馬 澤 雯

(中國礦業(yè)大學(xué)(北京)力學(xué)與建筑工程學(xué)院，北京 100083)

1 概述

國內(nèi)關(guān)于高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革與研究較少，鮮有涉及建筑學(xué)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室的專項(xiàng)研究。目前已有成果主要論述了高校中所有專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的現(xiàn)狀、存在的問題及解決方法。選擇《建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)發(fā)展現(xiàn)狀與改革研究——以京津地區(qū)4所高校為例》為題目有以下幾點(diǎn)原因：1)本題目針對(duì)建筑學(xué)這一具體專業(yè)的實(shí)驗(yàn)室做調(diào)查研究，具有針對(duì)性、指向性強(qiáng)的特點(diǎn)，課題內(nèi)容對(duì)實(shí)際實(shí)驗(yàn)室教學(xué)更具有指導(dǎo)性；2)針對(duì)建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行調(diào)查研究，一是結(jié)合自身專業(yè)更深入的對(duì)建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)室工作進(jìn)行探究，二是更好的將課題研究成果運(yùn)用在開展建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)室的具體工作中，具有實(shí)際意義；3)選取京津地區(qū)4所具有代表性的高校進(jìn)行研究，因各高校具有不同特點(diǎn)，調(diào)查研究成果具有一定說服性。

2 四所高校建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展現(xiàn)狀調(diào)研

2.1 清華大學(xué)

清華大學(xué)建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心依托清華大學(xué)建筑學(xué)院，具有63年的實(shí)驗(yàn)教學(xué)傳統(tǒng)。省部級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室有9個(gè)，校級(jí)科研與教育機(jī)構(gòu)有3個(gè)，若干校外實(shí)踐基地。清華大學(xué)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主要承擔(dān)建筑學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，是建筑學(xué)必修課程，屬于專業(yè)基礎(chǔ)課，貫穿建筑學(xué)教育全過程。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)課程分為三種類型：主干設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)課程、支撐專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程、拓展校外實(shí)驗(yàn)課程。實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程占建筑學(xué)本科培養(yǎng)所需分?jǐn)?shù)的51%。專業(yè)實(shí)驗(yàn)課程包括建筑材料與工藝、建筑物理、建筑歷史與測(cè)繪、建筑模擬與計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、建筑美術(shù)、城市信息等6個(gè)方向。校外實(shí)踐課程包括建筑材料與工藝、建筑歷史與測(cè)繪、建筑美術(shù)3個(gè)方向。

2.2 北京建筑大學(xué)

北京建筑大學(xué)建筑與城市規(guī)劃學(xué)院科研研究平臺(tái)有2個(gè)實(shí)驗(yàn)室，1個(gè)研究中心和1個(gè)實(shí)踐基地，分別是“綠色建筑與節(jié)能技術(shù)”北京市重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、建筑遺產(chǎn)保護(hù)實(shí)驗(yàn)室、鄉(xiāng)村規(guī)劃(北方)研究中心、北京市校內(nèi)創(chuàng)新實(shí)踐基地。

2.3 天津大學(xué)

天津大學(xué)建筑學(xué)院有國家級(jí)省部級(jí)科研機(jī)構(gòu)7個(gè)，建筑設(shè)計(jì)研究所中心11個(gè)，科研創(chuàng)作機(jī)構(gòu)12個(gè)。與建筑設(shè)計(jì)專業(yè)相關(guān)的科研創(chuàng)作機(jī)構(gòu)有生態(tài)城市與綠色建筑理論研究中心和數(shù)字化設(shè)計(jì)研究所，其中生態(tài)城市與綠色建筑理論研究中心的研究方向主要有3個(gè)：第一：智慧型生態(tài)城市理論與設(shè)計(jì)方法研究；第二：基于數(shù)字技術(shù)的系統(tǒng)化綠色建筑研究；第三：中西現(xiàn)當(dāng)代建筑理論與設(shè)計(jì)方法研究。數(shù)字化設(shè)計(jì)研究所出于創(chuàng)新性與跨學(xué)科考慮，是環(huán)境工程、土木工程、計(jì)算機(jī)等學(xué)科的科研力量依托建筑學(xué)院成立的[3]。研究所現(xiàn)有“參數(shù)化設(shè)計(jì)”和“空間計(jì)算”兩個(gè)研究方向，擁有三維圖形工作站、數(shù)字化設(shè)計(jì)繪圖、可視化、空間分析、環(huán)境模擬等軟件，具有良好的試驗(yàn)機(jī)計(jì)算機(jī)運(yùn)算環(huán)境，同時(shí)還有CNC數(shù)字機(jī)床、激光三維掃描儀、三圍成型機(jī)、激光雕刻機(jī)等完善的數(shù)字化模型設(shè)備。實(shí)驗(yàn)室科研機(jī)構(gòu)完善的硬件及軟件條件除了為學(xué)院師生提供日常的教學(xué)和科研平臺(tái)，還建構(gòu)了全方位的合作學(xué)術(shù)平臺(tái)，促進(jìn)了建筑學(xué)院在建筑專業(yè)背景下對(duì)本科生和研究生的綜合素質(zhì)培養(yǎng)及訓(xùn)練。

