劉人杰 逯靜洲 孫愛伏

摘? 要：美育又稱為審美教育，美育融入高校土木工程專業(yè)課程教學(xué)可提升土木工程專業(yè)人才的審美能力和綜合素養(yǎng)，對我國建筑行業(yè)的高質(zhì)量發(fā)展具有重要意義。文章以“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程為例，提出了課程教學(xué)的美育目標(biāo)，梳理了美育融入課程教學(xué)的若干途徑，給出了美育效果的評價方法，指出了當(dāng)前課程美育的不足。得益于美育的融入，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性有了很大提高，學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、感知美、判斷美、評價美和欣賞美的基本能力得到培養(yǎng)，學(xué)生的綜合素質(zhì)得到有效提升。

關(guān)鍵詞：“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程；美育；教學(xué)改革

中圖分類號：G641? ? 文獻標(biāo)識碼：A? ? 文章編號：1673-7164（2022）29-0173-04

美育又稱為審美教育，是指通過系統(tǒng)和專業(yè)的教育，使學(xué)生能夠認識美、體驗美、感受美、欣賞美，并且具備發(fā)現(xiàn)美和創(chuàng)造美的能力。隨著我國教育教學(xué)改革的持續(xù)推進，人們對教育教學(xué)的本質(zhì)認識不斷加深，美育工作在人才培養(yǎng)中的作用引起了重視［1］。習(xí)近平總書記指出：“做好美育工作，要堅持立德樹人，扎根時代生活，遵循美育特點，弘揚中華美育精神，讓祖國青年一代身心都健康成長。”美育可陶冶情操、凈化心靈、提升素養(yǎng)，是落實立德樹人根本任務(wù)的重要一環(huán)［2］。

煙臺大學(xué)土木工程學(xué)院將美育融入土木工程專業(yè)人才培養(yǎng)方案，扎根優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，立足土木工程專業(yè)的專業(yè)特點，踐行社會主義核心價值觀，打造基于OBE理念的專業(yè)美育培養(yǎng)模式，以“大美育”的格局大力培養(yǎng)符合時代需求的社會主義建設(shè)者和接班人。

鋼結(jié)構(gòu)是當(dāng)前建筑工程領(lǐng)域最常用的結(jié)構(gòu)類型之一。憑借鋼材良好的受力性能和加工性能，鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)發(fā)展十分迅速，國家對鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計人才的數(shù)量和質(zhì)量有著迫切的需求。鋼材本身擁有美學(xué)表現(xiàn)，這主要體現(xiàn)在鋼材的質(zhì)感和光感。將鋼結(jié)構(gòu)用于建筑設(shè)計，可得到靈活多變的建筑造型，造就了豐富多彩的鋼結(jié)構(gòu)建筑形式，在工業(yè)廠房、大跨度屋蓋、高層建筑、輸電塔架等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。因此，鋼結(jié)構(gòu)非常適合展現(xiàn)建筑結(jié)構(gòu)力與美有機融合的魅力。因此，本文以“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程為例，介紹融入美育的土木工程專業(yè)課程教學(xué)改革探索與實踐。

一、“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程簡介

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”是高等學(xué)校土木工程專業(yè)的核心課程之一。該課程的教學(xué)目標(biāo)是使學(xué)生掌握常見的工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)、大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)和多高層鋼結(jié)構(gòu)的基本設(shè)計方法及構(gòu)造措施；使學(xué)生形成鋼結(jié)構(gòu)整體分析的概念，能合理確定計算簡圖，能正確地進行內(nèi)力分析，能按有關(guān)專業(yè)規(guī)范或規(guī)程進行鋼結(jié)構(gòu)的整體設(shè)計、截面計算和構(gòu)造處理。主要的課程內(nèi)容：工業(yè)廠房鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計、大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計和多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計。

