可视化建筑构造教学探索与实践

石静 喻圻亮

摘 要：《建筑构造》是建筑类专业的必修课程，教学内容抽象，学生理解困难。建立“建筑可视化”的课程教学，可以弥补这方面的不足，帮助学生三维地、立体地去理解建筑的各部分组成，并注重学生多方面的能力培养。

关键词：可视化；建筑构造教学；三维

《建筑构造》课程主要研究建筑物各组成部分的构造原理和构造方法。课程涉及建筑材料、建筑物理、建筑力学、建筑结构、建筑施工以及建筑经济等有关方面的知识，是学生认识建筑、了解建筑的重要途径。

课程一般从墙体、基础、楼地层、楼梯、屋顶以及门窗等六个基本部分加以讲授，内容繁多，细小，复杂，再加上课堂讲授的内容比较抽象，学生要真正掌握这些知识存在一定的困难。针对这些课堂上较难掌握的内容，长期以来采取的教学方法是走出教室，以建筑工地为课堂，进行现场教学。但经常带领学生参观在建工地，也有安全性、经济性以及教学进度与在建工地进程的协调性等问题。因此，如何让学生直观的了解并学习建筑的内部构造就成了我们教学研究的重点。目前看来，我们主要存在以下的问题：

《建筑构造》课程的特点是成品建筑无法看到其内部层次和做法，而且，真实的建筑也无法搬到课堂上进行拆装演示，坐在建筑中学习建筑往往让学生在听讲的过程中无法“看到”建筑。

针对课程特点以及学生在课程学习中遇到的问题，我们对建筑可视化课程教学进行探索与实践，创造了可视化建筑构造教学方法，并建立了多种素材库。

建筑可视化设计是以虚拟现实技术为基础，以建筑构件为对象的设计手段，充分地利用模拟仿真技术。老师借助于虚拟环境，在讲课过程中可以从各方位对建筑构造进行详尽的剖切和讲解，从而弥补了初学者想象空间的不足。建筑可视化可以帮助学生更好了理解建筑组成，对于提高教学的直观性和学生的理解能力具有至关重要的作用。

在建筑构造这门课的教学与研究中，我们制作大量的建筑整体模型、局部构造节点的模型，对建筑各构件进行三维观察、剖切，透彻地学习掌握建筑构造的特点及要求。课程的“可视化教学”主要体现在以下几个内容：

建筑形体的整体理解：

以上是对小住宅进行垂直方向的剖切，以展示建筑各不同部位剖面图的产生。让初学建筑的学生能够直观的了解建筑房屋内部的结构或构造形式，分层情况和各部位的联系，材料及其高度等，幫助学生准确建立起建筑的平、剖面概念。

建筑细部的三维理解：

主要以墙身大样及楼梯大样为例：

/墙身大样：

墙身大样包含从基础以上一直到屋顶的建筑节点，内容从散水、明沟、防潮层；到门窗，过梁，女儿墙；有时还涉及阳台、雨篷、台阶等，同时地面和楼板也是必要知识点之一，这对于刚接触构造的学生来讲无疑是困难的，因此，我们设计了若干个墙身大样的可视化模型，从建筑单体，到墙体模型最后到墙身大样的剖切，从易到难，帮助学生去想象，去分析，最终完成三维到二维的转换。三维可视化的建筑构造教学弥补了传统教学中在直观、立体和动态方面的不足，而且还可以从不同角度详细地展示它的构造层次，构件组成以及构造特点等，给学生一个身临其境的感性认识。

/楼梯大样：

在楼梯类型的课程内容教学中，课程组老师建立了直跑楼梯，平行双跑楼梯，折行楼梯，剪刀梯等楼梯类型，在帮助学生理解楼梯类型的基础上能够绘制出各种不同楼梯类型的平面及剖面图，形象地反映出不同楼梯的各自特点和不同的视觉效果，并帮助学生快速建立起平面，剖面的概念，直观的理解平面图以及剖面图所表达的意义。

小结：

在建筑构造的学习、研究、教学中，我们充分发挥新软件新技术的优势，运用计算机绘图软件制作了各种构件的三维模型，多方位多视角地观察，多层次地剖切取得不同截面的图形，使得原本枯燥的学习变得生动有趣。可视化建筑构造的教学方法不仅增加了教师讲课的信息量，更重要的是给学生一个多维立体的教学空间，激发了学生学习的热情和兴趣。