【摘要】本文以建筑學專業結構能力培養體系中，《建筑結構選型》課程的教學改革實踐為例，在進行建筑學專業學生結構能力需求和培養模式分析的基礎上，進行了該課程知識體系的重新整合，探討了如何通過“設置開放型課程體系”和“開展探究型教學模式”，為建筑學學生構筑開放的結構知識平臺，在完成其結構知識儲備的同時，培養其正確對待和運用結構技術的素養與能力，并具備適應時展，持續研究與創新的能力。
　　【關鍵詞】建筑學專業，結構能力，開放，探究
　　現代建筑是凝結著人類科學技術與文化藝術非凡智慧的復雜綜合體。正確對待與運用結構技術，是執業建筑師出色完成其建筑設計的先決條件。中國建筑處于蓬勃發展的新時代，建筑教育正在經歷重大的革新與發展。這其中，建筑學專業的基本能力培養，如何與結構技術的巨大進步相適應，成為我們探索的新課題。從培養學生的結構素養，提高綜合運用結構知識完成其建筑創作的能力入手，改革我們的結構類課程體系的設置，相應改革教學的方式方法，已經勢在必行。
　　一、建筑學專業結構能力培養模式
　　1、建筑學專業學生結構能力培養需求分析
　　國家對建筑學專業教育確立的目標是：加強對學生知識、素質和能力的綜合培養，注重建筑師的執業化教育，加快與國際化的接軌。作為執業建筑師，特別是與國際建筑業接軌后的執業建筑師，對結構的透徹通曉，進而創造創新，是一項必備的能力要求。而注冊建筑師考試制度也因此對考生的結構能力與素養進行明確的專門的考核，以檢驗考生是否達到執業建筑師所必須具備的結構知識與能力。
　　2、建筑學專業學生結構能力培養模式建構
　　所指結構能力培養模式，涉及建筑學專業五年本科教學中，能夠培養和提升學生結構能力的一切教學環節和教學手段。根據建筑學專指委指導性意見，各高校建筑學專業開設結構類課程具有基本一致的體系構架，結合各自專業特色，在具體課程名稱、開設學期、考核方式上略有不同。以沈陽建筑大學為例，建筑學專業本科五年共開設《建筑力學》（64學時加4學時實驗）、《建筑結構》（48學時加1周課設）、《建筑結構選型》（30學時加2學時實驗）三門專門性的結構類課程。同時，學生將在其主干課程《建筑設計Ⅰ》、《建筑設計Ⅱ》、《建筑設計Ⅲ》、《建筑構造》，以及《設計院實習》和《畢業設計》的相應環節中，運用在結構課程中所學理論知識，在實踐中加深認識并深入拓展學習，逐步其提高結構素養與能力。建筑學結構能力培養體系框圖如下：
　　更為重要的是，我們所培養的建筑師，應具備在其未來的執業生涯中，所需結構素養與能力能夠持續提升的潛力，以適應未來執業生涯中設計領域的不斷擴寬和結構技術的迅猛發展。在這樣的思路下，我們的結構能力培養體系中，就自然而然的呈現了一個十分重要的環節，即我們的專業教育要能夠為學生構筑開放的結構知識體系平臺，培養學生在這個方面進行持續研究和創新的能力。
　　二、《建筑結構選型》課程的教學改革實踐
　　1、《建筑結構選型》課程在建筑學專業結構能力培養中的定位
　　《建筑結構選型》是建筑學專業一門的專業理論課，其任務是通過該課程的學習，使學生建立清晰的結構形式概念，掌握結構選型與構思的基本理論和基礎知識，在進行建筑構思與設計的過程中，能夠理解結構的邏輯與意圖，具備進行合理選型與構思的綜合能力。
　　《建筑結構選型》作為建筑學專業結構系列課程的終端，一方面要總結前面課程所形成的知識儲備，對結構體系進行整體上的綜合分析與把握，尊重結構邏輯的基礎上，尋求對結構形態的合理創作；另一方面，對于我們的培養體系中所尋求針對后續學習及執業所需的“構筑開放的（結構）知識平臺”和“培養持續研究（結構相關問題）的能力”，具有不可推卸的載體作用。
　　2、設置開放型教學體系，構筑結構能力培養平臺
　　（1）建構開放的知識結構體系
　　能力的培養建立在對完善的知識體系的總體把握基礎之上，學校的教育，如何在有限的學時中，幫助學生搭建后續學習以及未來執業所需的知識平臺至關重要。建筑結構選型與構思的基礎來自對各種結構形式的力學邏輯、空間特征、建筑形態的綜合把握。打破傳統的《建筑結構選型》課程體系，建構開放的知識平臺體系，是能力培養得以實現的前提。
