淺談職高數(shù)學(xué)與建筑專業(yè)知識的結(jié)合

李宇清 浙江省嘉興市建筑工業(yè)學(xué)校 314000

一、前言

職高數(shù)學(xué)課程是職高數(shù)學(xué)中的一門重要基礎(chǔ)課程，是許多專業(yè)課開展基礎(chǔ)。職高數(shù)學(xué)教育是以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用性人才為根本任務(wù)，以培養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用能力為主線的教育。而建筑專業(yè)中的“建筑力學(xué)”、“建筑測量”、“建筑制圖與識圖”等方面都與數(shù)學(xué)有著千絲萬縷的聯(lián)系，這就需要學(xué)生具有實的數(shù)學(xué)功底，將數(shù)學(xué)與建筑專業(yè)知識相結(jié)合，才能專業(yè)學(xué)習(xí)上得到更好的發(fā)展。

二、數(shù)學(xué)與建筑的關(guān)系

（一）數(shù)學(xué)使建筑變得簡便、精準(zhǔn)

職高數(shù)學(xué)包含數(shù)理統(tǒng)計、概率論、幾何等內(nèi)容，通過對這些數(shù)學(xué)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)，可以更好的對建筑專業(yè)中的彎矩及撓度計算提供了便利 通過數(shù)學(xué)中弧長微分與曲率的計算，可以更好的對建筑荷載作用下梁的彎曲程度進(jìn)行詳細(xì)的計算。而職高數(shù)學(xué)中的概率論、數(shù)理統(tǒng)計等內(nèi)容在建筑設(shè)計、建筑結(jié)構(gòu)、建筑施工等方面都有著廣泛的應(yīng)用。

（二）數(shù)學(xué)使得建筑變得美觀

數(shù)學(xué)作為一種客觀美的反映，其通過與建筑相融合，從而為世界創(chuàng)造出一種和諧美。建筑是伴隨著人們對于功能和美感的需求而產(chǎn)生與發(fā)展的，其主要是通過對土地、材料進(jìn)行組合堆積而成的，其從設(shè)計到施工再到整體建筑的完成無不體現(xiàn)出數(shù)學(xué)的重要性。

（三）數(shù)學(xué)使得建筑計算變得精確、完美

任何建筑物從剛開始的設(shè)計到完工都需要經(jīng)過進(jìn)行精確的計算，從而使得失誤率降到最低，以此來體現(xiàn)出數(shù)學(xué)對于建筑的重要性。

三、職高數(shù)學(xué)與建筑專業(yè)的結(jié)合

（一）函數(shù)

（1）函數(shù)曲線變換

許多現(xiàn)代建筑師在設(shè)計建筑時以純粹的數(shù)學(xué)方程來對建筑空間進(jìn)行設(shè)計，通過函數(shù)曲線的連續(xù)變化來對空間形態(tài)進(jìn)行邏輯確定。例如：赫爾佐格&德梅隆在對170m高的巴塞爾羅氏制藥塔樓設(shè)計中就通過采用了一種全新的形態(tài)發(fā)展方式：將兩條相同直徑的螺旋線根據(jù)函數(shù)定義將其沿著相反的方向進(jìn)行延伸，使得其進(jìn)行交叉疊合從而確定了建筑形態(tài)的幾何框架，而依附在螺旋線框架上的玻璃曲面形成了限定的形體。由此可見函數(shù)表達(dá)式已然成為了建筑形體生成的基礎(chǔ)。

（2）旋轉(zhuǎn)與螺旋

螺旋作為常見的一種形態(tài)，卻有著較為精確的數(shù)學(xué)原理，通過采用簡單的旋轉(zhuǎn)原理即可設(shè)計出驚人的螺旋造型。例如：馬巖松通過利用微分同胚旋轉(zhuǎn)在56層的“瑪麗蓮?夢露”大廈中設(shè)計出每層旋轉(zhuǎn)1度至3度的橢圓形平面，從而通過扭轉(zhuǎn)形成具有柔美的動感曲面。

