淺談職高數學與建筑專業知識的結合

李宇清 浙江省嘉興市建筑工業學校 314000

一、前言

職高數學課程是職高數學中的一門重要基礎課程，是許多專業課開展基礎。職高數學教育是以培養技術應用性人才為根本任務，以培養技術應用能力為主線的教育。而建筑專業中的“建筑力學”、“建筑測量”、“建筑制圖與識圖”等方面都與數學有著千絲萬縷的聯系，這就需要學生具有實的數學功底，將數學與建筑專業知識相結合，才能專業學習上得到更好的發展。

二、數學與建筑的關系

（一）數學使建筑變得簡便、精準

職高數學包含數理統計、概率論、幾何等內容，通過對這些數學內容進行學習，可以更好的對建筑專業中的彎矩及撓度計算提供了便利 通過數學中弧長微分與曲率的計算，可以更好的對建筑荷載作用下梁的彎曲程度進行詳細的計算。而職高數學中的概率論、數理統計等內容在建筑設計、建筑結構、建筑施工等方面都有著廣泛的應用。

（二）數學使得建筑變得美觀

數學作為一種客觀美的反映，其通過與建筑相融合，從而為世界創造出一種和諧美。建筑是伴隨著人們對于功能和美感的需求而產生與發展的，其主要是通過對土地、材料進行組合堆積而成的，其從設計到施工再到整體建筑的完成無不體現出數學的重要性。

（三）數學使得建筑計算變得精確、完美

任何建筑物從剛開始的設計到完工都需要經過進行精確的計算，從而使得失誤率降到最低，以此來體現出數學對于建筑的重要性。

三、職高數學與建筑專業的結合

（一）函數

（1）函數曲線變換

許多現代建筑師在設計建筑時以純粹的數學方程來對建筑空間進行設計，通過函數曲線的連續變化來對空間形態進行邏輯確定。例如：赫爾佐格&德梅隆在對170m高的巴塞爾羅氏制藥塔樓設計中就通過采用了一種全新的形態發展方式：將兩條相同直徑的螺旋線根據函數定義將其沿著相反的方向進行延伸，使得其進行交叉疊合從而確定了建筑形態的幾何框架，而依附在螺旋線框架上的玻璃曲面形成了限定的形體。由此可見函數表達式已然成為了建筑形體生成的基礎。

（2）旋轉與螺旋

螺旋作為常見的一種形態，卻有著較為精確的數學原理，通過采用簡單的旋轉原理即可設計出驚人的螺旋造型。例如：馬巖松通過利用微分同胚旋轉在56層的“瑪麗蓮?夢露”大廈中設計出每層旋轉1度至3度的橢圓形平面，從而通過扭轉形成具有柔美的動感曲面。

（二）幾何

隨著科學技術與計算機技術的發展使得建筑中幾何由簡單多面體的應用轉變為對多面體進行復雜的組合與編輯，從而產生出有別人正常的不規則體量，以此來呈現出一種具有陌生而帶有強烈視覺沖擊的藝術感。例如：庫哈斯在設計波爾圖音樂廳時，其通過對一個混凝土多面體進行增減與削切，從而給人們呈現出一個復雜多變的折面，只有當從各個角度對整個建筑面進行觀看時，才能真正的對這個建筑有所理解，給人們帶來了一種強烈的視覺挑戰。建筑對于庫哈斯來講不僅僅只是一個簡單的容器，而且一個能影響社會事件的集合體。OMA（Object Management Architecture）通過復雜的內部空間與獨特的建筑造型相結合，從而呈出多變的建筑造型與變幻的城市景色交相輝映的畫面感，以此來滿足信息時代城市景觀的內在需求。

（三）面

（1）連續折面

連續折面作為當代建筑中較為突出的特征之一，其主要是通過空間連續從而呈現出一種流動感。因此，當代建筑的構造方法正逐漸從“四維分解”轉化成“四維連續”。所謂的四維連續是指通過連續折疊從而形成具有開放性、流動性的空間。通過采用四維連續的構造方法打破了傳統建筑中“層”的概念，并且提高了建筑空間的可塑性和延展性。例如：阿薩迪多電影院設計師通過采用連續折疊的構造方法對垂直界面進行連續性操作，從而使得影院地面產生折疊，并且與內部空間相結合形成連續折疊而光滑的建筑形式。

