緒論:寫作既是個人情感的抒發,也是對學術真理的探索,歡迎閱讀由發表云整理的11篇建筑結構邏輯范文,希望它們能為您的寫作提供參考和啟發。
傳統的信息技術課堂普遍采用多媒體技術進行教學,即采用文字、圖像、音頻和視頻等信息配合課堂講授,教學以教師講授為主,教師較易把握課堂教學節奏,有利于學生系統地學習結構化的知識。然而,學生卻處于被動學習狀態,對培養學生自主學習意識與能力極其不利,可能造成日后自學能力低下,社會適應不良的局面。因此,近幾年來,對學生自主、合作學習以及學習評價等課堂活動有著較強支持能力的網絡學習平臺引起了越來越多信息技術教師的關注,逐漸走入了信息技術課堂。網絡學習平臺是指利用網絡以及相關技術開發的教與學平臺,由學生學習、教師教學、教學管理三大子平臺組成。它具備教務管理、教學資源共享、師生和生生之間交互、學生作業的快捷管理、學習效果自動評價和教師集體備課等諸多功能,是信息技術課堂教學信息化手段的有益補充。本人借助網絡學習平臺,在信息技術課堂上做出了積極的探索。實踐證明,網絡學習平臺的確能夠有效提高學生的學習積極性和學習效率,它在以下幾個方面有著傳統信息技術課堂無法比擬的優勢。
一、轉變重知識傳授現狀,自主學習促進學生學習能力的提高
轉變教與學的方式,首先要轉變的是教學觀念,需要轉變傳統的重知識傳授,向能力培養轉變。在課堂中,學生知識主要來源于教材,由于教材內容與教學內容并不是等同的,因此,就要求教師必須發揮自身創造性,對教材進行梳理,進行二次開發,然后根據學生學情,針對每節課的教學要求,把挑選、補充、調整后的教材呈現給學生。傳統的信息技術課堂,教師是把知識點放入演示文稿,配合講授進行播放,但是學生的學習是被動的,如果把二次開發后的教材放到網絡學習平臺中,學生自己登錄網絡學習平臺去瀏覽,就能大大地激發學生的學習積極性,從而把學習從被動轉變為主動。此外,我還在信息技術課堂中導入微課教學。微課是近幾年流行發展起來的一種新的教學資源應用模式,它是為了解決課堂教學中某個知識點,如,教學重點、難點或疑點內容,制作而成的課堂教學視頻。微課的教學目標相對單一,教學主題突出,內容精簡,時長一般為5至8分鐘,方便使用。我把微課上傳到網絡學習平臺的相應位置,學生可登錄后進行自學,當自主學習過程結束后,學生開啟網絡學習平臺中的課堂檢測模塊,進行自我檢測,檢驗學習效果,平臺能對學生答案自動進行匯總和分析,算出每個學生的自主學習積分和每道題的正確率,從而為教師下一步的教學提供參考。
二、關注個體差異,分層任務促進不同學生共同提高
傳統的信息技術課堂,由于上課人數多,教學時間短,只能選擇同一內容、同一進度,甚至同一評價標準。但是學生的學習能力存在個體差異,因此,在任務驅動教學中,容易出現一些能力較強的學生把任務完成后,轉而去做一些跟課堂無關的事情,從而對整個課堂教學造成干擾。但教師如果能夠充分考慮到學生的個體差異,對任務進行分層設計,精心設計遞進的、有層次感和趣味性較強的任務,借助網絡學習平臺中的等級制模塊,把不同層次的任務放入平臺中,針對學生“最近的發展區”,實行分層推進練習,學生在完成了基本的、降難度的低層任務后,可以提高難度,去完成具有綜合性和應用性的高層任務。網絡學習平臺的等級制模塊,能自動地累積學生的等級積分,然后根據積分的高低,賦予學生精英、高手、平民等身份,并把身份顯示在排行榜上,這個排行榜是動態的,實施更新的,學生等級積分發生變化,身份也會隨之變化。通過課堂觀察,學生非常關心自己在排行榜中的身份,時不時去查看一下,就這樣,在網絡學習平臺的等級制驅動下,課堂中形成了一種你追我趕的競爭機制,促使后進生向中等生靠攏,中等生向優生看齊,始終激勵與保持他們的興趣和信心,每一個學生在分層任務學習中得到一定的提高。
三、倡導團隊精神,合作積分制促進合作學習
傳統的信息技術課堂,通常采用任務驅動教學,學生通過自主探究完成任務,學生之間的合作較少。建立學習小組,任務布置下去,要不合作學習流于形式,沒有深入;要不小組內只有組長在忙碌,其他人無所事事,究其原因,主要是缺乏合作學習的過程管理。而網絡學習平臺的合作學習積分制就可以較好地解決這個問題。在合作學習積分制中,學生被分為若干個小組,每個小組完成一個作業,作業由各個組長評分后算出平均分,平均分就是小組的作業分,每個學生都可以得到。為了激發組員的合作積極性,組長可以根據組員在合作學習中的表現給予加分或者扣分,在作業分的基礎上進行匯總,最后形成學生的合作學習積分。在學生的小組合作學習中,教師一方面通過巡視課堂給予各小組長必要的指導,幫助其合理分工,另一方面,適時公布學習小組的學習情況,并對表現優秀的組長加分,對個別出現投訴沒有較好履行職責的組長給予扣分。在合作積分制下,學生的合作學習能夠落到實處,組長和組員的積極性都很高。
四、過程性評價多項積分,優化學生評價
傳統的信息技術課堂普遍采取總結性評價的方式對學生進行評價,即主要以期末的考試成績來評定學生的課程學習成績,這種評價方式過于單一,不夠客觀和全面,容易以偏概全。而網絡學習平臺能夠對學生進行學習過程性評價,學生的自主學習、合作學習和分層學習以及教師評價都有相應的積分,教師每節課后進行匯總,結果可以通過圖表的方式直觀呈現,教師從而能夠及時掌握學生的學習動態,以便及時調整課程教學計劃,采取相應的教學策略應對。網絡學習平臺還支持總結性評價,并且能夠便捷地生成測試結果,過程性評價與總結性評價相結合,從而客觀、全面地評價學生在信息技術課堂中的學習。
五、教學資源課題包減輕教師負擔,提高備課效率
信息技術課上所涉及的教學內容很多,僅大型應用軟件就有Office之Word,Excel,PowerPoint,音視頻軟件如Photoshop,Flash和會聲會影,還有計算機的基礎知識、網絡知識與網絡技術和人工智能與機器人等等。面對如此多的內容,要利用并不充分的課時,既要教會學生基本的知識與技能,又要培養學生的信息素養與創新思維。由于學生的個體差異,還要做到因材施教,教師需要花很多精力設計分層任務,備課量很大。網絡學習平臺的集體備課功能允許教師把每一節課的教學資源生成課題包,通過區域資源共享,其他教師可以把課題包輕松導入到網絡學習平臺,然后根據自身的教學實際進行修改,這些課題包如同形成有源之水,綿延不斷,從而減輕了教師們的備課負擔,提高了備課效率。
有了網絡學習平臺的支持,的確可以克服傳統信息技術課堂原有教學手段的局限性。著名思想家、詩人歌德曾說過:“不斷變革創新,就會充滿青春活力,否則,就可能變得僵化”,網絡學習平臺的出現是信息技術的技術發展,也是信息技術課堂自身發展的要求。它改變了傳統的課堂管理方式,而且建立了一種平等、自主的課堂教學秩序。學生的學習積極性、主動性被充分調動起來,從“要我學”轉變為“我要學”。教師可以把傳統信息技術課堂上知識傳授的時間用在對學習過程的引導和管理上,從精講到少講,最后到“不”講,從而把更多的時間交給學生。教與學方式轉變的目的,是為了構建高效課堂,而信息技術課堂有了網絡學習平臺的支撐,教學目標的落實和教學效果得到有效提升,使高效課堂成為可能。實踐證明,以網絡學習平臺為核心的網絡化管理是提高信息技術課堂教學實效性的有效途徑,值得進一步探索和嘗試。
建構主義的學習理論是在20世紀80年代中期興起的,它兼收并蓄多家學習理論的合理觀點,給學習賦予新的含義。建構主義者認為,“學習的本質起源于主體的實踐活動,是主體通過活動對體驗的內化、知識意義的生成和人格精神的建構過程。” 按照建構主義理論,教學活動包括5個環節:①創設情境;②確定問題;③自主學習;④合作學習;⑤效果評價。
下面我運用構建主義理論,以高中必修3中的問題研究“為什么停止開發北大荒?”為例,嘗試設計一節地理課堂教學。
一、創設情境
我運用網絡平臺給出以下一組照片,讓學生直觀感受三江平原的自然特征和三江平原的農業景觀以及三江平原農業開發對地理環境的影響。
圖一、三江平原圖
圖二、濕地的生態環境
圖三、三江平原的農業
圖四、三江平原的水土流失
圖一,是三江平原的沼澤景觀。給圖的目的是一方面使學生對沼澤直觀的感知,認識沼澤。另一方面引導學生根據三江平原的自然特征思考沼澤廣泛分布的原因。
圖二,是濕地環境的生態系統,沼澤遍布,林間野獸出沒,低空百鳥飛翔。三江平原原本是多種瀕危水禽極為重要的繁殖地,如東方白鸛、丹頂鶴、白枕鶴、鴻雁等國家一二級保護動物,也是大量侯鳥遷徙的驛站,另有鰉魚、哲羅魚、細鱗魚、紅肚囊鯽魚等十余種特有魚種。如今,由于棲息地被破壞,珍稀鳥類無棲息之地,多數難見蹤影,過去哪種鶯歌燕舞的景觀,已不復存在,鳥類由200多種減到194種。同時,水禽數量在急劇下降,由于濫捕和水體污染,魚類資源衰退嚴重,大多數中小河流的魚類資源比70年代減少80%左右,魚類由90種減到77種。20世紀60年代黑龍江捕撈總量曾達到5000多噸,大馬哈魚年產70多萬尾;如今捕撈總量下降到年產幾百噸,大馬哈魚年產幾千尾。如撓力河一個魚亮子,過去曾產凍魚50火車箱,如今已瀕臨絕跡。七星河流域80年代有丹頂鶴200只左右,如今已基本絕跡。進一步闡明濕地環境不僅具有豐富的生物資源,還是非常重要的環境資源。
圖三,三江平原的農業。圖給我們以下幾點印象,1.種植的作物是小麥2.種植面積大,規模大,大型機械化作業。3.地廣人稀,地勢平坦。在總結三江平原農業特點的基礎上,進一步啟發學生思考,三江平原商品糧基地的優勢是什么?
