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“地下空间建筑与规划”课程教学探索

  中图分类号:G642 文献标志码:A 文章编号:1002-2589(2013)03-0206-02
  引言
  “作为解决城市资源与环境危机的重要措施,地下空间的开发利用是解决中国可持续发展的重要途径。”――中国工程院院士王梦恕。人类21世纪是隧道及地下空间大发展的年代。伴随地下空间利用的开发,具有专门知识和技能的城市地下空间开发设计、施工、管理等方面的高级技术人才的需求也随之而来。高等教育应当适应时代的需求,积极为社会培养地下工程专业人才[1-2]。
  “地下空间建筑与规划”即是适应时代发展和人才培养而开设的土木工程专业本科课程。它主要对城市地下建筑中的建筑学方面内容进行阐述和研究,涉及地下工程结构、地下工程施工、地下建筑设备、隧道工程等课程阐释的建筑学方面的主要内容,进一步认识地下各类建筑的规划与设计。
  一、地下空间建筑课程的重要性
  目前,在各大高校土木工程专业地下工程方向开设的本科课程中,大多是围绕地下空间结构设计和施工方面的,而专门开设地下空间建筑学内容课程的高等院校还很少;且市面上流通的地下工程建筑学方面的教学用书也不多。原因主要有以下几方面:一是多数高校对地下空间利用的开发和市场的需要未来得及做出相应反应,没有充分认识到地下建筑学的重要性;二是人们传统思想局限,认为地下建筑只要满足其功能、安全分区等基本要求,无须进行复杂的建筑学设计与考虑;三是人们对土木工程专业本科生学习重点的认识存在偏差,认为结构和施工方面的内容是本科生的黄金课程,相对而言,建筑学方面的知识便显得不太重要。
  鉴于以上三点以及地下空间建筑大发展时代的到来,高等院校,尤其是土木工程专业的教育者应充分认识到开设地下空间建筑课程对本科生在未来社会的职业发展、对我国地下空间建筑开发利用的前景、对土木工程专业的学科建设都有着重大意义,并且时间紧迫。
  事实上,地下建筑和地面建筑一样,需要满足人类各个方面的需求。不同类型的地下建筑为人类提供的功能和服务不同。比如,地下办公建筑需要满足安静、通风、采光的要求,人们长时间在地下工作,在心理和生理方面对环境的要求会比对普通地下建筑要高得多,如何让地下建筑更好地为人类服务,要求建筑师们打破传统的地下空间开发思维,更加合理地布置和设计格局,这是对未来地下空间开发设计者的严峻挑战。随着地下建筑结构利用的普遍化,其形式也越来越多样化,现实的发展需要亟须一批这方面的专业人才,去设计和规划不同类型的地下建筑。此外,地下建筑由于处于岩土等工程介质中,不同于地面建筑处于空气中,所以,地下建筑对建筑物外形、立面结构等没有过多要求,但却更加重视建筑物内部空间的设计、划分。同时,地下建筑由于其密闭性,因而对室内环境的要求也更为严格。由于地下建筑的上述特征,使得地下建筑与地面建筑在建筑学方面的设计和规划重点存在着很大的区别。在地下建筑中公共建筑是最大的应用,其影响范围与力度最为广泛,进行合理、高效的地下建筑设计是社会发展的需要。
  社会与科学的飞速发展,使得学科之间的交叉关系越来越复杂,对专业技术人员的知识要求越来越高。不仅对地下空间建筑本学科的知识要深入扎实,同时对相关学科的基本理论和技术要求充分地掌握,才能在工作中轻松应对高速的发展。因此,开设地下空间建筑与规划课程是非常必要的,是适应时代发展和培养全面合格专业技术人才的需要。
  二、地下空间建筑教学内容
  教材是教学内容的载体。老师和学生进行交流的共同语言就是教材,教材就是师生之间进行交流的工具,既然是一个工具,那就要求工具用起来顺手,所谓的顺手就是有实效并且最好是高效。一本好的教材,不仅要紧跟时代技术发展的趋势,更应对其涉及的相关理论知识、技术原理和实际应用做出全面的、深入浅出的阐释,起到引导、指导学生学习、实践的作用。
  目前,图书市场上有关地下空间建筑的建筑设计学方面的书籍很少,主要有中国建筑工业出版社1994年出版的由童林旭教授编写的《地下建筑学》和哈尔滨工业大学2001年出版的由耿永常、赵晓红编著的《城市地下空间建筑》。其中,《地下建筑学》[3]是地下建筑学学科领域的专著,对我国的地下空间开发利用与地下建筑规划设计有重要的指导意义和参考作用。虽然该书内容翔实,面面俱到,但主要是面向从事城市规划、建设、管理和从事建筑设计工作的领导干部及工程技术人员,为其提供参考的,也可作为高等学校建筑学和城市规划等专业师生的参考书,但是不适合作为本科课堂教材采用。而《城市地下空间建筑》[4]是城市地下空间建筑规划与设计理论方面的著作,结合大量国内外实例,研究了地下空间建筑设计的一般原理、方法与技术,并探讨了其空间组合规律,可作为高等学校土木工程、规划建筑专业的教材,也可作为该领域的工程技术人员的阅读参考用书,但相较于地下空间建筑的专门课程教学需要有一定的差别。
