新工科背景下案例教学法的实践改革探讨——以“房屋建筑学”课程为例

房辉，赵彦芹，李法君

（1.山东科技大学土木工程与建筑学院 建筑与城乡规划系；2.山东科技大学基建处，山东青岛 266590）

自20世纪80年代，国际高等教育界开始普遍重视实践教学、强化应用技术型人才的培养，而国内各大院校的教学改革也将培养学生的创新能力和实践能力作为重点，以此提高学生的职业素养和就业竞争力。2017年2月，我国教育部发布了《教育部高等教育司关于开展新工科研究与实践的通知》，正式提出了我国工程教育改革的新方向，“新工科”内涵以应对变化、塑造未来的新理念为指导，以继承与创新、交叉与融合、协调与共享为途径，培养多元化和创新型的卓越人才为目标[1]。

近十年来，土木工程行业面临着国内建筑业界的行业转型及升级、新业态发展需要和激烈的国际竞争力[2]。房屋建筑学作为土木工程专业必修的专业课程之一，是“房屋建筑学”课程设计与毕业设计顺利开展的重要前提，其任务是使学生掌握建筑设计的基本原理、建筑构造的原理和方法[3]。同时，房屋建筑学课程又是一门与理论知识结合紧密、实践性强的课程，案例教学法的运用可以很好地解决理论滞后社会需求的问题。本文以山东科技大学土木工程专业下的“房屋建筑学”课程为例，探究如何利用案例教学法来解决传统工科和新工科之间过渡的问题。

一、土木工程专业下“房屋建筑学”课程的现状

（一）“新工科”影响下土木工程专业培养方案的变化

土木工程专业作为传统工业的重要一环[4]，不能脱离传统的工科本质，更应该把握“新”的取向——新的培养目标和新的培养对象。

山东科技大学土木工程专业作为该校最早专业之一，随着工程行业发展不断调整土木工程专业的教育教学体系。该校的土木工程专业培养方案每四年进行一次修订，于2020年结合“新工科”的交叉融合和创新能力的要求，为使学生能胜任工程应用技术与管理工作，进行了最新一版教学大纲内容的调整。新版本教学大纲内容的最大特点是专业课程课时量的大大压缩，给授课带来了一定的挑战。如何解决理论知识的全面展现与课时量压缩带来的矛盾，成为专业课程老师亟须解决的问题。

近几年的本科入学主力多为“00后”群体，他们每天接触的是前几代人无法想象的新世界[5]，他们身处信息多元的时代，获取的信息量大而全，拥有这个时代独特的思维和世界观。笔者对近五年的“房屋建筑学”课程教学进行了问卷调研，其中对“是否喜欢教学中以实例进行知识串联？”“是否喜欢工地等实践场所参观或实习？”“是否喜欢在网络上观看建筑施工类视频？”三个问题调研结果的喜欢率为95.9%、75.5%和77.6%。可以看出，新一代大学生更愿意接受形式上生动、内容上直观易懂的理论，更愿意探究课本内容以外的实践知识，这为“房屋建筑学”课程教学实践改革指明了方向。

（二）“房屋建筑学”课程在其他院校的授课现状

青岛理工大学的王少飞与徐岩老师在针对低年级学生的主观创造性培养方面，增加了营造体验的相关实验——砌筑实验，从分组搭配、材料的选择、材料预算、材料的砌筑等进行了相关的一系列的现场探究，在表现出材料的施工、构造特点之外，还表达出材料的质感。苏州大学的金螳螂建筑学院实验室设有建筑节点详图展示区，将建筑的各个节点分布设置，并分时代性地将分段节点与材料进行了综合应用。山东建筑大学的“房屋建筑学”课程是国家级精品资源共享课，其讲解风格依然依托的是图片讲解，大力推进理论结合实践的教学改革；并在学院建有建筑构造展示室、材料展示区、特种构造节点展示区，建构了一套“模型实物化”教学体系。同济大学对该课程的授课方式依然是以讲为主，配以施工现场的照片解说，使用教材中附有的教学光盘，有部分节点详图的动画分解，有一定的直观性。

总之，大多数院校对该门课程的讲解依然是以“我讲你听”的方式为主，搭配图片讲解的教学手段，配以建筑构造节点实验室，虽然做到了一定的理论知识与实践相结合，但是依然无法满足当下新工艺、新材料、新兴业态等国际建筑市场需求。在理论知识上，学生缺少对整体建筑的把握，无法建立一个系统的建筑整体概念，很难将建筑的各部分节点与建筑设计整体联系在一起。

二、案例教学方法在“房屋建筑学”课程中的教学实践

（一）课程性质及特点

“房屋建筑学”课程作为土木工程专业的基础课程，以“建筑制图”课程为前提，是工程造价、土木工程材料、建筑结构设计、课程设计、毕业设计等课程顺利开展的基础，更是毕业后进入施工现场的重要理论指导课程。该课程集建筑识图、建筑绘图、建筑设计理论和建筑构造方法于一体，纯理论的分析和公式推导并不多见，但内容庞杂、覆盖范围广、专业性强，具有知识点多、概念多、特征符号多、图形复杂、定性描述和规律性总结多等特点。

