建筑学实验室发展现状与改革研究

马 泽 雯

(中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院，北京 100083)

1 概述

国内关于高校实验教学改革与研究较少，鲜有涉及建筑学专业实验室的专项研究。目前已有成果主要论述了高校中所有专业实验室教学的现状、存在的问题及解决方法。选择《建筑学实验教学发展现状与改革研究——以京津地区4所高校为例》为题目有以下几点原因：1)本题目针对建筑学这一具体专业的实验室做调查研究，具有针对性、指向性强的特点，课题内容对实际实验室教学更具有指导性；2)针对建筑学实验室进行调查研究，一是结合自身专业更深入的对建筑学实验室工作进行探究，二是更好的将课题研究成果运用在开展建筑学实验室的具体工作中，具有实际意义；3)选取京津地区4所具有代表性的高校进行研究，因各高校具有不同特点，调查研究成果具有一定说服性。

2 四所高校建筑专业实验室发展现状调研

2.1 清华大学

清华大学建筑学实验教学中心依托清华大学建筑学院，具有63年的实验教学传统。省部级重点实验室有9个，校级科研与教育机构有3个，若干校外实践基地。清华大学的实验教学中心主要承担建筑学实验教学课程，是建筑学必修课程，属于专业基础课，贯穿建筑学教育全过程。实验室教学课程分为三种类型：主干设计实验课程、支撑专业实验课程、拓展校外实验课程。实验教学课程占建筑学本科培养所需分数的51%。专业实验课程包括建筑材料与工艺、建筑物理、建筑历史与测绘、建筑模拟与计算机辅助设计、建筑美术、城市信息等6个方向。校外实践课程包括建筑材料与工艺、建筑历史与测绘、建筑美术3个方向。

2.2 北京建筑大学

北京建筑大学建筑与城市规划学院科研研究平台有2个实验室，1个研究中心和1个实践基地，分别是“绿色建筑与节能技术”北京市重点实验室、建筑遗产保护实验室、乡村规划(北方)研究中心、北京市校内创新实践基地。

2.3 天津大学

天津大学建筑学院有国家级省部级科研机构7个，建筑设计研究所中心11个，科研创作机构12个。与建筑设计专业相关的科研创作机构有生态城市与绿色建筑理论研究中心和数字化设计研究所，其中生态城市与绿色建筑理论研究中心的研究方向主要有3个：第一：智慧型生态城市理论与设计方法研究；第二：基于数字技术的系统化绿色建筑研究；第三：中西现当代建筑理论与设计方法研究。数字化设计研究所出于创新性与跨学科考虑，是环境工程、土木工程、计算机等学科的科研力量依托建筑学院成立的[3]。研究所现有“参数化设计”和“空间计算”两个研究方向，拥有三维图形工作站、数字化设计绘图、可视化、空间分析、环境模拟等软件，具有良好的试验机计算机运算环境，同时还有CNC数字机床、激光三维扫描仪、三围成型机、激光雕刻机等完善的数字化模型设备。实验室科研机构完善的硬件及软件条件除了为学院师生提供日常的教学和科研平台，还建构了全方位的合作学术平台，促进了建筑学院在建筑专业背景下对本科生和研究生的综合素质培养及训练。

2.4 河北工程大学

河北工程大学的建筑专业以“大工程理念”为建设目标，立足民用建筑，培养具有适应能力强的通才型、复合型高级建筑专业人才。他们的建筑技术实验室下面有7个分实验室，分别是：光学实验室、模型实验室、泥塑实验室、热工实验室、声学实验室、数字实验室、造型实验室。实验室仪器总共有47种，可开放的实验项目有8种，开放专业为建筑学、城市规划本科生、建筑学研究生。实验室在学生完成实验项目后，要求学生提交相应的实验报告和实验结果。根据实验实际情况，阶段性组织“开放实验室交流答辩会”等交流活动工作，增加实验小组之间的沟通，分析实验结果，培养学生动手实践和口头表达的能力，会后整理、收集相关资料，做好收集和论文推荐发表工作。

3 本校建筑专业实验室现状及存在问题

3.1 实验室教学计划少、分配不明确及空置问题

本校建筑专业实验室还处在发展中阶段，实验室专职教学人员不足，导致实验课一直附属于建筑设计理论课，并无明确实验课课时的划分。在学校的学科政策及教学制度的倾斜背景下，理论课始终是专业课老师们教授的重点，实验实践环节学生在课后自行完成，在这种影响下的学生也形成了重理论、轻实验的学习态度。在如上背景下，最终导致专业实验室发展不足，实验室教学不受重视，学生动手实践能力得不到充分的发展。

在21世纪信息化时代，电脑设计作图成为主流，手绘及动手做模型等实验环节已经成为“费时又费力”的代表，但在本科教学阶段，实验室的教学环节始终是建筑设计基础课程的关键点，实践动手能力有助于培养学生的代入感及尺度感，更好的将多元化的知识整合在自己的设计中，从而形成连贯的设计思维。通过实践动手可将想法落实到建筑作品中，培养实践能力与形成设计思维同等重要，两者缺一不可，如果只重视理论学习而忽略实践能力的培养，最终会导致学生设计时出现纸上谈兵现象，而实践能力较差。