圖四,三江平原黑土地的水土流失。由于大量的墾荒也使生態環境遭到極大的破壞。50年間,三江平原濕地面積從536萬公頃減少到113萬公頃,銳減了79%。原始生態平衡遭到破壞,水土流失、耕地肥力下降,在黑土區水土流失嚴重的地方,竟可以看到與未曾整治的黃土高原類似的景象:大面積的良田被肢解得支離破碎,一馬平川的大地溝壑縱橫。沙化趨于嚴重,自然災害肆虐。多種珍稀水禽和鳥類被迫遷徙他鄉。
通過閱讀以上圖片學生對三江平原有了整體的感知。
二、確定問題
為了培養學生主動探索知識的能力和習慣,激發學生探索知識的興趣,使學生對“為什么停止開發北大荒?”有更深入的理解我設計了以下幾個問題;
問題一
問題二
問題三
三、自主學習與合作學習
自主學習與合作學習以調動學生主體性為中心,提倡師生、生生之間的溝通、交流與互動,采取多邊活動的方式,讓學生學會學習、學會交流,注重培養學生獨立獲取知識和運用知識的舉與能力。例如,對以上三個問題,我要求學生首先根據材料形成自己的答案,用時大約15分鐘。然后學生之間交流答案,并對答案進行討論、修改,最終形成一個比較完善,合理的結果,用時大約10分鐘。如學生對“三江平原沼澤分布廣泛的原因?”經激烈討論后給出的答案是“一:該平原為黑龍江、松花江、烏蘇里江沖積形成的低平原,處于中溫帶,夏季溫暖,冬季寒冷而漫長 。二:地勢平坦,土地粘重,河網密集,地下水位高。三:夏秋多雨,拍水不暢。”回答的比較全面,比較深入。
四、效果評價
為了及時了解學生的學習效果,檢查學生對知識的掌握情況,我設計了以下練習。
1.有關松嫩平原地理環境特點的敘述,正確的是( )
A.年降水量不足,缺乏灌溉水源
B.緯度偏高,低溫凍害影響農作物生長
C.耕地多為旱地,人均耕地少
D.廣泛分布紅壤,土壤肥沃
2.我國政府下令停止開墾三江平原上的沼澤地,主要原因是( )
A.三江平原土壤肥力低B.墾荒難度大,成本高
C.糧食過剩,不必再開發D.保護濕地、維護生態環境
3. 濕地的主要生態功能是( )
①保護生物多樣性,提高環境質量
②消納一切來自自然和人為的污染
③吸收陽光中的紫外線
④調節氣候、涵養水源、調蓄洪水
A.①② B.②③ C.③④ D.①④
學生做完練習后提交計算機系統,計算機就能自動計算出學生的成績,反饋到教師機,以供教師對學生學習情況的掌握,另外系統還能夠把學生對這節課不懂得,有疑問的地方通過教學平臺反饋給教師,通過平臺,老師可以能做到及時了解學生的學習效果,反饋學生的難點、疑問。互動效果很好,可以實現老師與學生的互動,為學生在網絡上答問解疑。通過平臺教師能了解具體某一位學反映的問題,教師可以在平臺上實現與學生一對一的輔導交流。
五、結語
傳統的教學方法把教學過程看作是教的過程,教師是教學活動的主宰,而學生則完全處于被動接受的位置,由此在一定程度上壓抑了學生學習的主體性和積極性。目前參與新課程改革的教育專家普遍認為“教學過程是教師和學生以教學內容為中介的交流活動”,是教師與學生、學生與學生多邊活動的溝通與交流。因此新課程要求充分調動學生的主體性,在教學過程的各個環節體現師生雙邊活動,體現教師引導下學生獨立獲取知識的特點。 傳現代教育技術的發展為教學方法的實施提供了更富表現力的多媒體手段,計算機網絡的發展不僅帶來教學方式和手段的變革,而且引起教學模式的革命,多媒體教學手段以圖、形、聲、像等多種形式刺激學生的感官,為學生創設良好學習情境,激發學生的興趣,調動他們的注意力,還可以分解復雜的教學信息,使學生的認知過程由難變易。多媒體交互性強,可以實現教學信息的雙向交流,從而實現學習方式的多元化和個別化,還可以壓縮教學時間和空間,提高教學效率。
為了保護古木結構建筑,對部分損壞的古木結構建筑采用落架維修。進行落架維修的項目應嚴格按落架維修的操作規程進行,注意做好拆卸前的施工準備工作,按操作要求進行詳細的拍照和編號,并制定詳細的施工技術方案,按設計要求和古建筑維修原則對構件進行修復和加固及更換;進行揭頂維修的項目應在瓦面拆除后,檢查木基層、檁條、梁架、柱及斗拱的損毀情況采取加固維修、重新更換等施工措施,對損壞的古建筑進行維修,延長建筑使用壽命,達到維修的目的。具體的主要施工技術如下:
1 瓦當類落架拆卸主要施工技術
瓦當類落架拆卸的一般順序為先從檐口開始,拆卸檐口勾頭滴水,之后,進行坡面揭瓦.為便于施工和拆卸后的瓦件傳遞,可以從檐口往上逐件逐層拆卸,一垅瓦筒,一垅板瓦的進行,以免損壞瓦件.坡面揭完后,依次拆卸正脊和山墻扶脊瓦。
1.1拆卸工具
拆卸瓦件所用工具為:瓦刀,小鏟,小撬棍等,禁止用錘頭,以免對瓦件造成新的破壞.輔助工具包括木爬梯,吊籃,安全繩等。
瓦件拆卸后,應隨即從施工架上運走,放在安全場地,分類碼放整齊,自屋頂向下運送瓦件,可裝在籃子,箱子等,用人力自腳手架上抬至地平.在高度不超過3~3.5米時,也可采用溜槽,使瓦件順溜槽滑落至地面。
1.2拆卸注意事項
1),拆卸工作首先注意的是施工安全,包括施工人員安全和建筑結構安全,施工人員安全主要是在拆卸過程中,應避免高空滑落,墜落等,建筑結構安全是指在拆卸時可能會由于屋面椽木,屋檁存有殘損,造成安全隱患,拆卸前應檢查加固,另外避免野蠻施工,損傷屋面結構或瓦件。
2),由于板瓦質脆,容易破碎,拆卸時,應盡可能不要踩上去,可借助于木爬梯或者在屋面下搭設平臺實施拆卸。
3),拆卸瓦件時,應配合影像記錄,以備研究原來鋪設做法和下階段修繕時參考。
1.3清理瓦件
清理瓦件的工作,包括兩道工序,一是清理瓦件上的灰跡,又稱"剔灰檫抹",用小灰鏟小心慢慢除去瓦件上的灰跡,還要用抹布擦試干凈;另一道工序是挑選分類,根據瓦件的名稱,規格,殘損程度等進行分級分類,匯集入倉碼放。瓦件的品格通常分為三種類型:可用瓦件,可修瓦件,更換瓦件。
1),小青瓦
缺角不超過瓦寬1/6的(以鋪設后不露缺角為準),后尾殘長在瓦長2/3以上的,列為可用瓦件;斷裂為兩段槎口能對齊的,列為可修構件;其余殘碎的列為需要更換的構
2),滴水瓦:滴水瓦關鍵在于保留較完整的滴水,根據滴水保留與殘損程度按如下標準判斷:殘損尺寸參照上述小泥瓦標準,需要注意的是,瓦件前部的雕飾,如花紋殘而輪廓完整,應列入可用瓦件,輪廓殘缺或色鈾全脫,一般列為更換瓦件.
2桷板、檁子、梁架、木柱類落架拆卸主要施工技術
在工程施工中,由于拆卸施工工藝復雜,因此工作開始前項目部應由技術負責人進行施工技術交底,明確施工順序和施工方法及文物保護措施,專職安全員應進行安全技術交底,明確施工過程應當注意的安全事項,腳手架搭設到操作位置,吊裝設備的技術性能滿足施工要求,在各項準備工作完成后方可進行拆卸施工。
2.1木基層拆除
拆卸桷板飛椽、封檐板:封檐板在拆除時,小心用錘子、鑿子撥起,以減少損傷,然后用麻繩捆綁,吊放地面,送入倉庫內平放整齊。桷板飛椽撬起時,如果起點位置不正確,就容易造成折斷、裂口。拆除過程中一定要將撬扦插入釘卯部分,用力撬動,才不致弄壞飛椽。飛椽運到地面后,按不同層面分別堆放,壓放平整。
2.2檁條的拆卸
木基層拆除后,檢查檁條的受損情況,保留完好不需維修就可使用的檁條,拆卸需要到地面維修加固和嚴重損毀不能繼續使用的檁條;檁條拆除時應先拆開榫卯,將其移出原有位置,再用繩索吊至地面分類堆放;部分檁條拆卸后,梁架失去有效支撐,呈不穩定狀態,應根據情況進行臨時加固處理。
2.3梁架、柱部分構件的拆卸
因對柱的加固維修,需拆除部分梁架,在拆除整榀梁架時候應嚴格按落架維修的施工技術規程組織施工,制定詳細梁的拆除方案;拆卸前應做好認真的測繪工作,對各個構件進行拍照,并繪制測繪圖,在圖紙上標明拆順序,在構件底面用色筆進行編號,編號應清晰;拆卸梁架施工前,對梁上的彩繪和雕刻用拷貝紙、棉花和草繩包扎牢實,要防潮、通風、干燥;梁架構件都是榫卯結構,拆卸時,除穩固架木外,除去縫隙內的污垢,用鐵撬全面起動(注意在鐵撬下墊塊硬木板,防止鐵撬將梁表面壓壞),不得先撬起一端,防止榫卯折損;構件的污漬除掃帚清掃外,可用大木錘輕輕震動,不能用撬和斧猛擊;抬動或懸吊構件時,繩索或著力點要置于兩端卯口以內,以免造成卯口部位的劈折;卸至架下和運往工棚的過程中,用用大平板車,盡量減少對榫卯的磨損;運至工棚后要嚴格按照梁架的縫隙、部位;進行妥善的保護。
3 其它施工要求
3.1根據設計要求和建筑物各部構件破損的程度,局部需要落架維修。落架拆除前首先應該進行普查摸底,弄清情況,所謂普查摸底,就是要對木構件進行逐一檢查,發現疵病時,確定修整方案。施工前需拍照、在施工圖上標記。對于需要落架拆除維修的部分,要認真把原有的建筑形式和結構作法搞清楚,把每個構件、每個部位的損壞程度及各部尺寸進行詳細記錄,完好的原構件,要妥加保存,留作樣板,以便據以加工,修配新構件。
3.2構件拆完后,清掃臺基,復核基礎軸線偏差,調整柱基位置軸線差與高低差。然后繪制平面圖,圖紙上的每一軸線都要編號,大木構件也要在圖紙上標明規定的位置號。原有標號要與平面圖的標號統一起來(標號由明間向兩邊分,由前檐向后檐分)。新添換的構件應在圖上將尺寸標寫清楚,以便配制。上述程序是針對比較重點的古建筑物而言的,一般古建筑可以根據情況從略。
3.3拆除帶有斗拱時,更要認真細致,因為斗拱物件繁多,榫卯比較復雜,很難拆除完整,添配也很費事,所以梁架如果沒有重大問題最好不要拆卸斗拱。如果工程需要必須進行斗拱拆卸時,要有人專門負責拆卸并做詳細記錄。逐件編號。除非在特殊,斗拱一般在梁架上不要拆散,在其它斗拱之上的構件拆除完畢后,用繩將斗拱捆綁結實,然后一攢一攢的拆下,運到一旁再開始整修工作。各科斗拱、各攢斗拱最好不要混雜在一起,要按照建筑物的方位標明位置方向,以防錯亂。
3.4各種構件在拆卸運輸時,不得由上往下扔接,搬放時也要注意不要碰損構件,要最大限度地保持構件的完整,盡量避免不必要的損失。
4 結束語
總之,在古木結構建筑落架拆卸施工中,主要是進行保護性拆除,因此在施工中應該根據不同的工程特點,采取不同的施工工藝和施工措施,靈活處理具體存在的施工問題。■
