1.4 建筑构造的影响因素和设计原则（教案）《建筑构造》上好课（高教版）

《建筑构造》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 1.4 建筑构造的影响因素和设计原则 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 二、设计意图 学情分析 本次授课对象为中职建筑工程技术专业一年级学生。学生刚刚接触建筑专业课程，对建筑有生活层面的感性认识，能够认识楼房、墙体、门窗等建筑实物，但是缺少专业理论基础，对建筑构造背后的受力、环境影响、设计逻辑没有系统认知。中职学生思维偏向具象化，对图片、动画、案例、生活实例接受度高，纯文字理论容易产生厌学情绪；学生动手思考能力尚可，乐于课堂讨论，但是对于易混淆概念，例如静荷载与活荷载、三种构件尺寸，容易记混，需要大量图示、习题巩固。学生在之前课程中，已经简单学习了房屋建筑基本组成构件、建筑简单分类，为本节课学习建筑构造影响因素和设计原则打下基础。本节课的知识点是本项目核心内容，既是对前面建筑基础认知的深化，也为后续墙体、楼地层、屋顶等具体构造章节做理论铺垫。学生学习难点在于不能把理论知识和真实工程场景结合，容易死记硬背，因此教学中要大量结合住宅、幼儿园、高层建筑等生活实例，引导学生用工程视角看待身边建筑。 背景分析 本节课选自高等教育出版社麻来军主编《建筑构造》，属于项目一房屋建筑构造认识中的 1.4 节内容。建筑构造是中职建筑工程技术专业的核心基础课，建筑构造的影响因素与四项设计原则是整本教材纲领性内容。所有后续章节讲解具体建筑构件怎么做，都要遵循本节课的影响因素与设计原则。在行业发展背景下，现在建筑业大力推广装配式建筑、绿色建筑、数字建造，课程也需要对接行业需求，把工业化建造、绿色节能建筑理念融入课堂，培养学生现代建筑工程思维。在实际工程当中，构造设计如果忽略外界荷载、气候地质、经济、使用者需求，就会出现墙体开裂、漏水、建筑不安全等工程质量问题。学好本节内容，能够帮助学生建立工程思维，未来识图、现场施工、理解构造做法都要以此为依据。同时中职教育强调理实一体化，课堂不能只灌输理论，要结合案例、图示、课堂练习，落实知识目标、能力目标、情感目标三维教学目标。 学习目标 设定 情感目标 知识目标 能力（技能）目标 掌握建筑构造的各类影响因素；熟记建筑构造四项设计原则；分清静荷载（恒荷载）和活荷载；掌握建筑模数分类，分清标志尺寸、制作尺寸、实际尺寸；记忆住宅建筑高层、超高层划分界限。 能够结合图示区分静荷载、活荷载；能够辨别构件的标志尺寸、制作尺寸、实际尺寸；可以结合生活实例，分析外界、技术、经济、使用者需求、艺术等因素如何影响建筑构造；能够依据四项设计原则简单评价生活中建筑构造设计是否合理。 树立严谨的工程思维，建立标准化、工业化、绿色建筑的现代建筑理念；理解建筑构造和日常生活息息相关，激发本课程学习兴趣；建立安全意识，明白建筑构造设计关乎人身安全，建立工程人的责任意识。 学习任务 描述 1. 跟随教师讲授，理解五大类建筑构造影响因素，能够举例说明各类因素的具体表现。 2. 牢记建筑构造四项设计原则，理解每一条原则背后工程意义。 3. 区分静荷载、活荷载，完成课堂随堂选择题训练。 4. 掌握模数分类以及构配件三种尺寸概念，完成对应习题训练。 5. 小组讨论：结合幼儿园建筑案例，分析使用者需求对建筑构造带来哪些要求。 6. 完成课后三道作业题，巩固本节课全部知识点。 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 建筑构造的主要影响因素； 建筑构造四项设计原则； 静荷载与活荷载区分。 