新形势下木结构建筑专业人才培养的探索

郑  维¹，王志强¹，王  剑²   

（1. 南京林业大学 材料科学与工程学院，江苏 南京 210037；2. 江苏农林职业技术学院 风景园林学院，江苏 镇江 212400）

［摘  要］我国的木结构建筑产业迎来了非常好的发展机遇，木结构工程总量迅猛增加，然而木结构专业人才则相对匮乏，严重制约了木结构建筑产业的发展。基于我国木结构建筑专业的教学现状，对当前木结构建筑专业教学环节中存在的一些问题进行了分析与探讨，并结合学科特点从专业引导、理论教学、教学实践、专业竞赛和大学生创新项目等方面提出了相应的教学质量提升措施，以期能高效地培养木结构专业人才，满足木结构建筑产业日益增长的人才和知识需求。

［关键词］木结构建筑；教学方法；教学实践；人才培养

［基金项目］国家自然科学基金青年基金项目资助，项目编号：51808547

［作者简介］郑  维（1987—），男，湖北鄂州人，工学博士，南京林业大学材料科学与工程学院讲师，主要从事竹/木结构组合结构及其抗震性能研究；王志强（1978—），男，湖南衡阳人，工学博士，南京林业大学材料科学与工程学院教授（通讯作者），博士生导师，主要从事新型工程木产品、木结构连接研究；王  剑（1986—），男，江苏镇江人，工学硕士，江苏农林职业技术学院风景园林学院副教授，主要从事风景园林研究。

［中图分类号］G642.0；TU366.2 ［文献标志码］A ［文章编号］   

我国木结构建筑的发展至今已有几千年的历史，因造型精致独特、布局合理和庞大的体量，在世界上享有盛誉，堪称世界五大最古老建筑结构体系之一^[1]。近年来，随着木材加工技术的快速发展、性能优异的工程木产品相继涌现、金属连接件的技术创新，我国的木结构建筑逐渐向现代木结构转变。现代木结构建筑因其自然的美感和独特的造型，能够带来视觉和听觉上的强大震撼，同时还可调节室内温、湿度，改善室内空气品质，符合生态宜居的发展趋势。此外，现代木结构具有鲜明的技术特征，总体上可归纳如下：1）工厂预制化生产和现场装配施工；2）结构体系清晰；3）采用现代连接技术；4）耐久性好、抗震防火性能强^[2]。我国“十三五”规划中城镇化和城市发展领域的科技专题中强调：要发展绿色建筑、促进节能减排，适应“资源节约型、环境友好型”社会发展的需求。

综上所述，我国的木结构建筑产业迎来了非常好的发展机遇，但这也意味着对木结构专业人才的需求愈加旺盛。尽管国内部分高校已开设了木结构建筑专业或相关课程，但教学质量和教学效率仍然有待提高，教学方式也有待改进。针对木结构教学环节中存在的问题，笔者结合自己的教学实践经验对如何完善木结构建筑专业人才的培养进行了分析和探讨。

一、木结构教学环节中存在的问题

（一）课程与课时较少

目前国内仅有南京林业大学^[3]和北京林业大学设有木结构建筑本科专业，在的课程设置方面相对较为完善，但其他高校如哈尔滨工业大学、同济大学、南京工业大学等仅设置了少量选修课，且课时较少，这也导致学生无法全面、深入的掌握木结构设计的方法和技巧，毕业后难以很好地胜任木结构相关的工作，相应的也会造成用人单位对大学生产生偏见和疑虑。另外，设计院、施工单位乃至整个社会对木结构的认知大多还停留在古建筑、景观建筑的层次上，也极度需要普及现代木结构的设计、加工、建造知识，而这些内容在教学环节中还不够完善。

（二）木结构设计标准、规范的不完善

木结构建筑的设计流程和细节须依托于木结构设计标准、规范，如《木结构设计标准》、《胶合木结构技术规范》等，这也是木结构建筑设计的重要教学内容。现代木结构的结构体系丰富多样，大致可分为井干式木结构、轻型木结构、木框架-支撑结构、木框架-剪力墙结构、CLT剪力墙结构、核心筒-木结构及大跨木结构。然而，我国木结构设计标准、规范中对于不同结构体系的设计方法也不尽相同，甚至对复杂结构体系的设计方法几乎没有做出规定，这不仅给教学过程带来影响，也给实际的工程设计带来困难。另外，木结构设计标准、规范会不定期地修订，相应地也必须对教学内容及时更新，从而给木结构建筑设计方法的系统学习带来阻碍。