【摘要】建構主義認為“協作學習”在知識意義的建構起著關鍵性的作用,基于建構主義的教學觀并通過構建英語網絡課程教學平臺來提高英語教學水平的研究具有一定的實際意義。但在英語網絡平臺構建中往往需要很多的技術進行協同作業才能完成。本文將在網絡平臺構建過程中的技術支持即新概念多媒體快捷技術體系做一簡要介紹。
關鍵詞 建構主義;英語網絡平臺構建;新概念多媒體快捷技術體系
建構主義( Constructivism) 理論又稱結構主義,是認知心理學派中的一個重要分支。這一理論最早由瑞士著名兒童心理學家皮亞杰(Piaget)于20世紀60年代提出,皮亞杰將人類與環境的相互作用概括為兩個基本過程,即同化(as-stimulation)和順應(accommodation)。同化過程指把外界刺激提供的信息吸收進來并整合到學習者原有的認知結構(Schema)中去,它是對原有的認知結構的擴充; 而順應則是指當外部環境發生了變化,由于原有的認知結構無法同化新環境所提供的信息,所以認知結構自身需要發生重組與改造,以適應新環境的變化。人類認識外部世界的過程,正是同化與順應不斷循環的過程,也就是知識的建構過程。
根據建構主義理論,學習是一個動態能動建構的過程,學習者在各種學習環境下,利用自己認知結構中的已有的經驗去同化和順應當前學到的新知識、新信息,學習者的認知結構由此得以發生量和質的改變。正因為如此,建構主義認為知識不是通過教師傳授得到的,而是學習者在一定的社會文化背景下,通過他人的協助(包括教師和學習伙伴),自主利用相關學習資源,通過意義的重組與建構的方式而獲得的.也就是說,學習者對于教師教授的信息,并不是全盤地被動吸收,而是在自己原有的知識系統上對其進行編碼和重組,建構自己的理解,最終形成新的知識。因此,在整個學習過程中,學習者應當占主導地位。長期以來,傳統的教學模式把學習看作是學生對外部刺激做出被動反應,即把學生視為知識灌輸的對象。這些傳統教學模式因違背了學生的認知規律而大大限制了學生的主動性和創造性。然而,建構主義學習理論在強調學生的認知主體作用的同時,并沒有忽視教師的的指導作用。建構主義認為“協作學習”在知識意義的建構起著關鍵性的作用,強調學生之間、師生之間的協作交流以及學生和教學內容與教學媒體之間的相互作用。在學習過程中,教師要為學習者提供各種不同類型的教學媒體和教學資料,并鼓勵學生主動探索并完成意義建構,最終達到自己的學習目標。
在我國,為了順應全國大學英語教學的新形勢和要求,教育部于2004年1月頒發了《大學英語課程教學要求(試行)》的通知。[2]通知明確指出:“各高等學校應充分利用多媒體和網絡技術,采用新的教學模式改進原來的以教師講授為主的單一課堂教學模式”,教學模式改革應使英語教學朝著“個性化學習、自主式學習方向發展”,尤其要確立學生在教學過程中的主體地位,同時充分調動教師和學生兩個方面的積極性。
因此基于建構主義的教學觀并通過構建英語網絡課程教學平來提高英語教學水平的研究具有一定的研究意義。但在英語網絡平臺構建中往往需要很多的技術進行協同作業才能完成。現將網絡平臺構建過程中的技術支持即新概念多媒體快捷技術體系做一簡要介紹:
該技術體系由桂林理工大學的陳三明博士創建完成。由第一課堂的新概念PPT集成技術——春季技術;第二課堂的學習網站快速搭建技術——夏季技術;PAD移動課堂的APP課件快速設計技術——秋季技術;慕課MOOC平臺與翻轉課堂的靈活運用技術——冬季技術,組成了整個技術體系。
本文以第一課堂的新概念PPT集成技術——春季技術為例。
1)新概念PPT:PPT+軟件蜂群
即在新版PPT平臺上,將知識分解成元素,以最佳表達的多媒體小軟件(軟件蜂群),將對應的元素轉換成多媒體屏幕符號。然后集成于PPT平臺中,并充分挖掘PPT的內涵功能,形成一套豪華的、快捷的多媒體群件套餐。
2)軟件蜂群
(1)文件格式轉化軟件:
Ispring(PPT轉flash技術);Smart Art(將文字轉化成圖片);wonder share flash軟件將多照片生成SWF電子相冊插入ppt;flash paper軟件將word文檔轉成flash或pdf格式;格式工廠將視頻后從wmv格式轉換成Flv格式;在線測驗(quiz creator軟件)
(2)圖片文字效果處理軟件:
小圖片放大不失真(photozoom軟件);光影魔術手;snagit1挖圖軟件(挖文本、捕捉視頻,批量圖像轉換編輯。);In paint 修圖;博客二維碼生成(二維碼生成器:簡單/彩色)陳氏書法家;三維翻頁效果(3D page Flip); swiff chart制圖工具,動態報表。Edrawmax億圖圖示專家 不需要自己畫圖(各類型圖示);inpaint去視頻logo軟件;mind manager思維導圖;SWF quicker綠化工具把下載的flash圖片進行修改。
(3)音頻視頻編輯軟件:
音頻處理軟件Text aloud3可將英文文字直接讀出來變成音頻MP3,并可以調整語速;錄音Audio recording wizard;Adobe audition cs6可以配樂散文,加背景音樂,修正錄音效果,降噪,變語速,變調,消除人聲,可以中間空白幾秒留給學生回答問題等功能;碩鼠視頻下載軟件;zoomit ctrl+1,PPT縮放小助手縮放 ctrl+2畫筆 ctrl+3 休息時間設定顯示;flash catcher把屏幕上的flash下載下來;視頻處理軟件camtasia studio8.4,功能強大。導入視頻音頻,錄制PPT,導出生成視頻微課,可以加片頭,在視屏中加標題加字幕、添加標注、放大圖像、安裝后便可以加載到PPT軟件中,在PPT中直接錄制,并可以預覽攝像頭。也可以錄制屏幕,可以剪掉不想要的視拼,插入其他視頻,加入背景音樂應用語音到文本,英文識別率90%以上。
3)實際應用
以大學英語WEB視頻微課制作為例:
將PPT的平臺平臺作為主要制作工具,在其中安裝ISpring presenter,這樣可以將原有的PPT資料迅速有效地轉換成表現效果更強的Flash格式(SWF文件);然后針對不同教學過程的控制部分選用Captivate軟件,它是類似于 PPT 的軟件,但加入了更多互動效果及流程控制的組件,非常方便教師制作一流的多流程控制演示課件,最后也將其導出為 Flash 格式(SWF 文件),方便插入PPT中;而在設計學生協同作業過程中則借助于 Microsoft公司的OneNote及腦圖管理軟件Mind Manager,在討論型學習過程中,這兩個軟件的有趣使用有效地活躍了學生的學習活動,同是提升了學生們形成團隊作業的意識和能力;在線測試軟件 Quiz Creator 軟件則加入的一些客觀題,有效地控制學習質量。其中有單選題、多選題、正誤題、匹配題、連線題、調整順序、單個填空、多詞填空、熱點圖點擊等九種類型的客觀題,這些各種類型的客觀題給教師提供了評判學生學習質量的多種選擇,因為是 Flash 的表現形式,因此讓學生如同在游戲中答題,增加趣味性,使課程更加生動。
構建英語網絡平臺的基礎是教師自身的學科專業水平,對課程的理解把握,設計歸納是加以多媒體技術的輔助手段將課程二度消化三度轉換后形成多媒體藝術品,將課程生動形象的呈現給學生,實現最優的教學效果。這是傳統課程的錦上添花無可替代,因此在進行英語教學的理論研究的同時,對于先進的多媒體技術輔助教學手段的不斷學習也是十分必要的。
參考文獻
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二、橫向棟梁與干闌立柱縱向旋繞演繹出漢語表意書寫文本表達式
從中國傳統巢居干闌建筑的主體構件符號與漢字書寫筆畫的主體構件符號幾乎是完全相同的,如:點、橫、豎、撇、捺、折、挑、鉤等筆畫構件。這些筆畫構件就是人們所說的“永”字八法,也就是漢字書寫的構件符號。這樣人們能從中國傳統干闌建筑結構符號中,能找到極為類似的建筑原型構件符號,并將巢居干闌建筑橫梁與立柱縱軸旋繞相交,轉換成為極類似于干闌建筑空間結構的文字符號系統,或者說是從干闌建筑立柱縱軸坐標系,將視覺空間符號的立體藝術轉換成為一種平面抽象的視覺藝術符號系統。現在有必要將巢居干闌建筑柱梁構件符號與相似的漢字構件符號體例解析如下:1.點:“點”是漢字的主要構件符號單位,也是漢字縱向表意書寫符號結構中最常見的筆畫之一。在中國傳統巢居干闌建筑空間結構中,并不難找到與漢字“點”畫符號相似的結構和建筑構件符號。在這里,指的是“瓜子點”即側點,“瓜子點”在漢字表意書寫符號中,顯得更加抽象化、符號化和藝術化。實際上,在古漢字中的點,是以“方點”作為漢字構件符號的。“方點”在傳統巢居干闌建筑構件中是一種短方木塊構件符號,如在侗族巢居干闌民居建筑中,“瓜枋”如同“方點”符號一樣,圓方木塊即代表“圓點”構件符號。在巢居干闌建筑構件中的短枋和短圓枋塊,就是漢字中的“方點”和“圓點”構件符號,而并非是現代漢字中的“瓜子點”即側點。即便是古漢字中的瓜子點,人們也能從巢居干闌建筑構件符號中,找到瓜子點的原型構件,如在榫卯間架結構中的墊枋方尖,橫枋或桁體上,或者是在柱梁上的“墊枋”小構件,都有可能演化成為后來的漢字縱向表意書寫的主體結構中的“瓜子點”形式。2.豎:豎是漢字中的主要構件符號單位之一。人們把“豎”視為巢居干闌建筑主體構件符號中的“柱梁”結構符號系統,如“中”字當中的“豎”畫,就如同柱梁一樣支撐著一個斗箱。根據古文字學家考證認為,“中”字的豎畫是神桿柱斗,這是關于“中”字最早的解釋。從“中”字構型本身來看,好像是一個人在胸前掛著一個大鼓。據說是遠古巫師舉行祭祀儀式使用的巫鼓。“中”是指旃旗曲柄即舉行原始宗教祭祀儀式中的“神桿”。有的學者說,中國神話和原哲學就是從這里開始的。據說“中”字起源于口笛,也是起源于巫鼓。