美育的根本目標(biāo)在于促進人的全面發(fā)展，將人的需求與價值實現(xiàn)作為終極追求，這也是一切育人工作的出發(fā)點和歸宿［3］。具體落實到高校土木工程專業(yè)“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程中，美育的目的是打破以往土木工程人才培養(yǎng)只重理論和技術(shù)而審美能力不足的傳統(tǒng)模式。具體美育目標(biāo)如下：1.使學(xué)生能夠認識美、體驗美、感受美、欣賞美，具備發(fā)現(xiàn)美和創(chuàng)造美的能力；2.使學(xué)生掌握材質(zhì)美、仿生美、人文美、符號象征美等建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計美學(xué)原則；3.使學(xué)生理解以均衡與穩(wěn)定、連續(xù)性與漸變性、韻律與節(jié)奏為主要表現(xiàn)特征的結(jié)構(gòu)形態(tài)美。

二、融入美育的方法與途徑

（一）材質(zhì)美的融入

不同的建筑材料有著不同的美學(xué)表現(xiàn)，鋼材與木材、混凝土等材料的美學(xué)表現(xiàn)差異顯著。由于表面處理工藝的不同，鋼結(jié)構(gòu)可表現(xiàn)出不同的質(zhì)感，從而實現(xiàn)豐富多樣的視覺效果，表現(xiàn)了鋼材本身的質(zhì)感美。鋼結(jié)構(gòu)的表面可做成鏡面、霧面、磨砂、拉絲等效果，還可讓鋼材表面帶有一定的銹跡以表現(xiàn)出質(zhì)樸與滄桑感。有時還可在鋼結(jié)構(gòu)的表面進行鍍層或噴漆處理，變化表面光澤，使鋼材表現(xiàn)出特殊的科技感或工業(yè)風(fēng)。

（二）人文美的融入

在多高層房屋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計章節(jié)，通過介紹典型的超高層建筑結(jié)構(gòu)案例“中國尊”使學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中滲透的人文美?！爸袊稹笔钱?dāng)前北京市的第一高樓，是主體結(jié)構(gòu)為鋼結(jié)構(gòu)的超高層建筑。它的建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計融入了我國傳統(tǒng)文化精髓，盡顯結(jié)構(gòu)之美與人文之美融合的巧妙。尊，禮器也，意在敬奉天地。北京是偉大祖國的首都，以尊的形象作為北京第一高樓的建筑形態(tài)，修修兮高聳入云、頂天立地，傳承了我國傳統(tǒng)文化的神韻。為了達到古今相和的設(shè)計目的，在一些傳統(tǒng)園林建筑設(shè)計中同樣納入了鋼結(jié)構(gòu)的元素，將鋼結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)材料、形式結(jié)合，使設(shè)計傳達出傳統(tǒng)文化的意蘊。

（三）仿生美的融入

“大自然總是建造最合理、最經(jīng)濟的結(jié)構(gòu)”［4］。蜘蛛網(wǎng)是自然界常見的東西，研究表明蜘蛛絲是一種強度很高的材料，只因太細留給人以強度不高的錯覺。工程師們受到蜘蛛網(wǎng)的啟發(fā)，在橋梁工程和大跨度屋蓋工程中采用高強度的索以一定的規(guī)則編制成索網(wǎng)結(jié)構(gòu)，從而跨越很大的空間。烏龜殼、貝蚌殼、蛋殼等都是生物用于保護自己的外殼，牢固且堅硬，工程師參考自然界的殼體設(shè)計出鋼網(wǎng)殼結(jié)構(gòu)用于大跨度屋蓋。棕櫚葉、芭蕉葉等有著凹凸折疊的外形特征，工程師們受到啟發(fā)設(shè)計出了折板結(jié)構(gòu)。肥皂泡有著空氣支撐的薄膜特征，十分輕盈，人們受到啟發(fā)設(shè)計了充氣膜結(jié)構(gòu)。蜂窩有著整齊排列的網(wǎng)格，人們參考蜂窩發(fā)明了空間網(wǎng)格結(jié)構(gòu)。由此可見，當(dāng)前很多優(yōu)秀的鋼結(jié)構(gòu)體系都展現(xiàn)出了仿生美。