（二）课程框架梳理及教学实践

1.课程框架

2020年新版本教学大纲内容的调整，“房屋建筑学”课程课时量调整为24学时，该课程包括建筑设计原理（占40%）和建筑构造（占60%）两大部分。其中建筑设计原理主要讲解建筑设计的一般方法，包括建筑平面图、建筑立面图和建筑剖面图三部分的设计原理，从宏观的角度上使学生明白什么是设计、如何做设计；建筑构造主要讲解房屋六大部分的构造组成、构造原理和方法，如同医学中的“解剖学”课程，从微观的角度上剖析建筑的细部构造。

2.“新工科”背景下的课程教学实践

教材在课程教学中的使用，始终存在着一个理论与实践是否结合的问题。尤其是在“新工科”要求下，科技与产业的结合需要培养具有创新性、适应能力强的复合型工程技术人才。如何使学生做到“离开教材，而又不脱离教材”呢？在“房屋建筑学”课程的授课内容上采用了案例转换方式，采用现场、直观、易懂的图片或视频代替繁琐的文字描述。

面对复杂多样的建筑实例，从中找出某一知识点的共性和异性，进行分类介绍与归纳总结。如基础，其共性是建筑最下面的组成部分，是建筑的承重结构，并将上部荷载全部传递给地基；其异性是建筑基础的构造类型多样，如桩基础和独立基础，不同的基础类型适合不同的建筑。在此，知识点与案例的结合形象生动、直观明了，特别是当采用身边生活中经常接触的建筑实例时，真实案例带来的现实说服力使学生记忆犹新、印象深刻。

三、案例教学方法在“房屋建筑学”课程中的教学改革及应用

（一）教学改革设计

1.以问题为导向的教学设计

教学的终极目标是解决实际问题。因土木工程专业工科的特殊性，“衣、食、住、行”四大生存需求中的“住”时时刻刻在生活、工作、居住中体现，建筑给人类提出了诸多需要解决的问题，如采光、防潮、保温等问题。

房屋建筑学课程内容的组织上采用“以问题为导向”的教学方法，以现实生活中出现的案例现象作为切入点，采用“现象—问题—理论—方法—创新”的五环节课程设计思路，注重学生的工程伦理教学设计。如图1所示的工程案例问题现象，采用的教学设计是引入现实生活中的问题（现象）——引发学生的思考（问题）——找到问题的原因所在（理论）——寻求解决办法（方法）——在施工过程与使用过程中如何减少或者避免类似问题出现（创新），将理论与实践相结合，发挥学生的主观能动性，使学生所学内容能“取自生活、用于生活”。

图1 工程案例问题现象

2.实物情景化教学设计

俗语说“百闻不如一见”，不仅表达了亲见的直观性，更表达了其可信度。实物教学设计作为传统的教学设计手法，直观、形象地展现了文字描述内容的同时，更可以使学生透过现象看事物的本质。

“房屋建筑学”课程运用的实物教学设计，实物不仅局限于单个物件，如保温板、油站防水层等真实物件，更侧重于建筑施工过程的情景化体系。以某建筑基础施工过程为例，该施工过程不仅全面展现了基础的垫层、基础的防水处理及基础的构造形式等理论知识内容，更代表了当下某种建筑技术手段。笔者不断追踪不同建筑案例施工过程，不仅可以掌握教学素材的一手资料，更有利于学生接受新工艺、新方法、新思维，很好地解决了实践超前于理论的问题。

3.“一种案例+一种思维”的教学设计

生产力的进步、技术的革新、产业结构的调整为我们带来了丰富多样的建筑类型和建筑技术手段。如何在有限的授课时间将各类建筑类型和构造方式展现出来呢？

“房屋建筑学”课程教学采用了“一种案例+一种思维”的设计方法——“样板间”的引入。样板间概括了即将施工过程所需要的施工工艺、施工材料及施工方法等内容，每一个建筑施工现场的样板间都代表了当下某种建筑技术思维。样板间信息传递快速、全面，且不受工期限制，体现了在工程造价的制约下，如何将建筑材料、建筑设备与施工工序相结合，实现真正的多学科交叉融合，是理论与实践完美结合的代表，如表1所示。

表1 某施工现场样板间部分内容明细

（二）“新工科”背景下的教学改革应用

疫情常态化的管理模式下，采用线上线下混合式教学已然成为常态。以“00后”为代表的当代大学生在网络时代中成长，适应了计算机、手机APP等多种在线教育平台的新学习模式，接受新鲜事物的能力强、视野范围广。如何将教学设计与网络时代相结合已经成为当下教学改革应用的必然趋势。

“互联网＋”教学课堂设计在混合式教学中的教学效果显著。在“房屋建筑学”课程教学设计中，基于慕课和专属在线课程（SPOC），在超星、智慧树等平台建设该课程的学习资源、作业考试、成绩权重、学情报告等内容；利用3D Studio Max软件进行建筑视频小单元的制作，将知识点进行分节点而又有系统性地串联，活跃了课堂氛围，激发了学生自主学习的积极性。

四、结束语

“房屋建筑学”课程基于“新工科”的背景和要求，跟踪实际工程，灵活采用实际案例模拟现实情景，以“培养什么人、怎样培养人、为谁培养人”为教学导向，紧密结合国家发展规划和行业需求，培养学生精益求精的大国工匠精神。该课程教学设计始终遵循“减量不减内容”的原则，运用多元化的教学手段，充分利用网络资源，以建筑案例将理论内容进行转化，重新定义教师、学生与案例三者之间的关系，突出建筑案例的中间作用，使学生对知识点的认知能力得到提高。与时俱进的案例教学方法结合理论内容，更符合当下的学业要求，更好地提升了教学质量。