“中”字也是測日的華表,“中”字表現出最原始的巢居干闌建筑結構模式,如同巢居干闌吊腳樓結構模式一樣,也如同懸掛在立柱上的太空艙。故孔子的“中庸”思想成為中國傳統哲學的核心概念。中即性;庸即道,存于諸心,為中。發諸事為庸,其為一。中即中和之意,如笛如鼓。中庸者,中和之用。中和為華夏美學之極致;中國之名與中庸之道相契合。因此,“中”字是中國傳統最典型的是橫梁與立柱縱向旋繞邏輯思維結構范式與漢語言文字縱向表意書寫的文本表達式。3.橫:橫是漢字主要構件符號單位。在漢字符號系統主體結構中,橫畫極類似于巢居干闌建筑主體構件符號中的“梁”、“棟”、“桁”、“枋”、“檁”等。在所有漢字表意書寫中的橫畫,都能從建筑內部結構的原始構件中,找到極為類似的原型構件符號。如干闌建筑中的“+”字架、“上”字型挑梁、“下”和相似的“T”字型抬梁,都能證明建筑立柱縱軸坐標系統與橫梁相交縱向旋繞的表意書寫文本表達式形成,并將巢居干闌建筑柱梁立體空間結構轉換成為平面抽象的視覺藝術符號系統。4.撇和捺:撇和捺是漢字主要構件符號單位。在漢字縱向表意書寫的主體結構中,“撇”和“捺”是漢字縱向表意書寫群體中最為常用的主要構件符號之一。在巢居干闌建筑主體構件中,如干闌建筑間架結構中的“人字型”梁架結構符號系統,如“人”、“命”、“令”、“今”、“禽”等字,都與建筑“人字”型梁架結構符號有關。由此可見,漢字的撇、捺結構表明了建筑外形是由向心轉向離心。干闌建筑結構上的向心與離心正表明了干闌建筑立柱縱軸與橫梁相交構成的幾何坐標形旋繞,即展現了縱向與橫向相交的縱向表意書寫文本表達式的重要特點。5.折:“折”是漢字主要構件符號單位之一。在漢字符號結構中,“折”也是一種主要構件符號。同時也是巢居干闌建筑結構的構型范式。“折”畫極類似于建筑主體構件中的舉折結構如方形梁架結構,如“門”、“窗”的原型結構,是極類似于“門”或“門”的折疊結構,與“門”和“門”有關的字多達167個。當然,它也與侗族巢居干闌民居建筑的立柱縱向結構極為相似。在這里要特別強調漢族巢居干闌民居建筑中的“斗栱舉折式”立體和平面設計構造,巢居干闌建筑柱梁式立體設計圖和平面結構設計圖都極類似于古體“華”字即“中華”或華夏,“華”字栱,所表現的是一種“華栱結構式”。這在西南少數民族地區巢居干闌民居建筑多以古“華”字立柱式為主體結構,人們稱之為“華”字式主體結構即按照漢族巢居干闌建筑文化邏輯表述為“華栱式”梁架語言符號系統。實際上,漢族巢居干闌建筑主體內部構件重疊的“斗栱式”梁架,極類似于古漢字“華”栱結構式梁架。“華”栱結構式同樣會表現在中國許多少數民族巢居干闌建筑結構中,特別是公共建筑如鼓樓塔式建筑的栱體結構上。只不過漢字筆畫是通過建筑空間結構形式表現出來的,并且形成了漢字縱向表意書寫的構件符號和漢字表意書寫結體如同巢居干闌建筑主體構件符號極為相似的建筑結構形態,并且將建筑的不同構件符號,使之更加抽象化、符號化和藝術化。前面提到“中”字是最典型的巢居象形表意文字、也可以說是古代巫師胸前掛著的巫鼓或者是掛在立柱上的“太空艙”,而古“華”字則是巢居干闌建筑上面的斗栱舉折結構,同樣是一個最典型的象形表意文字。通過古“中”字和古“華”字的歷史起源的考察,似乎更靠近了對“中華”一詞的命名與理解,也似乎知道“中華”一詞命名來源,也知道了中國古代巢居干闌建筑的結構范式。實際上,人們從中國古代巢居干闌建筑起源或巢居建筑起源,能深刻地理解到“中華”民族的起源。當然,人們更加清楚地了解到古代“中華”文化的歷史起源。楊鴻勛先生認為“巢居”建筑部首本身就是一個象形表意文字,這是人類最早的原始建筑形態。據統計,在古漢文字歷史文獻記載中,所涉及到古代建筑的象形表意文字大約有50個左右,其中表示房屋實體有三個重要的名詞:1.“宀”(音綿),其相關的漢字有宮、宗、室、宅、家、穴、宇、寓等,這些文字本身是建筑或與建筑結構符號有關;2.“廣”(音儼),其相關的漢字有席、店、庫、廟、廡、廬、庭等,這些文字本身同樣是建筑或與建筑結構符號有關;3.“廠”(音罕),其相關的漢字有廳、廂、廚、廈、廄等,這些文字本身也是建筑或與建筑結構符號有關;“宀”字形態結構是對古代雙面坡屋頂形狀的直觀描述,“廣”和“廠”后兩個則是古代崖居類居室的直觀象形的表意文字,或者是那些單面坡屋頂的敞屋。楊鴻勛教授同樣發現了中國傳統巢居干闌建筑榫卯間架結構與中國漢字表意結構符號極為相似的規律。為什么中國稱之為華夏民族,原以為“龍”是華夏民族共同的圖騰崇拜,而稱之為“華夏”。實際上,“華夏”一詞來自人們對巢居干闌建筑結構研究的揭秘。通過對巢居干闌建筑結構的研究,證明了古“華”字源于中國傳統巢居干闌建筑的“華”栱結構式,并且是通過“華”栱結構來支撐起建筑的主體結構,也就是說“華”與“夏”、“夏”與“廈”都與原始巢居干闌建筑結構形態有關。不論是侗族巢居干闌民居建筑、苗族巢居干闌民居建筑和土家族巢居干闌民居建筑,還是漢族巢居干闌建筑的重疊“華栱”式聯結,都是呈“華”字結構式,并且后來在建筑屋脊上或屋梁上面都繪有“龍”圖騰吉祥物,也就是通過華夏建筑構成華夏民族大同統一的標志,這也就意味著華夏民族有共同的血統,都是一家人,更通俗地說華夏民族是一個屋里面居住的人,有著同宗、同族的血緣關系,巢居干闌建筑文化邏輯表明了漢族語言文化邏輯的內在聯系。華夏巢居干闌建筑通過對“龍圖騰”崇拜,表現了華夏民族對龍具有共同崇拜和共同的信仰。龍圖騰也是通過巢居干闌建筑形式表現出來的。龍圖騰說明了華夏民族的種族延續。華夏則體現了整個華夏民族這個大“家族”,從巢居干闌建筑文化邏輯到語言邏輯思維方式,再到漢字縱向表意書寫的文本構造,楊鴻勛先生認為“巢居”是一個象形表意文字,通過古漢語表意文字書寫,記載了這種最原始的建筑形態。中國最古老的表意文字符號系統,保留了中國原生態文化景觀,其中就有最原始的巢居干闌建筑語言文字符號系統。
三、干闌建筑符號是凝固的活態民族音樂
中國傳統木質建筑榫卯間架結構,是一種框架式空間結構。通過這種間架結構模式模塑出中國方塊型漢字符號系統,這種縱向表意書寫文本如同建筑間架結構,也如同巢居干闌建筑榫卯間架連結體,構成了這個世界上獨一無二的方塊型漢字符號系統,它既體現了中國文字的獨特風格,又體現了中華民族獨特的縱向表意書寫文本表達式和建筑文化邏輯思維范式,它完全符合于漢語思維邏輯表達式。漢語和漢字結體如同中國傳統巢居干闌建筑榫卯間架結構一樣,最主要的特點是具有較大的彈性和可塑性,它的彈性和可塑性來自于漢字的線性化、時間化、符號化、抽象化和藝術化。漢字的同一筆畫放在不同的位置,構成了漢字符號的不同形態,而且這些最基本的構件符號要素在重復構建出不同的漢字符號。漢字如同巢居干闌建筑空間結構式,巢居干闌建筑空間結構式如同漢字空間結構式。因此,漢字成為一種獨特的書法藝術,線條運動感極強,具有明顯的音樂旋律和視覺節奏。黑格爾和謝林說:“建筑是凝固的音樂”,歌德說“音樂是流動的建筑,建筑是凝固的音樂。”這是西方學者對建筑與音樂深刻而獨特理解。那么相對巢居干闌民居建筑而言,這是對巢居干闌建筑審美藝術最準確而又最精深博大的表述。這不僅僅只是對建筑形象的表述,更是對漢字表意符號的一種最形象的表述。它如同英語二十六個字母重復構建出不同表音文字一樣,前者一直未脫離表意文字符號系統,而后者構成了表音語言文字系統,其實無論是表意文字系統,還是表音文字系統,并沒有什么優劣之分,文字符號系統最終只是一種視覺藝術符號系統或者說是一種純粹的語言符號信息系統。雖然說人類所有的建筑不一定都是“家”,但是與家有關的建筑都能從漢字中找到,如“宀”的漢字有穴、家、宮、宗、室、宅、宇、宙和寓等等。人們從這些表意文字結構構件中,不僅能找到它們與中國傳統建筑空間結構之間的內在聯系,而且甚至還能找到與中國傳統干闌建筑相似的或相同的原型空間結構,特別是對巢居干闌建筑的歷史演變,比如說從穴居到巢居,表明了人類居住方式的改變,同時也表明了人類對宇宙自然的認識。從家到宮與室,再從宮室到宗族社會制度的形成,一方面人們通過對傳統建筑結構構件符號系統與漢字縱向表意書寫符號系統的聯結關系,可以考察建筑結構演變與漢字符號結體的演變關系;另一方面通過建筑結構與漢字符號結構來探討自然宇宙結構的關系,從建筑符號到語言符號、再到人類對“天人合一”自然生態宇宙觀的深度描述。這不僅僅只是建筑符號系統向語言符號系統的發展,更重要的是人類從語言符號系統發展為中國符號哲學的宇宙觀認知系統。從某種意義上來講,建筑材料決定了建筑外觀形式,而且還是通過建筑外觀形式決定室內環境和周圍自然生態環境,建筑結構體系又與建筑設施有關。了解西方建筑線性邏輯思維模式的第一步,首先要搞清楚主人對建筑空間的需求。建筑師常常稱之為“Program”。即建筑師設計建筑的各項內容,大多數是指經過整理各項空間需求。日本最重要的一門建筑課就是建筑計劃,也就是Programming,建筑設計就是建筑計劃。而美國人的建筑觀同中國人一樣比較重視立體與整體邏輯思維表達式,也比較近似于藝術邏輯思維的表達式。建筑藝術邏輯思維表達式就是將建筑整體空間結構抽象化、符號化、藝術化和觀念化。抽象化、符號化和藝術化主要是把建筑空間結構語言邏輯化、符號化,或者說是建筑語言邏輯符號系統空間化,一方面語言空間結構化即觀念邏輯化。所謂觀念邏輯化是指建筑理論系統化和思辨邏輯哲學化即指建筑符號系統哲學化;另一方面是空間結構語言符號系統化,即所謂符號系統化是指對巢居干闌建筑空間結構抽象化、平面設計化和漢語言文字縱向表意書寫文本化。因此,西方建筑空間結構同樣與他們的橫向表音文字造型書寫文本有著極為密切的關系。在此,人們完全有必要對中國傳統巢居干闌建筑文化與西方建筑文化進行比較。西方建筑模式是一種橫向直線表音書寫的三段論式文本,實際上它完全符合西方建筑語言邏輯表達式。那么,正是這種建筑邏輯思維表達式,表明了這個民族的語言邏輯的思維方式。因此,西方建筑文化是一種線性思維邏輯表達式,其性狀是一種直線三段論推理思維方式。那么,建筑空間結構主體同樣是一種直線三段論表達式。