（四）符號象征美的融入

在大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計章節(jié)，通過介紹典型建筑案例“冰絲帶”，學(xué)生掌握鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計中凸顯的符號象征美?！氨z帶”是北京冬奧會國家速滑館的別稱，它采用靈巧飄逸的鋼結(jié)構(gòu)曲面幕墻體系和輕盈巧妙的雙曲面馬鞍形單層索網(wǎng)屋蓋結(jié)構(gòu)體系?！氨z帶”形似運動員高速滑冰時留下的冰刀軌跡，大跨度鋼屋蓋結(jié)構(gòu)設(shè)計與冰雪運動的主題相得益彰。與之類似，國家體育場“鳥巢”、國家水上運動中心“水立方”、國家體育館“冰之帆”等，這些大跨度屋蓋鋼結(jié)構(gòu)工程也都展現(xiàn)了符號象征美的特征，共同組成“雙奧之城”的標(biāo)志性建筑群。

（五）均衡與穩(wěn)定美的融入

均衡與穩(wěn)定是在視覺平衡審美心理作用下的美學(xué)形式。建筑結(jié)構(gòu)對傳力路徑的要求和均衡與穩(wěn)定美的要求基本一致［5］。超高層摩天大樓的鋼結(jié)構(gòu)無不是均衡、對稱的，無不體現(xiàn)了龐大、厚重的特征。而均衡與穩(wěn)定的美并不一定都是厚重的，在一些體育場館、機場航站樓、會展建筑的大跨屋蓋鋼結(jié)構(gòu)中，有很多是采用了索結(jié)構(gòu)、膜結(jié)構(gòu)等輕質(zhì)材料，給人以輕盈飄逸的感受，也可以彰顯均衡與穩(wěn)定的美。

（六）連續(xù)與漸變美的融入

連續(xù)和漸變最符合人們的審美心理，連續(xù)和漸變也是建筑結(jié)構(gòu)對傳力路徑的必然要求，有助于建筑結(jié)構(gòu)獲得較好的整體性。而形狀突變往往造成整體結(jié)構(gòu)剛度和質(zhì)量分布不均、構(gòu)件應(yīng)力集中等不良后果。展現(xiàn)漸變和連續(xù)美的鋼結(jié)構(gòu)有很多，如廣州電視塔“小蠻腰”，它以構(gòu)件交織旋轉(zhuǎn)上升同時結(jié)構(gòu)尺寸漸變，再如北京第一高樓“中國尊”從下至上粗細漸變，生成了傳統(tǒng)文化中“尊”的形象，都給人以流暢、輕巧的感受。

（七）韻律與節(jié)奏美的融入

韻律與節(jié)奏美是連續(xù)和漸變美的發(fā)展，是有特定規(guī)律的連續(xù)和漸變，使人感受到音符跳動和旋律奏響的審美感受。展現(xiàn)韻律與結(jié)構(gòu)美的鋼結(jié)構(gòu)有很多，如國家體育場“鳥巢”，乍一看給人一種錯綜堆砌的無序感，但稍加思考就能發(fā)現(xiàn)無序中卻體現(xiàn)著有序，很多構(gòu)件以明快的韻律抒發(fā)著獨特的美感。再如，北京工業(yè)大學(xué)薛素鐸教授團隊提出的無內(nèi)環(huán)預(yù)應(yīng)力索支結(jié)構(gòu)新體系是結(jié)構(gòu)組成部件相互交叉編織，以中心對稱的方式組合成整體，外觀上給人以律動和諧的美感。

三、“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程的美育效果評價

只有合理評價美育教學(xué)效果，才能了解學(xué)生是否真正獲得了課程要求的美育素養(yǎng)，才能評估美育目標(biāo)是否達成，確保美育真正融入課程教學(xué)?！霸u什么”和“怎么評”是美育效果評價中的兩個基本問題。美育的目的是豐富人的情感世界，促進人們升華精神境界，因此，美育效果評價應(yīng)當(dāng)以定性為主。

（一）評價內(nèi)容

基礎(chǔ)學(xué)習(xí)性內(nèi)容。對學(xué)生參加的“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”美育學(xué)習(xí)的出勤情況、交流研討參與情況和美育學(xué)習(xí)任務(wù)完成情況等表現(xiàn)進行過程性評價?？梢栽谡n堂上設(shè)置思考題，采用小組討論或師生互動的方式引導(dǎo)學(xué)生獲得正確的審美觀?？梢栽谡n后作業(yè)中滲透美育的內(nèi)容，批改作業(yè)時對學(xué)生的完成情況進行評價。