（二）幾何

隨著科學(xué)技術(shù)與計算機技術(shù)的發(fā)展使得建筑中幾何由簡單多面體的應(yīng)用轉(zhuǎn)變?yōu)閷Χ嗝骟w進(jìn)行復(fù)雜的組合與編輯，從而產(chǎn)生出有別人正常的不規(guī)則體量，以此來呈現(xiàn)出一種具有陌生而帶有強烈視覺沖擊的藝術(shù)感。例如：庫哈斯在設(shè)計波爾圖音樂廳時，其通過對一個混凝土多面體進(jìn)行增減與削切，從而給人們呈現(xiàn)出一個復(fù)雜多變的折面，只有當(dāng)從各個角度對整個建筑面進(jìn)行觀看時，才能真正的對這個建筑有所理解，給人們帶來了一種強烈的視覺挑戰(zhàn)。建筑對于庫哈斯來講不僅僅只是一個簡單的容器，而且一個能影響社會事件的集合體。OMA（Object Management Architecture）通過復(fù)雜的內(nèi)部空間與獨特的建筑造型相結(jié)合，從而呈出多變的建筑造型與變幻的城市景色交相輝映的畫面感，以此來滿足信息時代城市景觀的內(nèi)在需求。

（三）面

（1）連續(xù)折面

連續(xù)折面作為當(dāng)代建筑中較為突出的特征之一，其主要是通過空間連續(xù)從而呈現(xiàn)出一種流動感。因此，當(dāng)代建筑的構(gòu)造方法正逐漸從“四維分解”轉(zhuǎn)化成“四維連續(xù)”。所謂的四維連續(xù)是指通過連續(xù)折疊從而形成具有開放性、流動性的空間。通過采用四維連續(xù)的構(gòu)造方法打破了傳統(tǒng)建筑中“層”的概念，并且提高了建筑空間的可塑性和延展性。例如：阿薩迪多電影院設(shè)計師通過采用連續(xù)折疊的構(gòu)造方法對垂直界面進(jìn)行連續(xù)性操作，從而使得影院地面產(chǎn)生折疊，并且與內(nèi)部空間相結(jié)合形成連續(xù)折疊而光滑的建筑形式。

（2）自由曲面

建筑師們一直以來都對自由曲面有著較高的關(guān)注度，尤其是隨著數(shù)字技術(shù)的發(fā)展與成熟，從而促進(jìn)了數(shù)字化設(shè)計方法的發(fā)展。在建筑領(lǐng)域中，建造師通過利用自由曲面建造出各種帶有視覺沖擊的建筑物，例如：莫斯設(shè)計在其設(shè)計的綠傘表演廳中加入了一個通過三維扭動曲面而形成的玻璃標(biāo)志作為表演廳的入口，給人以全新的視覺沖擊。同時，針對這個像水晶玻璃瀑布般的自由曲面玻璃天棚，建筑師通過采用計算機對曲面形態(tài)進(jìn)行了精確地控制和調(diào)整。

四、職高數(shù)學(xué)與建筑專業(yè)教學(xué)中的具體實施建議

（一）制定教學(xué)目標(biāo)

眾所周知，建筑離不開數(shù)學(xué)知識，因此在教學(xué)中對教學(xué)方案進(jìn)行合理的計劃，也是教學(xué)中的重要一環(huán)。因此，在制定教學(xué)方案時，應(yīng)該考慮教學(xué)在建筑專業(yè)中的合理性，從而有針對性的制定教學(xué)方案。教學(xué)目標(biāo)的制定主要應(yīng)該課堂實習(xí)須知、課堂實習(xí)內(nèi)容、課堂實習(xí)考核等組成。在制定教學(xué)方案時，應(yīng)該充分展現(xiàn)出自身優(yōu)秀的一面，從而提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，同時應(yīng)該在第一時間對于教學(xué)的成果進(jìn)行檢驗，從而確保課堂教學(xué)的有效性。