  在地下空间建筑的教学方面,我校专门开设“地下空间建筑与规划”课程,下面就我校在此课程教学方面的有关内容和教学成效做一些介绍。
  目前,我校选用《城市地下空间建筑》一书作为本科土木工程专业地下工程方向的教学教材。鉴于该课程内容涵盖较广,教学安排40学时。主要讲授地下空间建筑的历史与发展,地下街、地下车库、地下铁道、地下民用建筑(窑洞、覆土住宅)、地下贮库(水库、粮库、油库等)、人防建筑、地下综合体、地下高速公路等地下建筑形式的设计和规划理论与方法,还对一些特种地下空间工程的管线综合廊道和地下工程灾害防护(地震、火宅、水灾)方面的知识进行了介绍。通过该门课程的学习,使学生了解城市地下建筑的基本概念、城市地下空间规划理论和方法,掌握地下街的规划与设计、地铁的规划与设计、地下车库的规划与设计、地下公共设施的规划与设计、人民防空工程的规划与设计、地下建筑环境及灾害防治等各类地下空间的规划原则、布局形态和规划方法、程序,并且能应用一般理论和方法进行城市地下各类主要建筑的规划设计。为学生今后从事专业技术工作或进行科学研究夯实基础。   三、地下空间建筑教学方式
  教学方式是知识的重要传播途径之一。合理的教学方式,可以起到事半功倍的教学效果。
  目前,我校围绕该课程采用的主要的授课方式是课堂讲授与学生设计相结合。课堂讲授主要是任课教师在课堂上对上述教学内容进行介绍、讲解、分析,先让学生对各种地下建筑有概念上的充分了解和认识;学生设计主要是指在课堂讲授结束后的课程设计环节,要求学生在两周时间内完成地下空间建筑中的一种地下结构形式(比如地铁车站、地下停车场等等)的建筑设计,将课本理论知识与实际操作相结合,在设计环节中发现问题、分析问题、解决问题,让学生能够更加深刻地理解地下工程建筑设计的重点,并充分掌握地下空间建筑设计的方法与要点。
  通过上述理论实践相结合的教学方式,学生对地下工程建筑学方面的内容知识有了较为全面深刻的认识,为以后的学习深造与科研工作打下了良好的知识基础。
  但是,在教学课时安排以及实际教学过程中也存在一些问题与矛盾。比如:地下建筑结构形式多样,如何合理分配每部分的学时,满足不同学生的需要;在有限的时间内,如何让学生对每种地下建筑结构的设计方法和理论都有深入的认识和了解,这些问题都是我们专业课程教师亟须去思考和解决的。
  由于“城市地下空间建筑学”是一门新兴的前沿学科,涉及了城市规划、建筑空间技术与艺术、环境物理、历史、城市防御与防灾等多个学科,所以,对专业课程的教师来说,也是一个很大的挑战,教师自身不仅需要跨学科的知识积累,同时还需掌握一定的工程实际经验;而对于学生来说,学习难度大,课后需要较多的时间去自主学习消化。
  为解决教学过程中存在的问题,我校已对该课程的教学模式做出相应的调整与安排,确定增加现场实习的机会和现场授课的学时,定于课程开始授课之前和结课后课程设计开始之前,带领学生到已经建成的地下工程建筑中去现场参观、学习。开课前的参观是为了培养学生的学习兴趣,让学生对地下空间建筑有一个更为直观的感性了解与认识;课程设计开始之前的参观是为了巩固学生课堂上的理论知识,结合实地结构,让学生在设计地下空间建筑时更为理性地将诸多客观自然因素考虑入内,提升教学效果和学生的专业水平。
  四、结术语
  “地下空间建筑与规划”课程教学根本目的在于,使土木工程专业地下工程方向的本科学生掌握一定的地下工程的建筑学基本理论和设计方法,为其从事地下建筑设计与施工打下良好的基础,适应工程建设和时代发展的需要。为此,专业课程教师应遵循合理的、科学的教学模式,即教师如何去教和学生如何去学才能达到最佳的教学效果。我校将采用教师讲授、实地参观考察、学生动手设计三者相结合的方式,对各种各样的地下空间的建筑和规划设计理论与方法进行深入浅出的讲授,带领学生现场参观、现场实物情境讲解,让学生身体力行设计锻炼,可以对该课程学有所知、学有所获、学有所思,从而实现“地下空间建筑与规划”课程的教学目的。

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