建筑“模型思维”在高职生态式课堂教学中的培养与实践

王靖男 刘玉臣 王丹丹 李春欣

摘 要：通过分析高职建筑工程、道路桥梁、工程造价专业学生课堂教学中的表现特点，提出“模型思维”概念，并分析学生建立“模型思维”的意义，进而探讨在生态课堂教学中的培养方式与具体实践。

关键词：生态式;课堂教学;信息化;模型思维;培养;实践

一、“模型思维”在生态课堂中的形成

“生态式”课堂教学是指一种以生态的眼光、原理和方法进行的教学活动，它是一种系统观、整体观、联系观、和谐观、均衡观下的教育，是一种自然、自由、平衡、和谐的教育，同时也是一种隐性的教育。它强调以一种“生态的”眼光、态度、原理和方法来观察、思考、理解、解释复杂的教育问题，并开展教育实践[1]。生态式课堂紧贴现代建筑信息化技术前沿，往往需要在建筑动态中不断汲取高科技信息手段。据国家统计局显示数据得知，我国的建筑信息化程度较欧美等发达国家存在巨大差距，建筑信息化率仅为全球平均水平的十分之一。由于信息化模型具有直观可视、同步协调、优化模拟等特性，它在建筑全生命周期中的规划、设计、施工、竣工的各个阶段的沟通表达，都起到关键作用。越是信息化程度高的地方，越重视信息模型运用，所以如何运用信息模型，掌握这种思维方式是当今建筑信息化的趋势。

二、高职建筑专业学生现状分析

在校内开设的建筑工程技术，道路桥梁工程，工程造價专业中，通过多年课堂教学发现，建筑专业学生在课堂教学中普遍存在以下问题：（1）学习目标不明确、兴趣不浓厚;（2）学生接收和理解知识的能力水平差，尤其是空间思维。究其原因：同班级学生文理生兼有，数理化基础薄弱，计算能力差、对材料组成、力学性质无基本常识，所以对建筑外部造型内部空间的理解存在困难。导致后续专业课程如建筑力学、建筑材料、建筑识图构造、房屋建筑学、建筑施工技术、工程经济等专业课程接收吃力，较难达到预期教学效果。如何提升学生的学习劲头，提高学生的空间思维、理解、输出表达能力是教师在教学中需要解决的问题。

三、建筑“模型思维”概念提出

建筑“模型思维”，是将二维“建筑平面”转化，构建出三维“建筑”效果的思维模式。它是一种思维转化的处理手法。借助建筑“模型思维”能够将抽象难懂的二维转化成生动形象的多维效果。建筑模型思维，将建筑的造型、体量等各种建筑细部信息呈现在头脑中，具有信息仿真性，如运用CAD、SU、BIM、Revit等软件的输出，就是建筑“模型思维”的具体表达。

四、生态课堂“模型思维”的教学

（一）根据专业定位突出培养专业技能

不同专业虽然课程相同，但侧重点不一样。教师要根据不同专业特点进行职业定位分析，例如建筑工程技术专业，侧重于建筑施工技术;工程造价专业侧重工程经济造价;道路桥梁专业侧重于道路与各种桥梁工程施工。即使同样需要熟悉工程图纸，但输出表达的实践项目、创新点、就业方向及核心职业素质各有不同。

（二）课堂中教学中积极引入“模型思维”

在《建筑力学》课堂教学中，学生刚接触学习梁柱连接节点，主次梁拼接节点时，搞不清楚梁与柱，主梁与次梁具体节点构造形式、受力特点等。借助仿真三维建筑模型展示，进行受力分析，将晦涩抽象的节点具体细信息化，反馈效果优于“黑板面”式讲解。在《建筑施工技术》《道路桥梁工程》课堂教学中，引入工程施工技术仿真模拟软件，将工程施工工艺流程通过仿真动画呈现出来，构建出学生的空间维度，在此基础上抓取课程重点→剖析难点→布置习题等环节，实践结果表明，学生的积极互动性明显增加。

（三）课后注重“模型思维”的点滴培养

学生“模型思维”的培养，空间抽象能力的建立，是日积月累的结果，并不局限于课堂中。从学生的兴趣点出发，课后布置小“游戏”作业，如魔方复原，房屋模拟建造等游戏，通过“作业”的完成，获得成就感，开发学生的脑洞，实现隐性课堂教学的点滴培养。

五、建筑“模型思维”实践

培养学生的空间模型思维意识，需要注重三维模型在课堂中的具体运用。校内在课堂教学中经常结合“模型制作”环节。要求学生运用所学专业知识，制作建筑模型，材料自行选择。模型制作流程如下：收集资料→头脑概念模型→力学分析结构设计→绘制模型效果→加工、下料、节点的连接，制作比例模型→模型完成，力学检验（如下图）。（1）通过完成的作业发现，学生普遍选择木条，胶，钉子等便携材料制作模型。（2）学生选择自己较熟悉的建筑类型，如建工造价学生选择桁架体系房屋模型;道桥专业学生选择拱桥类模型。（3）运用软件CAD/SU输出模型效果图。（4）模型制作，通过合理的力学结构设计，将小木条制作成承受大荷载的结构模型。（5）教师对最终作品评析，加深相关专业知识的理解，如立体模型效果图的绘制方法，力学结构预期承重荷载的设计点，铆接栓接节点的细部构造原理。

六、结语

建筑模型是建筑直观的表达，呈现的多维视觉形象是二维图达不到的。建筑“模型思维”能够将二维平面转化成三维形象，具备“模型思维”能力更有助于理解建筑的尺度、空间功能、外部造型、细部构造。在生态课堂教学中，注重培养运用“模型思维”，可有效发展学生的空间思维能力和综合理解能力。

参考文献：

[1]王靖男.高职院校“生态式”课堂教学研究——以建筑工程专业《公共建筑设计原理》为例[J].科技风，2018（12）：22.

[2]刘杨.三维模型在建筑力学教学中的应用[J]中国标准化，2017，（2）：130.

[3]李佳伟.浅谈建筑模型中制作材料的应用[J].北京：中国科技博览，2009，（11）：126-127.

课题：《高职院校建筑类专业生态式课堂教学研究与实践》，项目编号：GZD1317009。黑龙江省教育科学规划2017年度青年专项课题成果