“全國高等學校建筑學專業本科(五年制)教育評估標準”中對“建筑結構”方面的知識做出了具體的要求:了解結構體系在保證建筑物的安全性、可靠性、經濟性、適用性等方面的重要作用,掌握結構體系與建筑形式間的相互關系,了解在設計過程中與結構專業進行合作的內容;掌握常用結構體系在各種作用力影響下的受力狀況及主要結構構造要求;有能力在建筑設計中進行合理的結構選型,有能力對常用結構構件的尺寸進行估算,以滿足方案設計的要求。[2]這些要求都是建筑學專業的學生應該掌握的基本結構知識。但實際情況往往是知識的傳授與建筑設計和實踐嚴重脫節,其中一個重要的原因,是講授“建筑結構”課程的教師很少具有建筑學專業背景,無法將結構課程與建筑設計及建筑物實體結合起來,對于建筑學專業學生學習“建筑結構”的需求和興趣點也把握不夠準確,建筑結構課程就顯得僵化、呆板,很難引起學生的學習興趣。由于學生的學習積極性不高,使得教師自身對于“建筑結構”課程的認識也多被定位為輔助的、配套的、邊緣的地位,所以對于建筑學專業“建筑結構”的教學和研究也缺乏動力。
2.“學”的過程中,學生“重藝術、輕技術”的觀念根深蒂固
成熟于20世紀50年代的中國建筑學教育,帶著明顯的計劃經濟的烙印,學生在學校里主要進行方案能力的培養,空間、構圖、立面、色彩幾乎是建筑學專業教育的全部內容。一個形式豐富的方案,一手漂亮的徒手畫,一張完美的表現圖,就是建筑學優秀畢業生的標簽,順理成章,形式成了建筑學教育的重頭戲,重藝術、輕技術的觀念在建筑學教育中可謂根深蒂固。從學生學習的角度來看,“建筑結構”課程對于建筑學專業似乎是可有可無的,甚至有相當一部分同學認為,只要自己設計出有文化、有思想的建筑方案,自然就會有學結構的專業人員主動配合實現了。但實際情況卻恰恰相反,但凡能成為優秀建筑師的人,對結構的知識往往都是非常豐富的,美國建筑大師賴特正是因為有著豐富的建筑結構知識,才在約翰遜制臘公司行政樓中創造出無梁樓蓋的奇特景觀,而同樣是他設計的東京帝國飯店在經歷大地震之后卻依舊巋然不動。學生們在“萬般皆下品,惟有藝術高”的指導思想下學習建筑學,其結果導致學生刻意追求超凡脫俗的藝術才思的同時,卻喪失了嚴謹求實的技術頭腦。
二、“建筑結構”教學方法的改革從“教”和“學”兩個方向同時開展
1.引入建筑學專業背景的建筑結構教師,增加形象思維的內容
具有建筑學專業背景的建筑結構教師對于“建筑結構”的教學可以起到事半功倍的效果,因為他們在掌握建筑結構專業知識的同時,了解、熟悉建筑設計與結構相關的知識點,以及能夠用形象思維和邏輯思維相結合的方法進行教學內容設計和課堂實踐。在“建筑結構”教學中,盡量引入形象思維和建筑藝術實體,例如在框架結構的講授當中,引入中國古代木構的原理和形象。中國古代木構的代表構件斗拱,從受力原理上來講,與框架結構基本相同。從斗拱的構建和邏輯來講述框架結構的懸挑原理,也收到了很好的效果,如圖1所示。由于建筑學的學生對于中國古代建筑的木構以及斗拱本身就具有非常鮮明的印象,在“建筑結構”課程中引入該形象,首先從教學內容上能夠起到吸引學生注意力的作用,其次,從木構及斗拱的受力與框架結構的受力邏輯的對比也使得學生對于抽象的框架結構邏輯的學習,增加了形象思維的內容。同樣,在講授拱結構的受力特點時,課堂上用萬神廟和路易斯康的印度經管學院進行對比。萬神廟(圖2)的穹頂結構側推力是用連續的墻體來抵抗的,同時,為了減輕墻體的自重,將墻體局部挖空,形成壁龕,所以建筑形象也是相對完整和封閉的。而同樣是抵抗拱結構的側推力,路易斯•康的印度經管學院(圖3),無論是解決跨度的拱結構,還是砌筑在墻體中的拱結構,都利用起拉結作用的鋼筋混凝土梁來抵抗拱結構的側推力。由于抵抗拱的側推力時,鋼筋混凝土梁主要處于受拉狀態,所以梁截面尺寸較小,建筑形象與萬神廟也大相徑庭。學生在進行建筑結構專業內容的學習過程中,引入學生感興趣的經典建筑形象,使得建筑結構和建筑藝術之間自然而然地聯系起來。
2.增加建筑結構學習的連續性,學生能夠“學以致用”
雖然學習是個長期的過程,但是對于只有48學時或者64學時的“建筑結構”課程,一個學期的內容,如果不能與其他課程融會貫通,不能在其他課程的學習中得到很好的應用,“建筑結構”的學習,留給學生的可能只是一次考試或者一個成績。為了增加建筑結構學習的連續性,將“建筑結構”課程與建筑設計課程緊密結合起來,建筑結構的教師參與到每一個設計題目當中。讓學生從結構理性的角度對自己創作的建筑方案進行結構合理性評估。在以往的教學中,結構專業的教師,參與到建筑設計課中并非沒有先例,很多學校也都做了這方面的嘗試。但是據對學生調研的結果來看,以往結構教師臨時性的參與,對于學生建筑結構知識的理解起到的作用微乎其微。而且結構教師不可能有很多時間全程參與建筑設計的教學,所以這個作用就更是大打折扣。在建筑設計教學中引入建筑結構的相關內容,嘗試用一種啟發性的自我評價的學習方法。實際操作是首先引導學生對自己的設計方案進行結構理性的思考和判斷,在學生做出結構思考的嘗試并得出一定的結論之后,結構教師再具體介入,根據學生對自己方案結構的自我評價,進行有針對的指導和干預。這種學習方法,使得學生不僅進一步深化了建筑結構的學習,也讓學生對于自己方案的結構有了更進一步的認識,甚至還能起到開闊思路,啟發創作靈感的作用。自我評價的方法要求結構教師課前科學合理地制訂教學方法,具體體現在針對不同的年級和設計內容,提出具體的建筑結構評價指標。如下表所示分別是針對《專家工作室》和《大學生活動中心》兩個方案的結構評價指標。上述兩個表格中,對于低年級的學生,建筑結構知識相對較少,表1的設定,主要是提醒學生注意,在建筑設計的同時,要考慮建筑方案的結構可能性,并從老師那里學習建立最基本的建筑結構的基本知識框架;隨著專業學習的深入,學生的建筑結構知識和對建筑整體把握越來越強,表2中增加了兩項內容,目的是使學生在進行建筑方案的設計中既要考慮到結構合理性,同時也應從建筑結構的制約和啟示中開拓設計思路。學生通過完成結構評價指標這項任務,會主動去關注和學習相關的結構知識,這種情況下適時引入結構教師的指導,學生的學習興趣和學習效果都明顯提高。
三、“建筑結構”教學方法改革的啟示
建筑學專業目前很多課程教學過程中存在著脫節、重復等現象,主要的原因在于很多課程看似很成體系,但是實際操作過程卻是各自為政,課程之間的銜接存在著很多問題。導致建筑學專業的畢業生,普遍情況是知識結構不完整,尤其缺少嚴謹求實的技術頭腦。[3]業內人士也普遍認為應該加強學生綜合能力的培養,對建筑學專業的學生來說,實現手段主要就是以“建筑設計”這門專業課為核心展開各門建筑理論與技術課程的學習。[4]本文探討將建“建筑結構”與“建筑設計”有效地結合起來,嘗試將建筑結構知識至始至終地在建筑設計課中得以應用,而且盡量做到知識結構與學生能力相結合,循序漸進,讓學生感覺到相關知識學有所用,激發學生學習建筑結構知識的熱情和主動性,從而為學生打造一個相對完整的知識結構。
作者簡介:孫玉周(1974-),男,河南新野人,中原工學院建筑工程學院,副教授;李曉芬(1980-),女,河南許昌人,中原工學院建筑工程學院,講師。(河南 鄭州 450007)
基金項目:本文系2010年中國紡織工業協會教學改革研究項目的研究成果。
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2013)13-0110-02
卓越工程師教育培養計劃是教育部根據我國現階段高等工程教育存在的問題和國家產業發展與調整對人才需求提出的高校工程教育改革的一個重要努力方向。建筑學是一個工程實踐性很強的專業,而建筑學有關結構技術方面的教育長久以來不能發揮出很好的作用。“建筑結構與選型”課程作為建筑學專業學生的一門專業必修課,其基本出發點就是緊密結合建筑學專業實際需要提供相應結構的基本概念知識,使學生能掌握基本結構知識,在進行建筑構思和設計時,增強建筑結構的合理性與可行性,做出經濟合理、切實可行的建筑方案與設計,以求得建筑藝術與建筑技術的完美結合。為此,基于“卓越培養計劃”,對“建筑結構與選型”課程教學改革進行探索與實踐。
一、學生學習現狀及教學中存在的問題
1.錯位的建筑技術藝術觀
在教學過程中通過與學生的交流發現,目前建筑學類學生普遍存在重視造型藝術的表現和形式空間語言的表達這種現象,他們覺得這是建筑語言的重點,而建構、技術、施工等因素,在建筑創作中則是輔助的;而他們大部分的建筑觀念是感性意識大于理性思維邏輯,同時學生在關于建筑設計的參觀調研中幾乎全部把注意力放在建筑的功能、空間組織以及建筑風格等方面上,調研報告中很少提及有關實例建筑的結構概念、建構邏輯,施工等,更多是關于建筑整體及局部的照片。
2.學時少,量大面廣,學生學習被動
在教學上,本課程一般為36學時,學時相對較少,學生缺乏相應的課程設計和實踐環節。加之授課媒體的局限性,很多的工程實例,尤其是新的建筑技術成果難以向學生進行介紹,學生也很少能到工程現場去體驗。課堂教學中教師講得多而學生參與機會少的矛盾也造成了教學過程中互動性不強,最主要的是學生學習比較被動。另外,“建筑結構與選型”的教學內容包括:平面結構(如梁、桁架結構、剛架結構、拱結構)、大跨度空間結構(如薄殼結構、網架結構、網殼結構、懸索結構、薄膜結構)、多高層建筑結構、樓蓋結構和樓梯等結構型式,每一種結構型式都有其獨特特點,量大面廣,前后銜接較少,內容跨度大。在實際的教學過程中,分配到每種結構型式的學時少,所以學生對結構概念方面的透徹理解存在難度,只能淺嘗輒止。
3.學生的畏難心理
對多數建筑學類學生而言,結構是土木類學生的必修課,和建筑關系不大,加之先前修的高等數學和建筑力學課程中有些基本知識掌握得不夠好,甚至有的學生連最基本的力學概念都不清楚,加劇了這種畏難心理。在學習過程中遇到困難,多數學生容易放棄,而不是努力克服,所以對這門課程不感興趣,教學時難以到達教學目標。