（2）自由曲面

建筑師們一直以來都對自由曲面有著較高的關注度，尤其是隨著數字技術的發展與成熟，從而促進了數字化設計方法的發展。在建筑領域中，建造師通過利用自由曲面建造出各種帶有視覺沖擊的建筑物，例如：莫斯設計在其設計的綠傘表演廳中加入了一個通過三維扭動曲面而形成的玻璃標志作為表演廳的入口，給人以全新的視覺沖擊。同時，針對這個像水晶玻璃瀑布般的自由曲面玻璃天棚，建筑師通過采用計算機對曲面形態進行了精確地控制和調整。

四、職高數學與建筑專業教學中的具體實施建議

（一）制定教學目標

眾所周知，建筑離不開數學知識，因此在教學中對教學方案進行合理的計劃，也是教學中的重要一環。因此，在制定教學方案時，應該考慮教學在建筑專業中的合理性，從而有針對性的制定教學方案。教學目標的制定主要應該課堂實習須知、課堂實習內容、課堂實習考核等組成。在制定教學方案時，應該充分展現出自身優秀的一面，從而提高學生學習的積極性，同時應該在第一時間對于教學的成果進行檢驗，從而確保課堂教學的有效性。

（二）開展行之有效的課堂教學活動

尊重建構主義理論下的學生認知結構，倡導學生的自主學習，已成為很多職業學校所認同的學習理論基礎。它與職業課程、技能試驗、實習實訓巧妙結合，面向教育技術的現代化，培養具有技術能力較強、綜合素質過硬的高水平技能型人才。這就需要教師在教學過程中把握每一堂課，通過運用多種教學手段將數學和建筑專業知識進行融合，并對重點知識進行講解。同時還需要教師設計各種教學活動，教學活動主要包括調整建筑和數學教案、運用現代化多媒體技術進行課堂教學、調整課堂氛圍等。

（三）合理增刪教學內容，突出以就業為導向

職高與一般的學校不同，其突出的是專業技術教學，因此，這就需要教師們首對教學內容模式進行設計。對此，教師可以從提高素質和加強應用的角度來選擇所需要教授的內容，突出就業為核心教學思想，在教學過程中，要注重強化知識的運用，并進行推理論證，對進行內容進行層次劃分，分清教學主次。如：對于建筑專業的學生來講，制圖、測量則應是教學的主體，而在數學教學中，則應該側重于幾何和三角知識的教學，提高學生的畫圖分析能力，以此來提高學生的幾何空間想象力。

（四）數學教師應加強專業課的學習

當前職高教師存在知識結構欠缺的現象，從而使得教學工作存在一定的難度。對此，職高教師應該將目光放在學生所要學習的各種知識上，而不僅僅只是將目光放在所需教學的內容上。例如：教師在教授工民建筑筑類專業數學課時，應該學習工民建筑專業的相關知識，并且將建筑專業知識與數學知識相結合，以期來提高自身的知識結構。只有通過加強職高教師的專業學習，提高他們的知識結構，才能更好的在促進數學在建筑專業中的有效應用。

五、結論

隨著國家對于職業技術教育的重視力度越來越大，職高學校的技術教學也越來越受到重視。總之，職高教育主要目的在于培養出社會需要的實用性技能人才，因此，現階段職高學生們的主要任務是需要各種技能，尤其是隨著建筑行業飛速發展的當代，實用性技能的學習更是對學生提出了嚴格要求。職高數學的應用，對于學習建筑專業的學生有著重要的影響，其對于學生的實際操作水平高低起著至關重要的作用，同時也是對于教師在教學中的教學有效性的重要體現。數學的實施優越性在職高建筑專業中有著充分的體現，加強對于數學與建筑專業知識相結合的教學，對于學生的后續生涯發展中有著重要的影響意義。