（三）学生对木结构建筑的认识不全面

木结构建筑设计是一个多学科交叉的知识门类，主要包括材料、建筑设计、结构设计三大方面，其中材料方面涉及到木材、木制品的材料性能，建筑设计方面涉及到建筑的制图规范与表达、建筑美学等，至于结构设计则主要在力学和结构设计方法上。然而，建筑设计偏于感性、艺术创造，结构设计偏于理性、逻辑严密。对于经过高中阶段文理分科的学生而言，这三大方面很难同时兼顾，给学习过程带来极大的困难。另外，我国现有的建筑结构形式大多为钢筋混凝土结构和钢结构，这也是学生最常接触、认识最多的结构类型。学生对于木结构的认识大多停留在古木建筑的程度，对现代木结构却知之甚少，这也给木结构建筑设计课程的学习带来不利影响。例如，在学习木结构设计之前，提到木结构建筑，学生想到最多的时诸如宫殿、寺庙、凉亭等，却很难想象到目前世界上最高的木结构建筑是一座高达八十多米的酒店式公寓。

（四）不能满足木结构产业日益增长的人才和知识需求

欧美发达国家的木结构之所以能引领世界，主要原因在于其数百年的深厚底蕴，其中既包含木材资源丰富的先天优势，还包括科研机构的研发投入，以及市场对木结构建筑的认可和需求。近年来，我国的木结构建筑产业也得到了一定的发展，催生了许多木结构加工、设计、施工企业，但主要集中在沿海发达地区和森林资源丰富的地区，并且相关企业以前大多从事木材加工行业或者传统建筑行业，对现代木结构建筑行业的知识储备极为匮乏。

二、培养方法的探索

（一）注重专业引导

对学生做好专业引导、加深学生的专业认识显得尤为重要，既能消除学生的专业偏见、增强对木结构建筑专业方向的信心，还能减少学生转专业的情况，为我国木结构建筑行业持续地输送专业人才。首先，在大一上学期可以开设木结构专业引导课，介绍木结构建筑的发展历程和趋势，结合实际工程应用提升学生的专业兴趣，再与木结构企业合作开展认知实习，让学生亲身体验木结构建筑的设计、生产、施工等各个环节。

（二）完善木结构建筑设计相关的教学课程

木结构建筑设计课程涵盖了材料、建筑设计、结构设计三大方向，其中：材料方面涵盖的课程应包括木材学、木材加工等专业基础课；建筑设计方面仍以常规的建筑学课程为主，如建筑学基础、建筑美术、建筑制图与表达等专业基础课；结构设计以确保木结构建筑的结构安全为主，相关课程应以三大力学（材料力学、理论力学、结构力学）为基础，并结合木结构种类、体系的特点，开展胶合木结构设计、轻型木结构设计等专项课程的教学。此外，考虑到目前木结构建筑的施工图、效果图大都是基于软件绘制，故还应配合以CAD制图、草图大师、3dMax、Photoshop等软件课程。结构设计相关课程应依据现行木结构标准、规范的来设置，保证教学内容的准确、合理。在保证材料、建筑设计、结构设计三方面教学课时充足的基础上，让学生全方面的掌握木结构建筑设计的方法和技巧。

（三）大力开展教学实践

21世纪是一个学习型的社会，学习应建立在学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存^[4]的基础上，其核心思想是强调人的能力培养，包括掌握知识的能力、创新能力、实践能力、动手能力、合作能力等。因此，在保证课堂教学的前提下，还应充分开展教学实践环节，如课程设计、生产实习、毕业设计等^[5]。课程设计，也称作“课程实习”，是为掌握某一课程内容所进行的综合性实践教学环节，有助于学生更好地理解课程内容，加深课程知识的理解和运用。生产实习是指让学生在生产现场以工人、技术员、管理员等身份，直接参与生产过程，使专业知识与生产实践相结合的教学形式。通过实地参观各种代表性木结构建筑、工厂生产、在建木结构工程和相关建材市场等，对木结构建筑的建筑形式、结构、材料进行直接认识，并与课堂上学习的理论知识相互印证，有利于培养学生的观察能力、动手能力和解决问题的能力。

（四）理论教学与工程案例教学相结合

木结构专业培养的人才不但要具有丰富的理论知识，更应有较强的实践能力，以便于解决实际工程中的各类难题。案例教学法主要是将实际的工作融入到课堂教学活动中，通过具体的工程案例生动的解释枯燥的理论知识，这样便于学生学习相关章节^[6]。 近年来，世界上已经出现了一批有较高影响力的木结构建筑，分别为挪威的木结构世界第一高楼“Mjøstårnet”和扬州枣林湾园博园主展馆“别开林壑”，这些均为木结构设计的教学提供了很好的工程案例。在案例教学中，可以从建筑的选型、设计理念中开拓学生的建筑艺术创造力，从结构方案中领悟结构体系、构件、连接节点的巧妙设计，并联系到建筑设计和结构设计相关的理论课程，实现理论与实际的相互印证^[7]。