二、改變錯位藝術觀,樹立整體的建筑觀
如前所述,學生普遍存在輕結構的觀念,針對這一點,在“建筑結構與選型”課程的緒論中應在強調結構方面做足功課,可先引入幾個重大的因輕視結構而導致的事故。例如,2004年5月23日,巴黎戴高樂機場剛剛投入使用不久的2E終端樓部分坍塌,造成4人死亡。調查結果顯示該建筑在追求外觀以及功能的同時,對新型結構的認識不夠,安全系數偏低,是事故發生的原因之一。再引入著名建筑師重視結構的名言,例如,密斯曾指出:“結構體系是建筑的基本要素,它的工藝比個人天才、比房屋的功能更能決定建筑的形式。”[1]奈爾維說:“我的所見表明了:無論何時何地,一個建筑物的普遍規律,它所必須滿足功能要求、建筑技術、建筑結構和決定建筑細部的藝術處理,所有這一切,都構成了一個統一的整體。”[2]因此,學生要改變以往輕結構重感性藝術的觀念,樹立建筑創作中的整體概念。最后給學生提出明確的學習目標與目的:建筑學專業學生必須要學習結構技術方面的課程,并不是要達到像結構專業那樣進行精確的力學分析和計算,學習這些課程的最終目的是掌握各種各樣的結構概念,以便在處理工程技術問題時有科學的分析能力,對典型的結構體系有較好的理解,能正確地認識建筑物設計中的全局性問題,掌握一些近似的估算方法,了解一些宏觀的估計,以便具有定性解決各種技術問題的能力。
三、行之有效的多種教學方法
1.教學內容重組和優化
教學中依靠教材但不拘泥于教材。如上面提到的,“建筑結構與選型”教材內容中要講到的結構類型就有十幾種,如果僅僅依靠教材內容來學習如此多的內容,對教師授課,學生學習都是很困難的。要做到有效率地授課和學習,教師在授課過程中應結合專業特點精選內容,重點講概述性內容,讓學生對各種建筑結構型式有總體的認識,而不只拘泥于對公式的講解。讓學生較好地了解每種結構型式的受力特點、掌握它們的優缺點及其適用范圍,緊貼工程實際,優化教學內容,適時適量補充現今建筑行業產生的新技術、新結構和新材料等,充分體現教學內容的適應性和時效性。結合結構體系的總體概念重組教學內容,同時還要結合注冊建筑師考試的相關內容,尤其是和實際工程結合緊密的問題,培養學生工程能力。
2.“沙龍式”課堂
以往在課堂上,主要以教師講解為主,學生聽講做筆記,不懂的問題一般都是下課之后或是通過發電子郵件向老師請教,這無疑使大部分學生特別被動,而且上課、課下復習的積極性都不高,不能提高學生的專業興趣,教學效果不好。通過“沙龍式”課堂,學生在上課前預習要學習的內容,把不懂的內容找出來,課堂上再認真聽教師分析講解,這樣還能提高自學能力。教師在課堂上不僅僅講解理論性的知識點,還要快速把理論性的內容講解完,專門安排時間和學生進行討論,教師向學生提出問題,學生也把不懂的地方及時提出來,從而形成教師與學生互動的課堂,同時也提高了學生學習的主動性和積極性。另外在課程進行期間適當抽出幾個學時作為專題討論時間,題目由教師和學生討論來決定,比如說大部分學生普遍對高層建筑結構類型及特點章節內容不甚理解,教師可在專題討論中系統地將這一部分內容重新講解,然后和學生針對具體的問題進行討論,在專題討論中請有工作經驗的建筑師、工程師從實際工程建造的角度跟學生交流,使學生從實際建造的角度理解理論性的內容,同時也使遺留的問題得到很好的解決。
3.多媒體動態演示建筑的結構邏輯
“建筑結構與選型”的理論性強,各種結構體系的特點僅僅用文字和書上圖片難以引起學生興趣。多媒體教學圖文聲像并茂,能給學生以直觀的視覺和聽覺感受,留下鮮明的印象。這門課程中需要有大量的工程實例來體現結構體系,教材中的圖片不能將它們的特點清晰展示出來,采用多媒體教學可以大量地穿插工程實例建成后的圖片、結構施工過程中的照片或視頻等,把以前用傳統教學中難以講清楚的問題在課堂上清楚地講解出來。多媒體輔助教學不僅明顯地增大了上課時段的知識信息量,還有助于學生形象、直觀地了解抽象難懂的內容。巧妙精心地編織教學課件是改善教學效果的重要途徑。
(1)根據結構邏輯逐一演示(見圖1)。例如薄殼結構的受力特點,可按圖示順序演示其受力計算簡圖到受力分析圖再到不同類型的特點,使抽象的理論變得看得見摸得著,同時也使學生能清晰理解薄殼結構的特點。
(2)以造型―空間―結構的順序演示(見圖2)。意大利千禧教堂的禮拜堂呈桶形平面,采用了彎柱斜梁的剛架結構,這一過程可以按照從造型到室內空間再到結構的順序演示。
4.注重實踐能力培養
“建筑結構與選型”課程的內容與實踐相結合才能發揮它應有的作用。建議教完典型的結構后安排學生到對應的建筑項目施工現場或已建成工程進行專門的實地調研或播放相關視頻,讓學生帶著一些預留問題去參觀調研學過的結構概念和相應的類型特點,這樣可以提高教學效率。并且根據課堂上所學結構選型的原則評價施工項目結構體系的優缺點,真正做到理論聯系實際,理論應用于實際,這個過程可邀請企業專業人員講解。讓學生把之前建筑設計課程已完成的作業重新設計,對之前沒有細致考慮結構概念的方案認真地配置結構類型,這勢必會與以前的方案發生矛盾,以此強化結構意識。這種方法讓學生發現結構概念學習對于建筑方案創作的價值,能夠提高他們對于建筑創作的整體性認識,同時也讓他們認識到目前有些建筑設計院項目流水線式作業過程的弊端,促使他們在學生階段培養從整體考慮建筑創作的思維方式,同時也打下扎實的專業基本功。
四、結語
“建筑結構與選型”課程作為建筑學專業學生的專業必修課,其基本目的是對各種常用的結構型式進行系統歸納,給學生一個完整的結構體系的概念,同時又結合國內外各種結構體系的實例,鞏固和加深學生對這些概念的認識,開拓其建筑設計思路,改變學生固有的輕建筑結構技術的思想,上升到建造的層面,將建筑視為一個有機的統一體。強化培養學生的工程能力和創新能力,真正做到適應企業行業的人才需求,成為名副其實的卓越工程師,為國家建筑業發展做出自己應有的貢獻。
參考文獻:
(二)增強建筑結構優化設計課程教學的連續性建筑結構課程通常為48課時至64課時,持續周期為一個學期,在學期結束后課程內容便很少涉及,課程得不到連續性學習。建筑結構設計優化是一門凌駕于多門建筑課程的綜合學科,要在不同的建筑課程中融會貫通,在其他課程中反復實踐和利用,才能將建筑結構優化設計的知識進行實際操作。這就要求不光要有獨立的建筑結構課程和結構專業的教師,其他建筑課程和教師在教研中要融入結構優化的理念,通過啟發性教學方法,使學生伴隨建筑知識的增長提高結構優化設計能力。
(三)利用多媒體技術進行教學建筑結構設計要求學生對建筑的整體和個體構件都充分了解,傳統的板報式講授并不能直觀地反映建筑構件實例的三維立體形象,學生和老師都應鼓勵使用三維立體的軟件設計建筑模型,提供設計作品的感官性的同時可以增強課程的趣味性。比如教師通過模型構件的軟件設計立體的建筑模型,建筑的框架結構、構件受力情況和施工方法等都可以通過多媒體技術形象地呈現在大屏幕上,啟發學生進行構件優化設計的靈感。老師和同學也可以通過計算機軟件的交互作用,進行構件的交流和整體結構優化的探討。學生可以通過軟件完成教學作業,較徒手繪圖簡捷省力。新媒體技術能夠很好的引發學生的課堂興奮,也容易產生視覺疲勞,教師要掌握好重難點,合理分配計算機教學和傳統板報式教學的課時。
中圖分類號: TU198 文獻標識碼: A
引言
對于高層建筑結構設計來說,通長采用相關有限元軟件進行計算分析,當前主要采用的結構設計軟件為PKPM,其計算結果中會顯示出相關參數計算結果,如剪重比、剛重比以及位移比等等參數。通過對這些結構參數進行判別分析同時針對不滿足設計規范要求的參數進行調整是結構設計人員必須重點把控環節。
一、控制參數分析及其調整
1、軸壓比
為了能有效地控制好建筑結構的延性要求,通過控制結構墻肢以及結構柱的軸壓比來加以實現,高規以及混規中均明確軸壓比相關限值要求。鑒于PKPM中的SATWE程序不能針對軸壓比采取合理調整,因此只能依靠結構設計人員采取調整剪力墻和柱構件截面或者混凝土強度來實現。
2、剪重比
結合以往的工程實踐經驗,對于存在偏小剪重比情況時,若剪重比不小于規范要求限值的80%時,則可以通過SATWE中選取由程序來調整地震剪力。SATWE則會結合規范要求的最小地震剪力來自動調整相應不滿足剪力的樓層。同時在SATWE中的調整信息一欄,輸入大于1的地震放大系數,從而來調整出滿足剪重比要求的樓層地震剪力。另外,可以通過調整SATWE參數中的“周期折減系數”,采取適當調小該參數操作來增大地震作用,從而滿足剪重比要求,但周期折減系數的調整應當結合結構類型而綜合考慮。對于剪重比較小而且與規范限制相比相差較大情況時,則應當從調整豎向構件截面出發,從而增大豎向構件剛度,不能單純依靠調整SATWE參數來調整地震剪力。
3、剛重比
剛重比作為設計控制指標,其主要作用是用于確定重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應是否可以忽略不計。規范已經明確給出不同結構類型,其剛重比應當滿足何值才可以不考慮重力二階效應。通過剛重比指標可以合理地限制重力荷載在水平作用位移效應引起的二階效應不致過大,從而可以有效地防止結構出現失穩倒塌。如果SATWE計算結果表明剛重比不滿足要求,則表明結構剛度相對于重力荷載過小,則應當增大豎向構件截面,相反如果剛重比過大,則應當適當減小豎向構件截面,否則造成結構經濟技術指標較差。對于計算結果中顯示結構剛重比不滿足規范上限要求時,則應當在SATWE的“設計信息”中勾選“考慮P-Δ效應”,這時程序會自動考慮重力二階效應的影響。對于結構剛重比不滿足規范下限要求時,則應當增大豎向構件截面,從而增大結構剛度。高層建筑結構設計控制參數調整探討西部建筑抗震勘察設計研究院王繼秀袁婷摘要關鍵詞結構設計參數是反應結構布置是否合理的關鍵指標,通過結合計算參數結果來合理地調整結構布置從而設計出完善的結構設計方案是重要環節之一。