考試考核性內(nèi)容。通過在章節(jié)測驗、期中測驗、期末測驗等考試考核環(huán)節(jié)中設(shè)置美育題目，了解學(xué)生理解和掌握美育基礎(chǔ)知識的情況，了解學(xué)生的美育欣賞和表現(xiàn)能力。具體題型可以是選擇題、判斷題、論述題等。如可在選擇題中給出四個結(jié)構(gòu)方案，讓學(xué)生從中選出最符合審美心理和受力要求的選項。

發(fā)展挑戰(zhàn)性內(nèi)容。通過學(xué)生自主參加與美育相關(guān)的校內(nèi)外藝術(shù)實踐或各類結(jié)構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計類競賽活動獲獎情況，設(shè)置拔高加分項，鼓勵學(xué)生在實踐和競賽中運用美育知識和能力。如“挑戰(zhàn)杯”全國大學(xué)生課外學(xué)術(shù)科技作品競賽、全國大學(xué)生周培源力學(xué)競賽、全國大學(xué)生結(jié)構(gòu)設(shè)計競賽、全國高校鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽等。

（二）評價方法

該課程美育評價實行以任課教師團隊為主體，以課堂為單位組織美育評價。根據(jù)課程學(xué)時的推進，分階段匯總、整理、存檔、上報。美育評價以分數(shù)形式呈現(xiàn)，滿分100分，其中基礎(chǔ)學(xué)習(xí)性內(nèi)容占40分，考試考核性內(nèi)容占40分，發(fā)展挑戰(zhàn)性內(nèi)容20分。90分以上為優(yōu)秀，75～89分為良好，60～74分為合格，60分以下為不及格。

四、“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程美育的初步成效

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程美育使學(xué)生較好地掌握了仿生美、人文美、符號象征美、環(huán)境友好美等建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計美學(xué)原則，較好地感知和理解以均衡與穩(wěn)定、連續(xù)性與漸變性、韻律與節(jié)奏為主要表現(xiàn)特征的結(jié)構(gòu)形態(tài)美。課堂變得生動，學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和積極性有了很大提高，對鋼結(jié)構(gòu)的理解深度和廣度有了質(zhì)的飛躍，對課程目標(biāo)達成起到了顯著作用。學(xué)生經(jīng)過課程美育后，在與建筑學(xué)專業(yè)、建筑規(guī)劃專業(yè)學(xué)生的溝通、交流、合作中表現(xiàn)得更加積極，互動更為順暢。

“鋼結(jié)構(gòu)設(shè)計”課程美育提升了土木工程專業(yè)大學(xué)生發(fā)現(xiàn)美、感知美、判斷美、評價美和欣賞美的基本能力，豐富了學(xué)生的文化精神生活，激起了學(xué)生對美好體驗的向往。有助于提高學(xué)生的審美覺悟，開發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造力，使學(xué)生具備對建筑美的直覺敏感，為設(shè)計和建造優(yōu)質(zhì)、美好的建筑結(jié)構(gòu)而努力奮斗。

土木工程專業(yè)和建筑學(xué)專業(yè)組成的團隊榮獲2020年全國高校鋼結(jié)構(gòu)創(chuàng)新競賽特等獎。該創(chuàng)新競賽題目為“裝配式鋼結(jié)構(gòu)民宿設(shè)計”，以“裝配式、可持續(xù)、綠色環(huán)保、高效節(jié)能”為理念來設(shè)計裝配式鋼結(jié)構(gòu)建筑，設(shè)計內(nèi)容包括建筑設(shè)計、結(jié)構(gòu)設(shè)計、圍護體系設(shè)計和創(chuàng)新性設(shè)計等內(nèi)容。團隊以膠東民俗建筑——海草房為背景，以“生態(tài)循環(huán)系統(tǒng)和模塊化復(fù)制”為結(jié)構(gòu)核心技術(shù)對裝配式鋼結(jié)構(gòu)民宿進行設(shè)計，創(chuàng)造性地引入了綠色節(jié)能集成房屋技術(shù)、太陽能追光系統(tǒng)雨水收集系統(tǒng)等新技術(shù)，實現(xiàn)了現(xiàn)代建筑科技與傳統(tǒng)民居的完美融合。作品詮釋了“科技創(chuàng)新服務(wù)人居空間”的人文關(guān)懷核心理念。