　　課程首先由角色認同入手，思考建筑師進行結構選型與構思的意義，明確具備選型與構思能力所需進行的知識儲備，掌握結構選型的依據。鼓勵學生在尊重結構邏輯的基礎上，能夠進行正確的選型，進而獲得結構構思與形態創作的能力。
　　在此基礎上，將學生需要面對的基本結構形式按照建筑類型分為“高層建筑結構”和“大跨建筑結構”。在探討比較這兩類建筑鮮明的形態特征所帶來的結構邏輯特征的基礎上，提出各自的切入點。找到研究對象的關注重點，理解研究對象建筑邏輯與結構邏輯的向背，在這樣的理論基礎上開始探討各種基本的結構形式。在此基礎上，進行選型與構思方法的探討，進行經典案例的研究，進行相應的概念設計或優化設計。
　　基于以上思考，重新整合的知識體系如下：
　　
　　該課程平臺的開放性體現在：首先，知識體系內部的相互開放。高層建筑體系與大跨建筑體系之間的知識與邏輯始終得以對比、組合、交融，這種相互間的開放，有助于學生獲得結構體系的總體概念，有助于與學生在思考中綜合把握知識體系；其次，面對相關課程的橫向開放。如通過“抗震對高層框架結構的特殊要求”的探討，引入抗震的基本理念，通過“膜結構建筑的材料載體”理解材料的邏輯與表現，通過“結構選型與優化設計”對本人以往的《建筑設計》課程中的設計作品進行反思與提升等；第三、面向應用、面向未來發展的縱深開放。課堂教學完成基本結構形式的結構邏輯、空間邏輯、形態邏輯的相關探討，在此基礎上，介紹前沿發展，提出后續思考的關注點，推薦專項書籍，為學生深入研究或在設計中應用某種結構形式提供指導，“超高層概念設計”、“大跨建筑發展趨勢下的新型結構”，以及方法論中的“組合與交融”等，都是開放的突破口，是學生進行拓展學習和創新思維的有力支撐。
　　（2）設置開放的課程教學與考核體系
　　教學實踐中，通過該課程考試改革，將理論課程與相應階段的設計課有機結合，更加行之有效地將結構理論運用到設計實踐之中，培養學生自主學習模式，逐步提高學生綜合運用知識，綜合解決問題的能力。據此逐步改進和完善了該課程的考核內容與方式，具體內容如下：
　　教學目標 考核項目 成績比例(%) 作業模式 具體內容
　　興趣培養
　　知識點強化 平時作業 10 多題目選作，獨立完成 按照課程進程，結合教學內容設置，
　　根據個人興趣完成相應項目
　　重點理論知識的掌握與強化 階段測試1 10 開卷
　　隨堂測試 高層部分階段知識考核，20分鐘
　　 階段測試2 10  大跨部分階段知識考核，20分鐘
　　實踐能力訓練 柱網訓練 10 團隊開放作業（2選1），案例自選 柱網布置訓練
　　 紙構競賽   10張A4紙完成紙構塔樓搭建
　　 概念模型 20 實驗學時，團隊開放作業，案例自選。 結合團隊所選開放作業題目完成
　　研究能力訓練 經典案例研究 40 團隊開放作業（3選1），研究題目自選，擇優進行開放匯報交流。 成果包括研究報告或分析圖，
　　以及過程研究模型
　　 超高層概念設計   
　　 選型優化設計   
　　開放性的任務選擇，以及自選的研究題目，學生可以根據自己的興趣、能力、目前學習重點、正在進行的設計項目，選擇完成。實踐證明，因為考慮了學生的不同需求和層面，積極性和主動性相對較高，作業完成過程中，綜合運用知識和研究問題的能力得到提升。
　　（3）采用開放的團隊作業模式
　　在實踐能力訓練、研究能力訓練、實驗環節三項內容中，均組成開放的三人研究團隊，合作完成項目。首先，團隊的成員組成是開放的，根據研究興趣組合在一起，探討交流。在可能的情況下，引入其他專業的同學加入進行合作研究，如同時也開設本課程的“城市規劃專業”、“景觀設計專業”，以及聘請前一學年進行了該題目研究的學生進行接續研究等。如“香港中銀大廈”、“臺北101大廈”、“世博會德國館”、“超高層概念設計”等都是深受學生關注的團隊選題。
　　團隊作業的開放性還體現為三種行之有效的交流，分別是學生與任課教師之間的交流、選擇同一題目的不同團隊之間的交流、以及成果匯報交流。這些交流在整個開放作業的持續時段中隨時進行，促進了研究氛圍的形成，研究能力的提高、合作意識的加強，以及研究成果作為學習資源的共享。
　　3、開展“探究型”教學模式，培養研究與創新能力