教学难点 结合实际工程分析多种因素共同对建筑构造产生的影响； 区分标志尺寸、制作尺寸、实际尺寸三个容易混淆概念。 教学难点突破方法 大量使用课件中的三维示意图、图解，把抽象概念可视化；设置随堂练习即时检测；开展小组讨论，用幼儿园、住宅等生活化案例拆解难点；使用思维导图总结归纳，对比辨析易混淆概念；讲完知识点立刻对应例题，讲练结合，强化记忆。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《建筑构造》，主编：麻来军；高等教育出版社。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 新课导入（2分钟） PPT 展示上海城市高层建筑图片，向学生提出设问：同学们我们生活当中看到各式各样房屋，建筑需要经历风吹日晒、雨雪冰冻，还要承受人和家具重量，地震的威胁。那我们在设计房屋构造的时候，要考虑哪些条件，要遵守什么原则？有的建筑使用几十年完好无损，有的建筑出现漏水、墙体开裂问题，背后是什么原因？由此引出本节课课题：1.4 建筑构造的影响因素和设计原则。简单介绍本节课学习目标，让学生明确本节课学完之后需要掌握什么知识。PPT 展示上海陆家嘴高层建筑实景图片，创设教学情境。提出思考问题：同样是房屋建筑，寒冷地区住宅外墙要做很厚的保温层，幼儿园房间墙角全部做成圆角，有些建筑需要处理特殊地基。建筑会长期经受日晒雨淋、风雪冰冻，承受人和家具、地震等外力作用。建筑构造不能随意设计，会受到多重条件约束，同时设计必须遵守对应的设计原则。由此引出课题《1.4 建筑构造的影响因素和设计原则》。向学生展示本节课三维学习目标，明确本节课需要掌握建筑构造的影响因素、四项设计原则，区分静荷载、活荷载以及构配件三种尺寸，让学生清晰本节课学习重点。 教师操控多媒体设备，投影城市建筑群图片，结合生活现象抛出启发性问题，吸引学生注意力。语言由生活现象过渡到专业课程，自然引出课题。向学生逐条解读知识、能力、情感三维学习目标，让学生清楚本节课学完之后要达到的学习效果。观察学生的精神面貌，快速把学生带入课堂学习状态。 观看图片，跟随教师设问思考房屋会受到哪些外界作用，初步思考问题，明确本节课学习任务。观看图片，跟随教师问题进行思考，了解本节课学习任务。 利用学生熟悉的建筑场景导入新课，激发求知欲，明确课堂学习方向，为新知讲授做好铺垫。 探索 新知（20分钟） 建筑构造的影响因素分为五大类：外界因素、建筑技术因素、经济因素、艺术因素、使用者的要求。 1. 外界因素：包含外力荷载、自然气候条件、工程地质水文条件、人为因素。外力荷载分为静荷载即恒荷载，代表为构件自重；活荷载属于可变荷载，包含人、家具、风雪、地震。荷载大小决定结构形式和构造方案。自然气候的日晒雨淋、温度变化会降低建筑使用寿命，需要设置防水、保温隔热构造。地质、地下水、冰冻线、地震会危害建筑，要做好地基选型、排水、抗震防冻处理。火灾、爆炸、腐蚀、噪声等人为主观因素，要求构造做到防火、防爆、防腐、降噪。 2. 建筑技术因素：建筑材料、施工工艺、施工机具、构件加工水平都会约束构造做法。随着新工艺新材料出现，建筑构造形式不断丰富。建筑工业化分为预制装配式、现浇与预制结合两种路径，数字建造助力建筑行业升级。 3. 经济因素：构造设计要考虑建筑全生命周期成本，兼顾材料费、施工费、后期维护能耗，做到因地制宜、就地取材，利用工业废料节约造价。 4. 艺术因素：合理选用材料，优化构造节点，实现建筑技术与建筑美观相统一。 5. 使用者要求与绿色建筑：建筑要满足使用者方便、舒适、安全。