（五）指导学生积极参加各类木结构竞赛

通过参加各类木结构设计竞赛，加强学生对木结构建筑特性的认识和设计创作能力，提高学生将专业基础理论和专业知识在木结构设计中的运用能力、以及建筑与结构专业在设计中的配合能力。目前，在国内较为有影响力的木结构设计竞赛是高等教育和研究指导委员会主办的“全国高校木结构设计邀请赛”，每年一次，至今已举办四届^[8]。该项竞赛的规则较为新颖且贴合实际，竞赛题目大多来自实际工程，并鼓励建筑、结构不同专业的学生协同参赛。当然，木结构竞赛不应局限于学术组织或团体举办的比赛，高校还可联系木结构工程领域的知名企业共同组织举办木结构设计竞赛，竞赛级别不做较高要求，能起到锻炼学生、加强企业联系和合作的作用即可。

（六）指导学生申报大学生创新项目

大学生创新项目是本科学生个人或创新团队，在导师的指导下，自主选题设计、独立组织实施并进行信息分析处理和撰写总结报等工作，以培养学生提出问题、分析和解决问题的兴趣和能力的项目。学生可以从以下方式寻找课题：（1）与课程学习有机结合，从课程学习中引伸出的研究课题；（2）开放式、探索型和综合性实验教学中延伸出值得进一步深入研究的课题；（3）结合学校有关重大研究项目，可由学生独立开展研究的课题；（4）自主寻找与实际生活相关的课题。通过大学生创新项目，首先能加深学生对木结构建筑的认识与理解，其次能使学生更好地掌握木结构建筑地设计和研究方法、提升理论知识地应用能力，最重要的是激发学生的创新思维和创新意识，提升思考问题，解决问题的方法，提高创新能力和实践能力。

三、结语

随着我国木结构建筑行业的快速发展，以及相关国家政策的逐步推出，木结构人才已无法满足工程领域的迫切需求，如何高效地培养木结构人才应引起高校的重视。在教学方法上，尽管可以借鉴于钢筋混凝土结构、钢结构等发展成熟的学科方向，但更应该符合木结构建筑的特点和实际情况。

参考文献

[1] 马炳坚. 中国古建筑木作营造技术[M]. 科学出版社, 2003.

[2] 刘伟庆, 杨会峰. 现代木结构研究进展[J]. 建筑结构学报, 2019, 40(2): 20-47.

[3] 王志强, 孙友富, 杨小军. “木结构建筑调研”实践教学的探讨[J]. 中国林业教育, 2010, 28(5): 56-58

[4] 朱鹏, 赵绍成. 开展研究性实践教学,创新实践教育模式[J]. 教师教育学报, 2009, 7(5): 212-215.

[5] 陈国, 李海涛. 现代木结构教学思考与探讨[J]. 教育教学论坛, 2012(14): 191-192.

[6] 陈梦琦. 工程案例教学在土木工程专业教学中的应用探究[J]. 西部素质教育, 2017, 003(011): 116.

[7] 余卫华, 史姣, 李宗利. 钢结构课程教学内容和方法的改革[J]. 高等建筑教育, 2014,  23(1): 54-57.

[8] 凌志彬, 杨会峰, 孙国华. 中国木结构教学实践与探索[J]. 高等建筑教育, 2018, 27(6): 82-86

Exploration on the Talent Training of Timber Structure Major under the New Situation

ZHENG Wei¹, WANG Zhi-qiang¹, WANG Jian²

(1. College of Materials and Science, Nanjing Forestry University, Nanjing, Jiangsu 210037, China; 2. College of Landscape Architecture, Jiangsu Vocational College of Agriculture and Forestry, Zhenjiang, Jiangsu 212400, China)

Abstract: With the rapid increasing of timber structures in recent years, a great opportunity comes to the timer construction industry of China. However, its development has been severely hampered by the lack of professional technicians who are skilled in designing and constructing timber structures. Based on the current teaching situation of timber structure discipline in colleges, this paper revealed and analyzed the existing problems in teaching process. Measures of improving teaching quality were proposed in terms of special guidance, theoretical teaching, pedagogical practice, design contest and college students’ innovative training program, aiming to efficiently train talents and satisfy the increasing need of domestic timber construction industry.

Key words: timber construction; teaching method; pedagogical practice; talent training