4、層間位移角
層間位移角是控制結構水平位移的重要指標,保證結構位移不宜過大而影響結構穩定性以及使用要求。對于層間位移角過小,則表明結構剛度較大,結構經濟技術指標較差,應當減小豎向構件截面;對于層間位移角超出規范要求,則表明結構剛度不足。由于高層結構在水平力的作用下將不可避免地發生扭轉,所以符合剛性樓板假定的高層結構的最大層間位移往往出現在結構的邊角部位,因此應注意加強結構對應位置抗側力構件的剛度,減小結構的側移變形。同時在設計中,應在構造措施上對樓板的剛度予以保證。
5、位移比
位移比主要為限制結構平面布置的不規則性,以避免產生過大的偏心而導致結構產生較大的扭轉效應。位移比不滿足規范要求,說明結構的剛心偏離質心的距離較大,扭轉效應過大,結構抗側力構件布置不合理。對于計算結果表明結構位移比不滿足規范要求時的調整方法,只能通過調整改變結構平面布置,減小結構剛心與質心的偏心距。
6、周期比
周期比主要為限制結構的抗扭剛度不能太弱,使結構具有必要的抗扭剛度,減小扭轉對結構產生的不利影響。周期比不滿足規范要求,說明結構的抗扭剛度相對于側移剛度較小,扭轉效應過大,結構抗側力構件布置不合理。針對周期比不滿足規范要求時,結合實踐經驗,可采取的調整方法如下:只能通過調整改變結構布置,提高結構的抗扭剛度。由于結構的抗側力構件對結構的抗扭剛度貢獻最大,所以總的調整原則是加強結構墻、柱或梁的剛度,或適當削弱結構中間墻、柱的剛度。利用結構剛度與周期的反比關系,合理布置抗側力構件,加強需要減小周期方向(包括平動方向和扭轉方向)的剛度,削弱需要增大周期方向的剛度。
二、高層建筑的結構表現
哥特式建筑結構的研究始于中世紀,哥特大教堂可以看作是中世紀教堂建筑中的奇觀,隨著工農革命的開展和經濟的不斷發展,工業用鐵、鋼材、鋼筋混凝土等新型材料的出現,使得結構藝術傳統在高層建筑中得到了充分的運用。根據建筑結構體系形式的不同,可以將高層建筑結構分為鋼筋混凝土結構體系、鋼結構體系及組合結構體系三大類。步入21世紀后,高度更大、功能全面、體量大、規模大成為高層建筑結構的發展趨勢,同時對高層建筑結構的要求也越來越高。高層建筑的結構設計理念在保證結構安全的基礎上,最大限度的減少成本投入,提出了以下四種發展方向:
1、核心筒的分散和分離,中庭空間的介入;
2、結構體系更具周邊化、支撐化、空間化的特點;
3、聯體結構;
4、創新改變建筑體形。
三、高層建筑細部設計的研究層面
1、建筑文化層面
人文因素是確保高層建筑的細部設計和建筑整體步調相統一的前提,建筑細部的定位受不同社會文化背景下人們對建筑的不同功能和風格需求的影響,因此,在進行高層建筑的細部設計時一定要以建筑文化層面為根本。21世紀的高層建筑設計逐漸從國際化走向多元化,建筑細部設計可以表現出不同的設計理念及建筑風格。建筑師在設計過程中一方面要充分利用先進的建筑技術,另一方面還要重視建筑文化層面的細部研究,從而使高層建筑更具文化和藝術價值。如果高層建筑細節沒有實現創新,知識通過拼接、抄襲的方式去塑造建筑形象,導致建筑細節過于生硬,就無法體現建筑文化。
2、建筑技術層面
建筑技術作為建筑藝術支撐,在實現建筑藝術的過程中占據著舉足輕重的地位。基于高層建筑的特征,現代建筑成為感性設計和理性技術設計的綜合體,只有以技術層面為根本,才能使高層建筑細部研究獲得新的突破和進展。在對高層建筑進行細部設計時要將感性空間設計和理性技術設計融合起來,二者相輔相成,共同滲透于建筑細部設備和結構等各環節中,只有將建筑細部設計建立在技術層面上,才能體現現代建筑審美的趨勢。
3、心理感知層面
高層建筑影響著一座城市環境的平衡,在城市觀感中十分顯眼,具有很強烈的象征效果,設計過程中如果摻雜了設計者的情感,那這些情感就會隨著建筑規模的擴大而被放大,不同人對高層建筑的反應也就非常明顯。高層建筑在帶給人們振奮的同時也產生一些不良影響,人們生活方式發生較大的改變,很對居民缺少互相的交流,甚至不認識隔壁的鄰Architecture建筑工程193居。很多人堆高層建筑產生反面或正面的反映,所以,高層建筑細部設計過程中要充分的考慮不同的空間環境傳達給不同人群的心理含義。在細部設計研究過程中一定要基于使用者的心理感受,滿足人的心理需求,創造個性化的建筑細部。在這方面,1931年建成的102層帝國大廈表現的非常到位,
四、高層建筑的"結"(knot)
作為一項古老的建造技術,“結”最初的起源是將不同的構件通過繩索進行綁扎,不同結點互相聯系,構成結構。細部在建筑物中主要存在于樓梯、柱、燈具、梁等室內細部和陽臺、女兒墻、臺階、門、窗、欄桿等室內細部,這些細部均位于建筑物的聯結部位。
1、細部聯結部位
細部聯結部位包括以下幾種結構:
(1)結構性聯結部位在建筑結構中發揮著聯結作用,一方面是操作中形態變化的重點部位,另一方面在設計過程中也作為應理性解決的技術部位;
(2)功能性聯結部位,指的是將不同建筑需求及功能聯合起來,產生新形態的部位,也是一種必要的收頭,能夠延伸建筑整體功能,具備雙重特性,所以同其他物質的聯結形態和方式各不相同;
(3)形態性聯結部位,指的是不同建筑形態的聯結部位,是不同形態系統的交匯點,也可以作為不同結構形態的過渡部位,具有協調知覺秩序的重要作用。不同建筑需求和建筑功能進行連接,從而出現不同功能部位的連接處,比如,窗是建筑物采光需求及墻體功能的連接;門是居民進入室內及墻體維護功能的連接;窗。門的刻畫也可以作為建筑細部設計的一個重要內容,這些部位在建筑結構中都發揮著連接作用。
2、高層建筑細部設計的重要部位
高層建筑的細部設計過程中,形態層面是結構性及功能性聯結細部的最終體現,形態性聯結部位作為形態處理的主要內容,在細部設計中占有非常重要的地位。按照構件間聯結關系的差異,高層建筑細部的形態性聯結部位包括構件交接節點、構件銜接節點及構件連接節點。基于聯結部位的概念,能夠將聯結部位定義為秩序發生轉化的部位,在邊界狀況、尺度及方向等形態特征方面同參與作用的雙方具有一定的關系。建筑細部主要產生于建筑不同結構部位、不同功能部位和不同形態部位的連接處,細部設計的重要部位為形體的轉折處及變化處、體量的結合處、材料的交接處、色彩的過渡區、新舊的銜接和構件穿插處。建筑細部具有的功能主要體現在以下幾個方面:
(1)符號功能
不同人的審美觀念大不相同,通過建筑細部設計能夠將人們的信仰、文化傳統和價值關等信息傳遞出來,可以體現時代的信息;
(2)突出功能
建筑細部設計具有很強的表現性,建筑細節將建筑主題體現出來,使建筑具有很強的感染力;
(3)實用功能
墻、門、窗、屋頂等建筑細部可以避免人收到外界自然的傷害,陽臺可以讓人更加貼切于自然;
(4)審美功能
建筑細部構造起到美化和裝飾的作用,還能夠凸顯建筑物的氣氛和意境,提升美感。
3、細部的設計邏輯
細部設計邏輯分為三種形式:
(1)結構的邏輯
建筑結構包括剪力墻體系、框筒體系、框架體系、空間析架體系、框架一剪力墻體系及框筒束體系等多種形式,但相同點是連接方式都為鉸接或剛接,受力狀態為受拉、受彎、受壓或受扭;
(2)建造的邏輯
工廠制造構件是現代高層建筑最顯著的特點,在設計節點時,要注重彼此間的層次關系,不僅要符合現場裝配及批量生產的工藝標準,還要體現建造過程;
(3)自然的邏輯
設計高層建筑工作中的一項重要內容就是引入自然的邏輯,保證設計的高效性,滿足環保、節能、可持續發展等各項技術指標,將其作為一個有機整體,保證結構系統和功能的統一。在具體設計過程中,要基于建筑整體出發,慎重對結構暴露和隱藏進行處理,以最合理、最經濟的方式運用多種形式處理手法,領悟結構的內在聯系。此外,要通過構造手段對通風、采光、保溫、排水、防潮等建筑細部設計進行處理,在滿足構造要求的基礎上,設計、創造和完善細部形式,達到技術要求,使細部形象更豐富。最后,要認真的選擇合適的材料,掌握不同種類材料紋理、質地和色彩等性能,合理的應用到細部設計中。
結束語
在科技飛速發展的時代,建筑細部主題多種多樣,高層建筑的細部設計要基于建筑理念的基礎,根據不同使用對象、不同使用功能和不同空間環境等因素,從建筑文化層面、建筑技術層面及心理感知層面對細部設計進行研究,掌握高層建筑“結”的構成,利用多種建筑材料,不斷進行創新,研制出新型的建筑細部,創造出風格鮮明、杜絕個性的建筑細部,完善建筑細部形象,從而實現高層建筑同城市、人類生活和環境的可持續發展。
參考文獻
中圖分類號:TU3521;G642 文獻標志碼:A 文章編號:
1005-2909(2012)03-0151-03
地震是一種自然災害。強烈地震在瞬息之間就可能造成巨大的經濟損失和人員傷亡。為了抵御震害、減輕損失,世界各國對此進行了大量研究,形成了以研究工程地震、工程結構地震反應分析和工程結構與系統的抗震減災等內容為主的一門學科——地震工程學。中國自1976年唐山大地震后,結構抗震問題得到了普遍重視,高等院校和科研院所大力開展了結構抗震理論與實驗研究,很多高等院校的土木工程相關專業先后開設了建筑結構抗震課程,該課程是土木工程一門重要的專業課。因為地震是動力作用,結構在地震作用下的反應是動態響應,如何讓學生更好地理解這種動力作用非常重要。
隨著多媒體技術的不斷發展和計算機的日益普及,在教學中采用照片、錄像以及動畫等多種形式提高教學課件質量已成為可能。因此,在教學中恰當地運用多媒體教學可以使學生以視聽交互方式進行學習,提高學習興趣和學習效率,并使學生的個性和潛能得以充分發揮,顯著提高教學質量。由此可見,開發建筑結構抗震課程多媒體課件十分必要。文章介紹了該課程的多媒體課件建設的關鍵問題,即課程內容的組織、開發平臺的選擇以及課件開發過程中的一些注意事項。
一、建筑結構抗震課程內容研究