2.4 河北工程大學(xué)

河北工程大學(xué)的建筑專業(yè)以“大工程理念”為建設(shè)目標(biāo)，立足民用建筑，培養(yǎng)具有適應(yīng)能力強(qiáng)的通才型、復(fù)合型高級(jí)建筑專業(yè)人才。他們的建筑技術(shù)實(shí)驗(yàn)室下面有7個(gè)分實(shí)驗(yàn)室，分別是：光學(xué)實(shí)驗(yàn)室、模型實(shí)驗(yàn)室、泥塑實(shí)驗(yàn)室、熱工實(shí)驗(yàn)室、聲學(xué)實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字實(shí)驗(yàn)室、造型實(shí)驗(yàn)室。實(shí)驗(yàn)室儀器總共有47種，可開放的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目有8種，開放專業(yè)為建筑學(xué)、城市規(guī)劃本科生、建筑學(xué)研究生。實(shí)驗(yàn)室在學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目后，要求學(xué)生提交相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。根據(jù)實(shí)驗(yàn)實(shí)際情況，階段性組織“開放實(shí)驗(yàn)室交流答辯會(huì)”等交流活動(dòng)工作，增加實(shí)驗(yàn)小組之間的溝通，分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，培養(yǎng)學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐和口頭表達(dá)的能力，會(huì)后整理、收集相關(guān)資料，做好收集和論文推薦發(fā)表工作。

3 本校建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)狀及存在問題

3.1 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)計(jì)劃少、分配不明確及空置問題

本校建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室還處在發(fā)展中階段，實(shí)驗(yàn)室專職教學(xué)人員不足，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)課一直附屬于建筑設(shè)計(jì)理論課，并無明確實(shí)驗(yàn)課課時(shí)的劃分。在學(xué)校的學(xué)科政策及教學(xué)制度的傾斜背景下，理論課始終是專業(yè)課老師們教授的重點(diǎn)，實(shí)驗(yàn)實(shí)踐環(huán)節(jié)學(xué)生在課后自行完成，在這種影響下的學(xué)生也形成了重理論、輕實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)態(tài)度。在如上背景下，最終導(dǎo)致專業(yè)實(shí)驗(yàn)室發(fā)展不足，實(shí)驗(yàn)室教學(xué)不受重視，學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力得不到充分的發(fā)展。

在21世紀(jì)信息化時(shí)代，電腦設(shè)計(jì)作圖成為主流，手繪及動(dòng)手做模型等實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)已經(jīng)成為“費(fèi)時(shí)又費(fèi)力”的代表，但在本科教學(xué)階段，實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)環(huán)節(jié)始終是建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課程的關(guān)鍵點(diǎn)，實(shí)踐動(dòng)手能力有助于培養(yǎng)學(xué)生的代入感及尺度感，更好的將多元化的知識(shí)整合在自己的設(shè)計(jì)中，從而形成連貫的設(shè)計(jì)思維。通過實(shí)踐動(dòng)手可將想法落實(shí)到建筑作品中，培養(yǎng)實(shí)踐能力與形成設(shè)計(jì)思維同等重要，兩者缺一不可，如果只重視理論學(xué)習(xí)而忽略實(shí)踐能力的培養(yǎng)，最終會(huì)導(dǎo)致學(xué)生設(shè)計(jì)時(shí)出現(xiàn)紙上談兵現(xiàn)象，而實(shí)踐能力較差。