建筑专业实验室教学计划少、课时分配不明确还会导致专业实验室空置的问题。实验室只有在建筑设计理论课需要有实践环节时开放，其余时间则成为堆放模型等实验成果的“储藏间”，现有的实验室设备成为摆设，造成了实验室资源浪费的现象。

3.2 实验室教学方法手段老旧及投入资金不足

目前实验室教学的方法与手段多为传统意义上的验证式、演示型教学，教学形式单一，实验课多放于理论课之后，学生缺乏自主性和创新性。在实验教学过程中，教师将实验课题目标、实验内容及步骤教授给学生后，学生只能按照老师所教授的按部就班的进行验证性实验，这样的实验课教学中学生处于被动、从属地位，又因为前文所述实验室开放时间不足，所以学生只能在有限的时间内完成实验课上教授的内容，缺乏综合创新型实验。

本校建筑专业实验室现存实验设备均为小型木作手持设备，学院路及沙河校区分别配有一台900×600的激光雕刻机，古代建筑模型实验室配有14种28台设备，主要含有缩小比例的古代建筑局部构件，起到辅助建筑专业设计课的基础教学作用。现有的实验室设备只能够满足本科生做一系列小型的木作模型，缺少大型的三维设备和机床，无法满足做大型房屋模型的要求，所以现在本科生在做设计模型时还在用基础类的手持工具制作。

综上所述，实验室现有条件依旧起到辅助建筑设计基础理论课的作用，对于实验室自主教学设立的要求相差甚远，应该引入计算机软件配套、3D打印机、VR全息影像等现代高科技设备，还需要更多的资金投入。

4 建筑专业实验室改革思路探究

4.1 制定实验室多层次教学体系

传统的建筑实验课教学一直是建筑设计理论课的辅助课程，主要内容多为演示型、验证性实验，缺少多层次、多角度的综合自主性实验。现代的实验课应向多方位发展，不止有验证理论和传授技能的课程设计，应该结合不同年级不同设计项目的课程特点，建立一套基础性实验—综合性实验—设计研究性实验的三层次实验教学体系进行分层教学[1]。实验室教学需要提高实验的综合性和设计性，形成单独的教学、考核体系，不再作为建筑设计教学的附属课。

实验室教学需要引进先进的教学手段，例如数字化教学、绿色建筑、VR等可视化、空间分析等软件，这样有利于完善综合性实验课程的设计，提高毕业设计综合性的开发。日常可以通过增加实验室开放时间，提高实验室使用灵活度，让高年级的学生利用实验室更好的参与导师的课题研究，增加综合性实验设计的项目，使学生可以得到全方位的训练。

4.2 与学科建设紧密结合，教学方式改革

学科建设一直是作为各大高校的中心工作之一，这项工作是体现本校在国内外发展水平的重要标志和排名的主要依据，所以学科发展对于高校至关重要。实验室教学改革需要与学科建设相结合，不能与之脱节，虽然前文强调实验室教学需要提高独立性，但实验室的建设与教学规划同样要与学科自身特点相结合，不能游离于学科建设之外，这样才能使实验室教学更优化，保证教学资源更高效的使用，使实验室教学在教学工作中充分的发挥作用。

实验室传统教学方式主要以讲授为主，引导学生可以顺利完成实验。但是这种教学方式无法更好的满足学生自主创新设计的实验，在自主设计的实验中学生会遇到各种各样的问题，这时则需要指导实验的老师进行一对一有针对性的指导，根据本校建筑系实验室实验员的具体数量，现阶段是无法满足给学生进行大量的具有针对性的指导。因此，教授协同讲授实验课可以作为解决的方法之一，第一可使高校教授的科研项目与实验室教学实践相互融通，第二可成为本科生创新实验的技术支持，所以教授协同讲授指导实验室教学是高校创新性实验教学改革的关键[2]。教授往往讲授和科研任务比较繁重，在考核工作量方面上对教授的吸引力也不大，所以要想实现教授协同实验老师进行实验教学还需要在考核制度上面的改进，从而提高实验教学对教授的吸引力。

根据中国矿业大学(北京)力学与建筑工程学院的专业特色，将建筑学教学与其他专业相结合，在开采沉陷影线的场地进行建筑规划设计，是具有中国特色的世界性重大难题。继续依托学校矿业学科优势，深化“矿山建筑学”教学研究体系，力争国内领先，今年年底前建立“可矿山建筑学”实验室。对标国家相关培养指标，结合我校实际情况，结合矿山建筑学特色，培养一大批既适应建筑学行业需求又擅长“矿山建筑学”专题设计及研究能力的本、硕、博人才。

5 结语

实验教学是高校专业教学的重要环节，是培养创新型人才的主要途径与手段。实验室改革是一项系统的工作，涉及到教学及管理等多重问题，只有坚持改革、不断探索、实践和总结，使建筑专业实验室教学更加完善，为高校实验室教学改革做出贡献，为社会培养出更优秀的创新型人才。