根據教育部大學本科新專業目錄規定的土木工程專業培養要求,學生通過課程的學習應掌握建筑結構抗震的基本知識,具備從事一般建筑物抗震設計的基本技能。根據這一要求以及課程的特點,筆者
提出“模塊化”教學方法,將教學內容分為三個模塊,前一模塊是學習后續模塊的基礎,要求按模塊順序教學,同時將全課程分為三個階段進行測試,測試不合格者無法進入下一階段的學習。在這一教學方式下,學生在掌握前一模塊的學習并通過相關測試后方
可進入下一模塊的學習,從而可以強化學生的基礎、督促學生掌握知識要領。
模塊I:地震與結構抗震基本知識,4學時。該模塊主要介紹地震與抗震基本知識,主要內容包括地震與地震動、震級與烈度、地震災害概說、工程抗震設防、抗震設計的總體要求、場地劃分與場地區劃、地基抗震驗算、地基土液化。
模塊II:結構抗震計算,8學時。該模塊主要內容有單自由度體系的彈性地震反應分析、水平地震作用與反應譜、多自由度體系的地震反應分析與水平地震作用、豎向地震作用、結構平扭耦合地震反應分析、非彈性地震反應分析、結構抗震驗算。
模塊III:結構抗震設計,18學時。該模塊主要內容包括多層砌體結構、多高層建筑鋼筋混凝土結構、多高層建筑鋼結構和單層廠房的抗震設計以及隔震、減震與結構控制。
課件設計時,根據上述知識模塊確定課件內容結構和教學順序。模塊化設計思想的提出有助于教學課程內容組織和安排,有利于遠程教育的開展。采用模塊化組織安排教學內容,并對每一個模塊建立數據庫,自動生成測試題,學生在完成一個模塊的學習后,必須通過測試才可進入下一個模塊,以此確保學生掌握主要知識點。
此外,建筑結構抗震設計是一門發展中的學科。近年來,從設計方法上提出了性能化設計思想,從技術上在原有抗震技術的基礎上提出了減震、隔震等新的技術。為此,在確定課程內容時應引入地震工程和建筑結構抗震領域的最新研究進展,以保持知識的前沿性。如屈曲約束支撐、阻尼器等減震隔震技術,汶川地震、玉樹地震、東日本大地震等最新的震害資料,以及近年來國內外新的設計思想和典型工程抗震設計案例等內容,以此開闊學生眼界、擴大知識面、提高學習興趣。
二、多媒體課件開發平臺的調研和選擇
中圖分類號:TU2 文獻標識碼: A
建筑的基本功能是供人們居住,隨后才是審美價值的體現。就建筑的基本功能來說,其能夠供人居住的首要前提是安全,包括使用安全以及建筑物自身的安全。也就是說,建筑物只有在保證了自身安全的前提之下,才能夠供人們使用。因此,在建筑物的設計和建設過程中,往往需要對影響建筑安全性的因素作全方位考慮。地震作為一種不可預知的自然災害,其對建筑物安全性能的影響極大。而建筑物的安全一旦遭受威脅,必然會出現倒塌事件,從而砸傷和掩埋生命,給人們帶來物質和精神上的雙重損失。因此,建筑物在建設初期就必須做好抗震的準備工作,從根本上確保人們的生命和財產安全。
1、建筑結構抗震設計策略
2.1場地的選擇
在建筑結構設計中,場地的選擇是其中重要的一部分,所以,在建筑結構抗震性設計中,建筑場地的選擇對建筑結構抗震性能的影響也是比較大的。在選擇建筑場地時,一定要對當地的地理環境有所了解,避開不利的地段。如果場地不利會造成地表發生錯動或者斷裂、地基沉降、滑坡等狀況,對工程質量會產生一定的影響。正因如此,在選擇建筑場地過程中,要盡量避免在“軟弱場地、易液化土、狀態不均勻”等場地進行建筑物的建筑。如果建筑地點的土壤普遍不合格,那么就需要采取一定的抗震防裂措施來提高建筑結構的抗震等級,比如可以強化地基,加強結構的整體性等,對于地基來說可以采用樁基、強化基礎等處理措施,這樣即使不可避免地出現了不利場地,也能通過措施的應用而得以改善。
2.2結構體系選擇
建筑結構抗震設計取決于建筑結構類型是否恰當,而決定建筑結構類型的因素有建筑結構的經濟性和安全性、建筑物的造型和使用功能等等,建筑設計者將建筑物的造型、功能與建筑結構形式形成統一乃是抗震設計最理想境界。現實中常見的建筑結構有以下幾種:墻與柱承重的梁板結構、框架結構、剪力墻結構、框架剪力墻結構、簡體結構、大跨度結構以及其它的結構形式。任何類型的建筑結構的設計都離不開兩條基本規律,第一條是必須具有力學的邏輯性,第二條是與建筑空間要相適應。此外,各種建筑結構都有自己獨特的特點,下面就框架結構、框架剪力墻結構和大跨度結構為例進行分析。
(1)框架結構。遭遇地震時,建筑物主體框架受損程度較輕,而損壞最嚴重的是填充墻和圍護結構。因此在較高設防烈度地區,框架結構要避免錯層和異形體量,對建筑內部隔墻的影響要預防,制約建筑的整體剛度。
(2)框架剪力墻結構。地震時框架剪力墻結構的圍護結構損壞程度較為嚴重,最近幾年,剪力墻的間距逐漸擴大,從3~6m增加到6~8m,并且具有優越的抗震性能,多運用在高層辦公建筑和住宅中。
(3)大跨度結構。在地震時,破壞程度嚴重的主要在圍護結構上,主體結構受損較輕。其材料通常是鋼,具有強度較大、自重較輕的特點,所以有著較強的抗震性。
2、建筑體型抗震設計策略
建筑造型對建筑抗震的重要性顯而易見,建筑體型設計是建筑設計的一個重要環節,建筑的體量、尺度得出的建筑的布局是很重要的,在設防烈度較高的地區可以適當降低建筑高度,選取合理的結構形式提高建筑的抗震性能。注意考慮墻體與質量中心的關系,建筑的造型為連續的斜向收進或突出,在平面上設置完全的防震縫,可以選用利于抗震的懸掛結構等,防止地震作用下防震縫的碰撞問題。
3、建筑平、立面抗震設計策略
3.1建筑立面抗震設計
建筑立面組成成分是大量的部件,比如有門窗、墻柱、陽臺、檐口等等,它的設計就是合理確定部件的材料、比例關系和尺寸大小等。站在抗震的角度看,建筑立面具體設計要加強立面的比例、尺度、虛實、凹凸和對稱性的規劃,設計過程中應注意以下三個方面。
(1)立面的比例
立面的比例的處理是與建筑功能、材料性能和結構形式分不開的。不同類型的建筑,由于使用性質、容納人數、空間大小、層高等不同,形成全然不同的比例關系;同材料的建筑,由于材料的力學性能、材料的質感、材料的色彩以及各種材料的組合等,也會造就全然不同的比例關系;同結構形式的建筑,由于結構材料的性能、結構的布置方式、結構構件的尺寸,也影響比例關系。注意遵循以上三個方面的邏輯性,使之符合結構的力學特性,各個部分的受力構件合理的分配和傳力,將提高建筑的抗震性能。
(2)立面的尺度
立面的尺度同樣是與建筑功能、材料性能和結構形式分不開的。
立面的處理往往不是勻質的,每一樓層也不可能完全相同的,這使得結構體系在此部分有可能出現不連續的情況,而這些地方通常也是抗震最為薄弱的地方;有的造型上為了追求大尺度,立面為了與造型達成統一,會使得整個結構體系較為被動。因此,可以通過以下三方面策略達到抗震性能的目的:一是統一和規整立面尺寸,創造和諧統一的尺度關系;二是盡量保證結構的延續性,梁柱連續;三是加強立面開洞部位的穩固性,通過安裝預埋件、后植筋等方式加固開洞部位的構件。
(3)立面的虛實
建筑立面“虛”的部分主要是指窗、玻璃幕墻部分,給人以輕巧、通透的感覺;“實”的部分主要指墻體、石材幕墻部分,給人以厚重、封閉的感覺。
建筑立面的虛實關系主要是由功能和結構要求決定的,有時候為了滿足一定的美學需要,有時候會將現有的地方夸張處理。充分利用這三方面的特點巧妙的處理虛實關系,可以獲得輕巧生動、堅實有力的外觀形象。
(4)立面的對稱性
立面的對稱性是建筑造型的幾何性質。立面的對稱性是指建筑立面上通過中央立軸的對稱。可以是對稱于中心所有軸的,也可以是對稱于相互正交的兩根軸或者更多軸線的,還有的建筑為完全不對稱的。
對稱的核心問題是質量中心和剛度中心的重合。不對稱導致質量中心和剛度中心之間的偏心,而要質量中心和剛度中心完全重合是不可能的,偏心在地震作用下就會發生扭轉,要消除扭轉是很困難的,扭轉會在建筑的轉折突變處產生應力集中破壞建筑。所以,建筑設計過程中把握好立面的對稱性以及質量中心和剛度中心的位置對建筑抗震是有利的。
3.2建筑平面抗震設計
良好的建筑平面設計是通過整體綜合的考慮,能夠有效地解決建筑美觀、經濟、安全和使用功能等方面問題。在抗震設計方面有諸多的影響因素,如建筑物的特征、結構布置、造型和建筑施工技術等。通常,建筑平面設計包括了單一房間平面設計和平面組合設計,單一房間平面設計就是針對房間的性狀、面積和門窗位置的確定。平面組合設計是對各個房間、交通聯系部分進行統籌規劃。建筑平面組合形式多種多樣,我們常見的有走道式、單元式、集中式和自由分隔式等,在具體的抗震設計中,設計者要根據時間情況選擇合適的組合方式。
(1)走道式
走道式平面組合方式的各個使用空間要借助走道進行聯系,它們之間沒有直接的連通。具有各個分區功能明確、自由的特點,所以這種平面組合方式適用于辦公樓、學校、醫院等等建筑。走道式有利于抗震主要是在建筑布局規整、簡單和空間分布均勻,另外樓層平面的剛度分布和質量分布也比較均勻。
(2)單元式
單元式平面組合方式是利用垂直交通將各個使用空間聯系起來,每個使用空間有點互相干擾、平面集中和緊湊特點,這種單元方式組合多適用于酒店、商住樓、高層辦公樓、住宅等建筑。例如豎向交通位于平面內時,建筑結構的剛度、抗傾覆力和抗扭轉力要能得提高;位于平面外時,我們少在轉角處開門開窗,避免發生“轉角效應”。
(3)集中式
集中式平面組合方式是將大廳設計成為建筑的樞紐,放在中心位置,有利于將各個房間連接起來,這種集中式組合方式適用于商場、圖書館、火車站和展覽館等建筑。其結構基本采用大跨度結構,因此在選材方面就用空間網架結構和鋼結構,加強抗震性。
(4)自由分隔式
自由分隔式平面組合方式就是將一個偌大的空間分割成多個獨立的小空間,主要適用于展廳等建筑。采用自由分隔式時我們應注意:1)對結構布置的規劃性和均勻性的把握;2)做到分隔墻在建筑的結構梁上。
結束語
建筑抗震設計是建筑設計一個重要方面,為提高建筑物的抗震能力,我們應對建筑結構選型、造型設計和平、立面設計進行綜合考慮。保證其強度和剛度,更好地發揮設計在抗震應用的作用,提高建筑整體的抗震效果。
參考文獻