建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)計(jì)劃少、課時(shí)分配不明確還會(huì)導(dǎo)致專業(yè)實(shí)驗(yàn)室空置的問題。實(shí)驗(yàn)室只有在建筑設(shè)計(jì)理論課需要有實(shí)踐環(huán)節(jié)時(shí)開放，其余時(shí)間則成為堆放模型等實(shí)驗(yàn)成果的“儲(chǔ)藏間”，現(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備成為擺設(shè)，造成了實(shí)驗(yàn)室資源浪費(fèi)的現(xiàn)象。

3.2 實(shí)驗(yàn)室教學(xué)方法手段老舊及投入資金不足

目前實(shí)驗(yàn)室教學(xué)的方法與手段多為傳統(tǒng)意義上的驗(yàn)證式、演示型教學(xué)，教學(xué)形式單一，實(shí)驗(yàn)課多放于理論課之后，學(xué)生缺乏自主性和創(chuàng)新性。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，教師將實(shí)驗(yàn)課題目標(biāo)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及步驟教授給學(xué)生后，學(xué)生只能按照老師所教授的按部就班的進(jìn)行驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，這樣的實(shí)驗(yàn)課教學(xué)中學(xué)生處于被動(dòng)、從屬地位，又因?yàn)榍拔乃鰧?shí)驗(yàn)室開放時(shí)間不足，所以學(xué)生只能在有限的時(shí)間內(nèi)完成實(shí)驗(yàn)課上教授的內(nèi)容，缺乏綜合創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)。

本校建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)存實(shí)驗(yàn)設(shè)備均為小型木作手持設(shè)備，學(xué)院路及沙河校區(qū)分別配有一臺(tái)900×600的激光雕刻機(jī)，古代建筑模型實(shí)驗(yàn)室配有14種28臺(tái)設(shè)備，主要含有縮小比例的古代建筑局部構(gòu)件，起到輔助建筑專業(yè)設(shè)計(jì)課的基礎(chǔ)教學(xué)作用?，F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)室設(shè)備只能夠滿足本科生做一系列小型的木作模型，缺少大型的三維設(shè)備和機(jī)床，無法滿足做大型房屋模型的要求，所以現(xiàn)在本科生在做設(shè)計(jì)模型時(shí)還在用基礎(chǔ)類的手持工具制作。

綜上所述，實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有條件依舊起到輔助建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)理論課的作用，對(duì)于實(shí)驗(yàn)室自主教學(xué)設(shè)立的要求相差甚遠(yuǎn)，應(yīng)該引入計(jì)算機(jī)軟件配套、3D打印機(jī)、VR全息影像等現(xiàn)代高科技設(shè)備，還需要更多的資金投入。

4 建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室改革思路探究

4.1 制定實(shí)驗(yàn)室多層次教學(xué)體系

傳統(tǒng)的建筑實(shí)驗(yàn)課教學(xué)一直是建筑設(shè)計(jì)理論課的輔助課程，主要內(nèi)容多為演示型、驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，缺少多層次、多角度的綜合自主性實(shí)驗(yàn)。現(xiàn)代的實(shí)驗(yàn)課應(yīng)向多方位發(fā)展，不止有驗(yàn)證理論和傳授技能的課程設(shè)計(jì)，應(yīng)該結(jié)合不同年級(jí)不同設(shè)計(jì)項(xiàng)目的課程特點(diǎn)，建立一套基礎(chǔ)性實(shí)驗(yàn)—綜合性實(shí)驗(yàn)—設(shè)計(jì)研究性實(shí)驗(yàn)的三層次實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系進(jìn)行分層教學(xué)[1]。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)需要提高實(shí)驗(yàn)的綜合性和設(shè)計(jì)性，形成單獨(dú)的教學(xué)、考核體系，不再作為建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的附屬課。

實(shí)驗(yàn)室教學(xué)需要引進(jìn)先進(jìn)的教學(xué)手段，例如數(shù)字化教學(xué)、綠色建筑、VR等可視化、空間分析等軟件，這樣有利于完善綜合性實(shí)驗(yàn)課程的設(shè)計(jì)，提高畢業(yè)設(shè)計(jì)綜合性的開發(fā)。日?？梢酝ㄟ^增加實(shí)驗(yàn)室開放時(shí)間，提高實(shí)驗(yàn)室使用靈活度，讓高年級(jí)的學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)室更好的參與導(dǎo)師的課題研究，增加綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的項(xiàng)目，使學(xué)生可以得到全方位的訓(xùn)練。

