城乡规划基础课程中建造教学实践研究

王丹 张茹茹

摘要：城乡规划是一个实践性较强的专业，对于低年级的专业基础课程教学，需要以一种较为直观的方式来引导学生进入专业的学习。而建造教学从实践出发，通过真实材料使用、结构选型，以及空间塑造使学生建立整体的建造观念。并在专业学习的初始阶段，通过这种实践性的空间构建方式掌握良好的设计学习方法和建立设计思维体系，为后续的专业课程打下良好基础。本文以东北林业大学学生团队参加哈尔滨工业大学第十届建造节获奖作品为例，来探讨建造教学的实践过程。

关键词：建造教學 实践 材料 结构 空间

一、城乡规划基础课程实践教学改革发展趋势

城乡规划是一个实践性较强的专业，对于其基础课程而言，承担着对初学者启蒙教育的重要责任。对培养学生建立良好的设计思维体系和创新意识，引导学生进入后续的专业设计课的学习具有重要意义。近些年来，国内各大院校对城乡规划基础课程进行了重大教学改革，主要体现在实践教学课程内容上，侧重对空间体现、形态生成以及运用真实材料进行实体建造等方面的改革。越来越多的相关专业高等院校将建造实践融入规划基础教学当中，使学生在专业学习的初始阶段了解建筑环境、材料、技术、结构等方面的知识内容，同时通过各类建造竞赛、学术会议来交流和探讨建造实践教学。

二、建造教学在城乡规划基础教育中的意义

建筑不同于其他的艺术形式，它不仅仅是抽象的图纸或模型，而且需要实际建造出来才能体现出它的价值和社会意义。一个建筑的产生，首先需要一定的物质材料，然后组织人工和设备，耗费一定的能源，按照一定的施工程序将建筑材料组合成为建筑。因此，建造是建筑表达的重要物质基础和手段。

对于初学者，只在图纸上设计，而没有建造体验，实际上是无法真正理解设计。从小比例图纸和模型过渡到真实尺度的建筑是有难度的一件事，但是我们可以借助于一些方法和手段来降低难度。最简单有效的方法就是利用大比例甚至1：1足尺度模型建造来模拟最终建成的建筑，为我们提供直观的效果。

通过实践，在建造过程中，能够使学生对材料性能、建造方式及过程获得感性和理性的认识;初步掌握建筑的使用功能、内外空间形态、形体结构、人体尺度以及建筑物理、技术等方面基本要求;了解和体验建筑的策划、设计、建造、使用和拆除的全过程，通过空间构建方式掌握良好的设计学习方法和建立设计思维体系;培养团队合作的能力，分析问题和解决问题的能力，以及社会活动能力和组织领导能力。

三、建造教学创造性实践与探索

伽利略曾说过，没有一个结构工程不是用材料建成的，也没有一种材料不是以结构的形式组成的，材料的性能与受力特点影响了结构的形式与特点，同时结构形式的不同又影响了空间形式的不同。材料使用、结构选型与空间塑造贯穿于建造活动的始终。因此，建造教学要引导学生深入研究真实的材料性能，掌握材料特性所形成的各种结构逻辑形式，以及与之相应的空间形式，使学生建立整体的建造观念。

近年来，东北林业大学城乡规划专业在设计基础教学中开展了建造课程，在借鉴学习国内相关高校的先进教学经验基础上，结合自身教学特点进行了教学改革。同时多年来对建造教学的不断探索，使授课教师及学生对建造实践都有了比较全面的认识，积累了经验，为进一步开展后续设计教学奠定了基础。下面以东北林业大学学生团队参加哈尔滨工业大学第十届建造节获得一等奖作品《盈·莲》为例，来进一步探讨建造教学的实践过程。

（一）设计理念的生成

哈尔滨工业大学第十届建造节，其主题是“百年芳华”，即为哈尔滨工业大学百年校庆校友返校而设计的交流空间，此空间将成为校友们欢聚、休憩的场所。如何在现代校园中，为其创造一个既能促进交往与校园文化认同的社区，又能体现“艺术与科学”的完美结合与互动发展，是本次建造节思考的议题。

《盈·莲》设计灵感来源于莲花，取其含放未央之势，姿态秀丽雍盈，不屑张扬却芳华尽显，设计理念正迎合了百年芳华这一建造设计的主题。为了强化主题，突显莲花形象，利用基座的形态特征，营造了一种水中浮莲的意境。

（二）建造材料与形态生成

本次建造节给定的材料为塑料中空板，其中空的特殊结构，形成了良好的力学性能。塑料中空板具有韧性好、抗压强度高、缓冲防震、弯曲性能良好等特点。通过对材料特性的把握，设计时以材料为出发点，考虑可以采用哪些手法表达何种结构关系;团队成员首先对给定的建造材料进行性能分析与实验。例如，学生把材料切割成条状后，尝试对材料进行旋钮和弯曲的实验，测试材料的弯曲程度，所能达到的形态效果（图1a）;对材料进行切割后，对片状物进行折叠插接，尝试插接后变化的形式和牢固度（图1b）;利用折纸的方法，结合材料中空的结构，使材料割而不透，按照切割的纹理进行折叠形成立体的肌理效果（图1c）。然后对实验的结果进行记录，团队成员对其结果进行分析、比较和讨论。

同时结合建造主题要求，进行相应的形态及空间效果的构思。形态的来源可以利用形态构成的手法，也可以通过对自然界中动植物等形态的艺术提取和概括进行仿生设计。在这个过程中注意形态的特征要与材料特性和所要表达的空间结构之间的关系。团队成员勾画设计方案，进行模型制作，实现多方案比较，并进一步探讨形态的空间、结构、支撑等问题，从而选择符合建造要求的方案实施搭建。