　　（1）聯系實際，引發困惑，培養學生“發現問題、思考問題”的探究熱情。
　　教學是一項技能，更是一門藝術。如何把學生引入“探究型”教學，是需要我們不斷思考和探索的問題。
　　在教學過程中，針對課程特點，聯系實際，通過預設的現實問題使學生對專業知識產生一定的困惑，進而使學生興致勃勃，充滿好奇與探究的渴望。例如講授“桁架結構”時，提前一周給學生拋出問題：我校長廊二層陽光大街一段框架加為何設有斜撐，而其它位置則沒有？針對學生熟視無睹的專業現象提出問題，有助于培養學生自行發現問題、探究問題的習慣和能力，即使最終百思不解，也會對這門課程的后續教學充滿期待。
　　（2）在興致盎然的課堂互動中，培養和提高學生“思考問題、分析問題”的探究能力。
　　為“探究型”教學尋找準確的切入點，要積極探討學生的專業基礎、專業需求、心理特點，有目的、有計劃的調整教學方法與重點，課堂互動才會“有的放矢”，才會“有起有發”。“探究型”教學的課堂強調“啟發與互動”，對于大學課堂而言，這種“啟發與互動”重在實質，而非形式。當學生帶著困惑，或者是困惑后的頓悟來到課堂，授課過程中張弛有度，適時拋出啟發性問題，“有的放矢”地留給學生自主思考的空間，當他的思考有了延續，有了回饋，也就形成了興致盎然的課堂互動。學生在適度的啟發下、在不斷思考中，既獲取了知識，又培養和提高了“思考問題、分析問題”的探究能力。而這種“啟發”下的“思考”往往可以延續到課堂之外，引發進一步“探究”的興致。
　　（3）設計“探究型作業”，在實踐中提高學生“研究問題、解決問題”的探究能力。
　　現階段從某種程度上來講，我們的大學教育還在品嘗基礎教育的苦果，大量的學生進入大學之前的學習經歷，只是教會了他們如何“接受”知識。我們要做的，恰是教會學生“研究問題、解決問題”。
　　建筑學專業的《建筑結構選型》課程中，因為該課程涉及的結構形式較多，教學大綱僅僅要求對每種結構形式有初步了解即可，考慮到授課對象為四年級學生，一方面具備相對較高的研究能力，另一方面興趣方向已經開始形成，所以在學習大跨部分時，要求學生在“拱結構”、“桁架結構”、“網架結構”、“薄殼結構”、“懸索結構”中，重點關注自己最感興趣的某種結構形式，進行深入學習和研究，并鼓勵學生與自己的設計課題目相結合，對以往進行的設計中的結構選型問題進行探究性思考。學生從實踐中發現問題，通過實地調研、資料研究、小組討論、師生交流等方式進行團隊研究，從而培養了研究問題、解決問題的意識和能力。
　　三、成果案例
　　1、題目設置
　　結合課程知識，進行2010年上海世博會場館結構選型與構思研究，形式及成果要求如下：
　　研究程序 形式與成果要求
　　興趣挖掘階段 個人研究，提交小論文（必做）
　　團隊組建 根據個人研究成果擇優，結合興趣，組建研究團隊，同時引進外專業同學（規劃、土木）參與交流合作
　　團隊研究階段 團隊自主進行，教師輔助指導
　　成果階段 PPT講稿；研究報告或圖紙；結構概念模型制作（結合課程實驗環節）
　　匯報交流 匯報交流及評分
　　2、成果展示
　　圖1-a：世博會德國館建筑分析圖1-b：世博會德國館結構分析
　　
　　圖3：世博會西班牙館結構分析模型圖4：世博會丹麥館結構分析模型
　　
　　圖5：世博會日本館結構選型與構思分析
　　3、總結與反思
　　在課堂教學的基礎上，指導學生進行課后的“專項研究”，培養了學生拓展學習、深入鉆研的習慣和興趣，逐步提高運用理論知識，解決實際問題的能力和信心；開放性的任務選擇，極大地調動了學生的積極性，在“世博場館”這一頗具誘惑的選題下，選擇自己最感興趣的部分，關注點相同的同學組成團隊進行合作研究，使整個過程興致盎然；部分團隊引入規劃、土木專業同學共同研究，而且設置了研究成果的交流環節，使教學資源擴大化，學生在該環節普遍感到收獲較大。
　　《建筑結構選型》課程教學的改革實踐，過程和效果令人興奮，但還有不完善的地方需要探討提高。在科技創新的時代背景下，如何做到“構筑開放的知識平臺”和“培養持續研究的能力”，把飽嘗基礎教育應試苦果的學生，培養成為社會需求的“具有成為卓越工程師潛質”的人才，是需要持續探索的問題。