以幼儿园为例，采用圆角、木护壁、木地板适配儿童使用；绿色建筑要求选用健康建材，实现良好采光通风、保温隔声。 组织 4 人小组讨论：结合幼儿园构造示意图，分析幼儿园特殊构造对应哪些建筑构造影响因素，小组代表发言分享观点。随堂练习静荷载与活荷载单项选择题。 教师依次播放课件中荷载示意图、地质剖面图、幼儿园构造图、绿色建筑图解。讲解荷载部分，在示意图上指认每一类荷载，反复对比静荷载与活荷载核心区别。讲完知识点后出示随堂选择题，留出思考时间，邀请学生作答，针对答案详细解析，点明易错点。讲解地质水文条件，结合剖面图讲解冰冻线、地下水、地震波纹带来的破坏，逐条讲解对应的工程解决措施。讲到人为因素，结合现实火灾、噪音扰民的生活实例，讲解构造防护的实际意义。讲完全部五类影响因素后，布置小组讨论任务，规定讨论时长。在教室巡回走动，参与各个小组交流，及时引导，防止讨论跑题。讨论结束，邀请 23 组学生代表发言。对发言当中正确的观点予以肯定表扬；回答有漏洞的地方，及时补充修正，回归知识点总结。讲解建筑技术、经济、艺术因素时，结合装配式建筑图片拓展行业现状，纠正学生 “造价越低越好” 的片面想法，强调技术、经济、美观三者协调统一。授课过程持续观察学生听课反应，发现多数学生面露困惑，就放慢讲课节奏，更换通俗实例再次讲解。 认真听讲，做好课堂笔记；完成随堂选择题；小组合作开展讨论；小组代表发言；结合示意图理解抽象工程概念。 采用图示、案例、习题、小组讨论多种教学手段落实教学重点，将抽象理论结合生活实例，突破教学难点，避免学生机械死记硬背。 学 习 新 知（20分钟） 建筑构造四项设计原则。第一，满足建筑使用功能要求，实现保温隔热、防潮防水、隔声防震、节能环保等功能；第二，有利于结构安全，保证地基稳固、梁柱牢靠、墙体稳定，建筑坚固耐久；第三，适应建筑工业化需要，推广标准化预制构件，工厂生产现场装配，发挥数字建造优势；第四，满足建筑经济综合效益，兼顾建造、运维、维修全周期成本，就地取材节约资源。 2. 建筑模数：基本模数 M=100mm；导出模数分为扩大模数、分模数。构配件三种尺寸：标志尺寸（设计模数尺寸）、制作尺寸（加工生产尺寸）、实际尺寸（成品真实尺寸），完成对应随堂选择题训练。 3. 建筑分类：住宅建筑高度大于 27m 为高层建筑，大于 100m 为超高层建筑；大量性建筑数量多分布广，如住宅、幼儿园；大型性建筑规模宏大数量少，如体育馆、机场航站楼，完成课堂判断题练习。 4. 知识梳理：展示思维导图，串联本节课全部知识点，点明本节是整本教材的纲领，后续墙体、楼地层、屋顶学习都要以此作为理论依据。 教师逐条讲授四项设计原则，配合建筑剖面图，指明保温层、防水层、隔声构件位置，讲解各个构造实现的功能。讲解结构安全时，开展课程思政，渗透工程安全责任意识，告诉学生建筑构造设计直接关系人身财产安全。讲解建筑工业化，对比预制装配和现浇施工的优势，介绍数字建造在现代工程当中的应用。讲解经济综合效益，着重强调建筑不能只看建造成本，后期运维开销同样需要纳入设计考量。讲解模数知识点，把标志尺寸、制作尺寸、实际尺寸做对比辨析，讲完出示随堂选择题，统计学生答题情况，反复强调易混淆知识点。讲解建筑高度、建筑规模分类，出示判断题，核对学生答案，解析错误选项。知识点讲授完毕，投影完整思维导图，带领学生系统复盘本节课全部内容，着重强调本节课纲领地位，建立本节课和后续章节知识关联。授课中时刻关注学生听课状态，鼓励学生举手提出疑问，现场解答学生疑惑。 记录课堂笔记；完成课堂习题；跟随思维导图回顾知识点，提出疑问。 掌握本节课核心考点，借助思维导图搭建完整知识框架，通过课堂习题攻克构件三种尺寸这一教学难点。 