建筑構件為對象的設計手段，充分地利用模擬仿真技術。老師借助于虛擬環境，在講課過程中可以從各方位對建筑構造進行詳盡的剖切和講解，從而彌補了初學者想象空間的不足。建筑可視化可以幫助學生更好了理解建筑組成，對于提高教學的直觀性和學生的理解能力具有至關重要的作用。

在建筑構造這門課的教學與研究中，我們制作大量的建筑整體模型、局部構造節點的模型，對建筑各構件進行三維觀察、剖切，透徹地學習掌握建筑構造的特點及要求。課程的“可視化教學”主要體現在以下幾個內容：

建筑形體的整體理解：

以上是對小住宅進行垂直方向的剖切，以展示建筑各不同部位剖面圖的產生。讓初學建筑的學生能夠直觀的了解建筑房屋內部的結構或構造形式，分層情況和各部位的聯系，材料及其高度等，幫助學生準確建立起建筑的平、剖面概念。

建筑細部的三維理解：

主要以墻身大樣及樓梯大樣為例：

/墻身大樣：

墻身大樣包含從基礎以上一直到屋頂的建筑節點，內容從散水、明溝、防潮層；到門窗，過梁，女兒墻；有時還涉及陽臺、雨篷、臺階等，同時地面和樓板也是必要知識點之一，這對于剛接觸構造的學生來講無疑是困難的，因此，我們設計了若干個墻身大樣的可視化模型，從建筑單體，到墻體模型最后到墻身大樣的剖切，從易到難，幫助學生去想象，去分析，最終完成三維到二維的轉換。三維可視化的建筑構造教學彌補了傳統教學中在直觀、立體和動態方面的不足，而且還可以從不同角度詳細地展示它的構造層次，構件組成以及構造特點等，給學生一個身臨其境的感性認識。

/樓梯大樣：

在樓梯類型的課程內容教學中，課程組老師建立了直跑樓梯，平行雙跑樓梯，折行樓梯，剪刀梯等樓梯類型，在幫助學生理解樓梯類型的基礎上能夠繪制出各種不同樓梯類型的平面及剖面圖，形象地反映出不同樓梯的各自特點和不同的視覺效果，并幫助學生快速建立起平面，剖面的概念，直觀的理解平面圖以及剖面圖所表達的意義。

小結：

在建筑構造的學習、研究、教學中，我們充分發揮新軟件新技術的優勢，運用計算機繪圖軟件制作了各種構件的三維模型，多方位多視角地觀察，多層次地剖切取得不同截面的圖形，使得原本枯燥的學習變得生動有趣。可視化建筑構造的教學方法不僅增加了教師講課的信息量，更重要的是給學生一個多維立體的教學空間，激發了學生學習的熱情和興趣。