五、目前尚存的問題

（一）專業(yè)美育課程不成體系

土木工程專業(yè)的美育教育要有明確的培養(yǎng)目標(biāo)，要有完整的專業(yè)美育教育課程體系，要有完善的專業(yè)美育教育評價機制，更要有合理的專業(yè)美育教育持續(xù)改進機制。專業(yè)美育教育要將美育延伸到人才培養(yǎng)方案中的每一門課程中去，要根據(jù)課程的內(nèi)容和特點發(fā)掘課程內(nèi)容與美育的聯(lián)系，在課程中合理設(shè)置美育融入點，為學(xué)生設(shè)立美育教學(xué)情境。構(gòu)建專業(yè)美育課程體系，使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中不斷獲得美的體驗，每門課都能感受到美的存在。當(dāng)前，土木工程專業(yè)的美育教育仍以課程美育為主，只有幾個孤立的美育教育點，亟待構(gòu)建專業(yè)美育課程體系。

（二）專業(yè)美育師資隊伍有待加強

美育教育對師資水平的要求較高。教師要將自身的審美水平和專業(yè)教學(xué)水平提高到一定的水準，要將晦澀枯燥的專業(yè)理論知識轉(zhuǎn)變成含有美育的內(nèi)容。首先，教師要轉(zhuǎn)變思想認識，從傳統(tǒng)教學(xué)理念過渡到專業(yè)知識與思政、美育相結(jié)合的教學(xué)理念。其次，教師要有緊追時代前沿的意識，加深對審美的認識程度，學(xué)習(xí)最新的行業(yè)動態(tài)，為學(xué)生提供高質(zhì)量的美育教育。當(dāng)前，學(xué)校和專業(yè)層面開展的美育培訓(xùn)還不夠，教師對課程美育教育如何開展處于不知所措或各行其道的狀態(tài)，專業(yè)美育師資隊伍有待加強。

六、結(jié)語

美育的成果往往不是短期的，它對學(xué)生的影響是深遠的，會在學(xué)生未來的職業(yè)發(fā)展中逐步展現(xiàn)。對于土木工程專業(yè)而言，美育的成果在于使學(xué)生在擁有扎實的理論和技術(shù)功底的同時具有高屋建瓴的審美能力和藝術(shù)視角，有朝一日能創(chuàng)作出富有美學(xué)價值、聞名于世的杰出建筑結(jié)構(gòu)作品，而不是大批可復(fù)制的“流水線”產(chǎn)業(yè)工人。

建筑結(jié)構(gòu)設(shè)計不僅運用美，而且還能豐富美的內(nèi)涵和形式。鋼和玻璃運用于建筑結(jié)構(gòu)后一改傳統(tǒng)磚石結(jié)構(gòu)的厚重感，造就了輕盈的建筑美感。索材和膜材的進步推動了索膜結(jié)構(gòu)的發(fā)展，建筑結(jié)構(gòu)一改傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的單一方正形體，形成了輕巧的曲面結(jié)構(gòu)體系。從數(shù)千年人類建筑發(fā)展史可以看出，建筑美學(xué)和結(jié)構(gòu)技術(shù)、結(jié)構(gòu)材料的進步有著很密切的關(guān)系。隨著新技術(shù)、新材料、新計算理論的出現(xiàn)，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)形式，催生出對應(yīng)的美學(xué)表現(xiàn)形式都只是水到渠成的事。

從古至今，關(guān)于建筑結(jié)構(gòu)力與美的思辨始終都是工程師關(guān)注的重點。當(dāng)今的建筑業(yè)已結(jié)束了粗放的發(fā)展模式，轉(zhuǎn)變?yōu)楦哔|(zhì)量、高科技、精品化的發(fā)展模式。從今往后，只重技術(shù)而不懂審美的工程師，其職業(yè)發(fā)展必然受到很大限制。培養(yǎng)出既有扎實技術(shù)功底又有崇高審美素養(yǎng)的現(xiàn)代土木工程師是當(dāng)代建筑行業(yè)發(fā)展的必然要求。

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（責(zé)任編輯：淳潔）