课堂 总结（2分钟） 整体回顾本节课核心内容：五大建筑构造影响因素；四项建筑构造设计原则；静荷载、活荷载区分；模数体系以及构配件三种尺寸；住宅建筑高度划分、大量性与大型性建筑概念。再次强调本节课的纲领地位，鼓励学生在生活当中观察建筑，运用课堂所学知识分析房屋构造。留出时间供学生提出遗留疑问。 布置下节课任务（1分钟） 布置下节课任务（1分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（1分钟） 1.简述建筑构造设计的四项基本原则。 2. 民用建筑按照规模分为大量性建筑和大型性建筑，请分别举例说明。 板书 设计 1.4 建筑构造的影响因素和设计原则 一、建筑构造的影响因素 1. 外界因素 ①荷载：静荷载（构件自重）；活荷载（人、家具、风雪、地震） ②自然气候：日晒、温度、雨水→防水、保温隔热 ③地质水文：土质、地下水、冰冻线、地震→地基、抗震防冻 ④人为因素：防火、防爆、防腐、降噪 2. 建筑技术因素 材料、工艺、机具；建筑工业化：预制装配式、现浇 + 预制结合；数字建造 3. 经济因素 全生命周期成本；就地取材，利用工业废料 4. 艺术因素：技术与建筑美观统一 5. 使用者 + 绿色建筑：方便、舒适、安全；健康建材、采光通风 二、建筑构造四项设计原则 1. 满足建筑使用功能要求（保温、防水、隔声、节能） 2. 必须有利于结构安全（地基稳、梁柱牢、墙体稳） 3. 适应建筑工业化需要（标准化、预制装配） 4. 满足建筑经济综合效益（建造 + 后期运维成本） 三、建筑模数与构件尺寸 1. 基本模数：导出模数：扩大模数、分模数 2. 构件三种尺寸 标志尺寸（设计尺寸）、制作尺寸（加工）、实际尺寸（成品） 四、建筑高度划分（住宅） ＞27m 高层建筑 ＞100m 超高层建筑 副板书（黑板右侧，随讲随写） 易混概念笔记 大量性建筑：住宅、幼儿园、学校、中小型厂房 大型性建筑：体育馆、机场航站楼 随堂易错点： ✅静荷载：构件自重 ✅活荷载：人、家具、风雪 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次授课内容是《建筑构造》项目一当中纲领性的一节课程，后续墙体、楼地层、屋顶等所有构件构造的学习，都建立在本节课的理论基础之上，地位十分关键。本节课采用大量图片、工程示意图、生活化案例、讲练结合、小组讨论的教学模式，契合中职建筑专业学生具象思维为主的认知特点，降低专业理论课程的枯燥感，充分调动学生课堂积极性。从课堂实际效果来看，绝大多数学生能够理解建筑构造五大类影响因素，熟记四项设计原则，能够正确区分静荷载与活荷载，小组讨论幼儿园建筑案例的时候，学生参与热情较高，大部分同学可以联系使用者安全需求说出圆角防护、木护壁的设计用意，三维教学目标基本达成。同时课堂也暴露出一些现实问题。第一个突出难点：标志尺寸、制作尺寸、实际尺寸三个概念抽象，即便课堂已经配合习题反复讲解，仍然有一部分学生容易混淆三者的含义，只会死记定义，不能够结合构件加工场景理解三者的区别。第二个问题，小组讨论环节，少数小组出现讨论跑偏的现象，个别性格内向的学生参与度低，只听不说，没有真正投入思考；课堂时间有限，留给学生思考拓展的时间不足。第三，部分学生可以背诵四项设计原则条文，但是很难把原则和后续构件构造建立关联，只是孤立记忆知识点，没有真正理解本节课纲领性的作用。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 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