（二）開展行之有效的課堂教學(xué)活動

尊重建構(gòu)主義理論下的學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)，倡導(dǎo)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，已成為很多職業(yè)學(xué)校所認(rèn)同的學(xué)習(xí)理論基礎(chǔ)。它與職業(yè)課程、技能試驗、實習(xí)實訓(xùn)巧妙結(jié)合，面向教育技術(shù)的現(xiàn)代化，培養(yǎng)具有技術(shù)能力較強、綜合素質(zhì)過硬的高水平技能型人才。這就需要教師在教學(xué)過程中把握每一堂課，通過運用多種教學(xué)手段將數(shù)學(xué)和建筑專業(yè)知識進(jìn)行融合，并對重點知識進(jìn)行講解。同時還需要教師設(shè)計各種教學(xué)活動，教學(xué)活動主要包括調(diào)整建筑和數(shù)學(xué)教案、運用現(xiàn)代化多媒體技術(shù)進(jìn)行課堂教學(xué)、調(diào)整課堂氛圍等。

（三）合理增刪教學(xué)內(nèi)容，突出以就業(yè)為導(dǎo)向

職高與一般的學(xué)校不同，其突出的是專業(yè)技術(shù)教學(xué)，因此，這就需要教師們首對教學(xué)內(nèi)容模式進(jìn)行設(shè)計。對此，教師可以從提高素質(zhì)和加強應(yīng)用的角度來選擇所需要教授的內(nèi)容，突出就業(yè)為核心教學(xué)思想，在教學(xué)過程中，要注重強化知識的運用，并進(jìn)行推理論證，對進(jìn)行內(nèi)容進(jìn)行層次劃分，分清教學(xué)主次。如：對于建筑專業(yè)的學(xué)生來講，制圖、測量則應(yīng)是教學(xué)的主體，而在數(shù)學(xué)教學(xué)中，則應(yīng)該側(cè)重于幾何和三角知識的教學(xué)，提高學(xué)生的畫圖分析能力，以此來提高學(xué)生的幾何空間想象力。

（四）數(shù)學(xué)教師應(yīng)加強專業(yè)課的學(xué)習(xí)

當(dāng)前職高教師存在知識結(jié)構(gòu)欠缺的現(xiàn)象，從而使得教學(xué)工作存在一定的難度。對此，職高教師應(yīng)該將目光放在學(xué)生所要學(xué)習(xí)的各種知識上，而不僅僅只是將目光放在所需教學(xué)的內(nèi)容上。例如：教師在教授工民建筑筑類專業(yè)數(shù)學(xué)課時，應(yīng)該學(xué)習(xí)工民建筑專業(yè)的相關(guān)知識，并且將建筑專業(yè)知識與數(shù)學(xué)知識相結(jié)合，以期來提高自身的知識結(jié)構(gòu)。只有通過加強職高教師的專業(yè)學(xué)習(xí)，提高他們的知識結(jié)構(gòu)，才能更好的在促進(jìn)數(shù)學(xué)在建筑專業(yè)中的有效應(yīng)用。

五、結(jié)論

隨著國家對于職業(yè)技術(shù)教育的重視力度越來越大，職高學(xué)校的技術(shù)教學(xué)也越來越受到重視。總之，職高教育主要目的在于培養(yǎng)出社會需要的實用性技能人才，因此，現(xiàn)階段職高學(xué)生們的主要任務(wù)是需要各種技能，尤其是隨著建筑行業(yè)飛速發(fā)展的當(dāng)代，實用性技能的學(xué)習(xí)更是對學(xué)生提出了嚴(yán)格要求。職高數(shù)學(xué)的應(yīng)用，對于學(xué)習(xí)建筑專業(yè)的學(xué)生有著重要的影響，其對于學(xué)生的實際操作水平高低起著至關(guān)重要的作用，同時也是對于教師在教學(xué)中的教學(xué)有效性的重要體現(xiàn)。數(shù)學(xué)的實施優(yōu)越性在職高建筑專業(yè)中有著充分的體現(xiàn)，加強對于數(shù)學(xué)與建筑專業(yè)知識相結(jié)合的教學(xué)，對于學(xué)生的后續(xù)生涯發(fā)展中有著重要的影響意義。