建筑“模型思維”在高職生態式課堂教學中的培養與實踐

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、工程造價專業學生課堂教學中的表現特點，提出“模型思維”概念，并分析學生建立“模型思維”的意義，進而探討在生態課堂教學中的培養方式與具體實踐。

關鍵詞：生態式;課堂教學;信息化;模型思維;培養;實踐

一、“模型思維”在生態課堂中的形成

“生態式”課堂教學是指一種以生態的眼光、原理和方法進行的教學活動，它是一種系統觀、整體觀、聯系觀、和諧觀、均衡觀下的教育，是一種自然、自由、平衡、和諧的教育，同時也是一種隱性的教育。它強調以一種“生態的”眼光、態度、原理和方法來觀察、思考、理解、解釋復雜的教育問題，并開展教育實踐[1]。生態式課堂緊貼現代建筑信息化技術前沿，往往需要在建筑動態中不斷汲取高科技信息手段。據國家統計局顯示數據得知，我國的建筑信息化程度較歐美等發達國家存在巨大差距，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、同步協調、優化模擬等特性，它在建筑全生命周期中的規劃、設計、施工、竣工的各個階段的溝通表達，都起到關鍵作用。越是信息化程度高的地方，越重視信息模型運用，所以如何運用信息模型，掌握這種思維方式是當今建筑信息化的趨勢。

二、高職建筑專業學生現狀分析

在校內開設的建筑工程技術，道路橋梁工程，工程造價專業中，通過多年課堂教學發現，建筑專業學生在課堂教學中普遍存在以下問題：（1）學習目標不明確、興趣不濃厚;（2）學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：同班級學生文理生兼有，數理化基礎薄弱，計算能力差、對材料組成、力學性質無基本常識，所以對建筑外部造型內部空間的理解存在困難。導致后續專業課程如建筑力學、建筑材料、建筑識圖構造、房屋建筑學、建筑施工技術、工程經濟等專業課程接收吃力，較難達到預期教學效果。如何提升學生的學習勁頭，提高學生的空間思維、理解、輸出表達能力是教師在教學中需要解決的問題。

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”轉化，構建出三維“建筑”效果的思維模式。它是一種思維轉化的處理手法。借助建筑“模型思維”能夠將抽象難懂的二維轉化成生動形象的多維效果。建筑模型思維，將建筑的造型、體量等各種建筑細部信息呈現在頭腦中，具有信息仿真性，如運用CAD、SU、BIM、Revit等軟件的輸出，就是建筑“模型思維”的具體表達。

四、生態課堂“模型思維”的教學

（一）根據專業定位突出培養專業技能

不同專業雖然課程相同，但側重點不一樣。教師要根據不同專業特點進行職業定位分析，例如建筑工程技術專業，側重于建筑施工技術;工程造價專業側重工程經濟造價;道路橋梁專業側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，但輸出表達的實踐項目、創新點、就業方向及核心職業素質各有不同。

（二）課堂中教學中積極引入“模型思維”

在《建筑力學》課堂教學中，學生剛接觸學習梁柱連接節點，主次梁拼接節點時，搞不清楚梁與柱，主梁與次梁具體節點構造形式、受力特點等。借助仿真三維建筑模型展示，進行受力分析，將晦澀抽象的節點具體細信息化，反饋效果優于“黑板面”式講解。在《建筑施工技術》《道路橋梁工程》課堂教學中，引入工程施工技術仿真模擬軟件，將工程施工工藝流程通過仿真動畫呈現出來，構建出學生的空間維度，在此基礎上抓取課程重點→剖析難點→布置習題等環節，實踐結果表明，學生的積極互動性明顯增加。

（三）課后注重“模型思維”的點滴培養

學生“模型思維”的培養，空間抽象能力的建立，是日積月累的結果，并不局限于課堂中。從學生的興趣點出發，課后布置小“游戲”作業，如魔方復原，房屋模擬建造等游戲，通過“作業”的完成，獲得成就感，開發學生的腦洞，實現隱性課堂教學的點滴培養。

五、建筑“模型思維”實踐

培養學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用。校內在課堂教學中經常結合“模型制作”環節。要求學生運用所學專業知識，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→力學分析結構設計→繪制模型效果→加工、下料、節點的連接，制作比例模型→模型完成，力學檢驗（如下圖）。（1）通過完成的作業發現，學生普遍選擇木條，膠，釘子等便攜材料制作模型。（2）學生選擇自己較熟悉的建筑類型，如建工造價學生選擇桁架體系房屋模型;道橋專業學生選擇拱橋類模型。（3）運用軟件CAD/SU輸出模型效果圖。（4）模型制作，通過合理的力學結構設計，將小木條制作成承受大荷載的結構模型。（5）教師對最終作品評析，加深相關專業知識的理解，如立體模型效果圖的繪制方法，力學結構預期承重荷載的設計點，鉚接栓接節點的細部構造原理。

六、結語

建筑模型是建筑直觀的表達，呈現的多維視覺形象是二維圖達不到的。建筑“模型思維”能夠將二維平面轉化成三維形象，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、細部構造。在生態課堂教學中，注重培養運用“模型思維”，可有效發展學生的空間思維能力和綜合理解能力。

參考文獻：

[1]王靖男.高職院校“生態式”課堂教學研究——以建筑工程專業《公共建筑設計原理》為例[J].科技風，2018（12）：22.

[2]劉楊.三維模型在建筑力學教學中的應用[J]中國標準化，2017，（2）：130.

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

課題：《高職院校建筑類專業生態式課堂教學研究與實踐》，項目編號：GZD1317009。黑龍江省教育科學規劃2017年度青年專項課題成果