4.2 與學(xué)科建設(shè)緊密結(jié)合，教學(xué)方式改革

學(xué)科建設(shè)一直是作為各大高校的中心工作之一，這項(xiàng)工作是體現(xiàn)本校在國內(nèi)外發(fā)展水平的重要標(biāo)志和排名的主要依據(jù)，所以學(xué)科發(fā)展對(duì)于高校至關(guān)重要。實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革需要與學(xué)科建設(shè)相結(jié)合，不能與之脫節(jié)，雖然前文強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)需要提高獨(dú)立性，但實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)與教學(xué)規(guī)劃同樣要與學(xué)科自身特點(diǎn)相結(jié)合，不能游離于學(xué)科建設(shè)之外，這樣才能使實(shí)驗(yàn)室教學(xué)更優(yōu)化，保證教學(xué)資源更高效的使用，使實(shí)驗(yàn)室教學(xué)在教學(xué)工作中充分的發(fā)揮作用。

實(shí)驗(yàn)室傳統(tǒng)教學(xué)方式主要以講授為主，引導(dǎo)學(xué)生可以順利完成實(shí)驗(yàn)。但是這種教學(xué)方式無法更好的滿足學(xué)生自主創(chuàng)新設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)，在自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)中學(xué)生會(huì)遇到各種各樣的問題，這時(shí)則需要指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的老師進(jìn)行一對(duì)一有針對(duì)性的指導(dǎo)，根據(jù)本校建筑系實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)員的具體數(shù)量，現(xiàn)階段是無法滿足給學(xué)生進(jìn)行大量的具有針對(duì)性的指導(dǎo)。因此，教授協(xié)同講授實(shí)驗(yàn)課可以作為解決的方法之一，第一可使高校教授的科研項(xiàng)目與實(shí)驗(yàn)室教學(xué)實(shí)踐相互融通，第二可成為本科生創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)的技術(shù)支持，所以教授協(xié)同講授指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)是高校創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革的關(guān)鍵[2]。教授往往講授和科研任務(wù)比較繁重，在考核工作量方面上對(duì)教授的吸引力也不大，所以要想實(shí)現(xiàn)教授協(xié)同實(shí)驗(yàn)老師進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)還需要在考核制度上面的改進(jìn)，從而提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)教授的吸引力。

根據(jù)中國礦業(yè)大學(xué)(北京)力學(xué)與建筑工程學(xué)院的專業(yè)特色，將建筑學(xué)教學(xué)與其他專業(yè)相結(jié)合，在開采沉陷影線的場(chǎng)地進(jìn)行建筑規(guī)劃設(shè)計(jì)，是具有中國特色的世界性重大難題。繼續(xù)依托學(xué)校礦業(yè)學(xué)科優(yōu)勢(shì)，深化“礦山建筑學(xué)”教學(xué)研究體系，力爭國內(nèi)領(lǐng)先，今年年底前建立“可礦山建筑學(xué)”實(shí)驗(yàn)室。對(duì)標(biāo)國家相關(guān)培養(yǎng)指標(biāo)，結(jié)合我校實(shí)際情況，結(jié)合礦山建筑學(xué)特色，培養(yǎng)一大批既適應(yīng)建筑學(xué)行業(yè)需求又擅長“礦山建筑學(xué)”專題設(shè)計(jì)及研究能力的本、碩、博人才。

5 結(jié)語

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校專業(yè)教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)創(chuàng)新型人才的主要途徑與手段。實(shí)驗(yàn)室改革是一項(xiàng)系統(tǒng)的工作，涉及到教學(xué)及管理等多重問題，只有堅(jiān)持改革、不斷探索、實(shí)踐和總結(jié)，使建筑專業(yè)實(shí)驗(yàn)室教學(xué)更加完善，為高校實(shí)驗(yàn)室教學(xué)改革做出貢獻(xiàn)，為社會(huì)培養(yǎng)出更優(yōu)秀的創(chuàng)新型人才。