（三）建造艺术与结构生成

《盈·莲》为了凸显莲花柔和的线条和空间效果，整体建造主要采用了弯曲、旋扭、插接的方式，很好地发挥了材料的柔韧特性和力学特征。各层花瓣单体之间彼此连接，互相挤压受力，并使用六角尼龙螺钉和尼龙扎带固定使其结构稳固;五层花瓣自上而下的旋钮、弯曲结构，形成层层力的传递，并与基座三角结构支撑相连，保证了整体结构的稳定性;为了调整整体形态和强化结构支撑，在第一层至第四层花瓣单体中增加了旋钮结构。整体建筑空间、受力与围护结构形成一体化，且基本结构单元与整体结构形态呈现清晰的逻辑生成关系（图2），整体结构形态设计很好地诠释了“艺术与科学”的结合。

（四）功能与空间生成

整体建造空间高度为2.7米，内部空间实际有效使用面积为4平米左右，有两个0.9米宽的明确开口。合理的尺度使人在其中穿行顺畅，内部空间的弧线设计可容纳8个人左右席地围坐，背部可以倚靠在莲花的花瓣上，其花瓣纵向曲线的设计符合人体工程学，增强了人体倚靠的舒适度。同时这种围坐的方式拉近了人与人之间的关系，便于彼此之间的沟通和交流，形成了良好的校园交往功能空间。

（五）建造实施程序

1.材料加工

首先对材料进行合理计算，尽可能节省材料，然后将材料按照图纸设计的形状分类切割。

2.实施搭建

基座制作：设计建造首先从底部开始搭建，类似于建筑施工时打地基先夯实基底，然后再层层搭建。基座主要是要保证人们可以在上面行走、几个人围坐休憩的功能，因此要足够结实，承受重压。底部主要采用条形板材横竖穿插形成十字叉的方法，且加大密度增强支撑效果，上面再覆以面形板材。然后，制作三角支撑的单体，三角单体利用尼龙螺钉彼此连接并逐一固定在基座上，以便主体花瓣与基座很好的衔接，形成稳定的结构。

主体制作：主体部分各层花瓣单体主要采用旋钮和弯曲的手法。第一层花瓣单体分为三个组成部分，利用六角尼龙螺栓与基座依次连接在一起;第二层花瓣单体分为两部分，以插接的方式与第一层花瓣逐一连接，为保证外部形态的美观和与第一层花瓣连接的稳固性，运用尼龙扎带调整细节并固定;第三、四、五层花瓣的搭建，是统一把这三层用六角尼龙螺栓连接好后与下面两层结构固定在一起，用尼龙扎带适当调节整体形态，这个过程学生团队紧密配合十分重要。

灯光处理：为了更好的展现出建造的结构与形态，设计采用了一些灯光效果来衬托整个作品。基座模拟水环境的部分采用蓝色LED灯光来体现水的色彩和质感，在其它关键的位置，如各层花瓣内层细节结构处加入冷白色灯光。灯光的运用使作品更加生动形象，宛如水中浮莲的效果，更能凸显建造结构和线条变化。

（六）问题及解决措施

在模型被初步搭建起来时，发现整体效果没有达到小比例模型预期效果，整体结构由于材料自身的重量整体结构有些下塌，同时比例变大后感觉缺乏细节的变化，形态空洞单调（图3）。

为了解决结构和形态上的问题，首先从每一层单体开始调整，第一层将原来线、面结合的花瓣单体形式改造成三块线材旋钮结构相结合的单体结构，不仅花瓣形式感更强，也有了更好的受力效果（图4a）;第二层花瓣单体，将原来的1.6米的一块长条板进行弯曲对接调整成由两块1.2米的长条板分别弯曲并利用自锁钉对接的形式，同时对接角度由原来的90度角调整成60度角，使其花瓣整体长度增加且出挑效果更好（图4b）。为了解决整体结构下塌的问题，在第二层和第三层花瓣里分别增加了支撑的线形旋钮结构，并运用尼龙扎带进行固定;第四层为了丰富形式增加了一个旋钮单体结构（图4c）。

经过改造后，各部分结构的调整能够与整体关系很好的协调在一起，所呈现出来的建造形态更加生动、和谐，赋予细节变化。同时各部分旋钮结构的受力以及结构之间力的传递效果更好，强化了整体結构的稳定性（图5）。

四、结语

城乡规划专业学生对建筑的认知与理解是重要的，在教学中引导学生通过建造实践进入专业的学习，能够使其建立系统的设计思维体系，体会设计与实际搭建的关系;促进学生对建筑的基本要素和各类专业技术知识的深度把握，强化学生从完整知识框架认识建筑，使得低年级的建筑教育更加符合城乡规划专业的教学要求。

参考文献：

[1]王丹，郭春燕，张茹茹.建筑设计基础[M].哈尔滨：东北林业大学出版社，2020.

[2]张嵩，史永高.建筑设计基础[M].南京：东南大学出版社，2015.

[3]王丹，张茹茹.建造体验教学在建筑设计基础课程中的实践探索[J].艺术研究，2019（4）.

[4]谢晖，吴锋，杨蕊.空间建造与结构支持——建筑设计方法教学环节3[J].建筑与文化，2009.11.

注：本文系黑龙江省教育科学规划2021年度重点课题（课题批号：GJB1421230）研究成果，项目名称：布鲁姆教育目标分类视角下“三段式”教学设计研究与实践。