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学科交叉背景下的教学综合体设计研究

2025-09-07 64 上传者：管理员

摘要：随着高等教育模式的革新与学科交叉需求的深化，传统教学空间难以满足现代教育的多元诉求。教学综合体作为学科交叉的物质载体，需通过空间重构、功能复合及技术创新，实现教育资源的整合与协同。本文以国内外多所高校教学综合体作为研究对象结合建筑学、教育学及社会学理论，从空间组织、功能配置、技术支撑等维度归纳学科交叉背景下的教学综合体设计方法与要点，旨在为未来教学综合体的创新提供参考。

关键词：
学科交叉
教学综合体
空间组织
空间设计
高校教学建筑
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1、学科交叉的发展及教学空间的不足

1.1学科交叉的发展历史

科学的发展伴随着学科间的不断分化及融合发展,学科融合与交叉是科学研究取得突破性进展的重要途径｡随着工业革命对科学的推动,独立院系的产生,传统学科边界逐渐显露局限性,而学科交叉便是打破学科边界局限性的方式｡我国高等教育发展也在国家政策导向下,重视交叉学科建设,并在2021年正式将“交叉学科”列为第十四个学科门类｡

高校校园空间作为承载知识活动的主要场所也有了更高的要求,不同学科与专业的人群需要更为密切的交流与合作｡因而探讨教学空间模式如何适应学科交叉的发展是高校建筑空间研究的重要课题｡

1.2现有教学空间存在的问题

教学空间的发展与教育理念､社会需求也有着密切的联系,回顾教学空间的发展历史大致可分为以下几个阶段,强调秩序和中心的古代书院与修道院模式､工业化发展下的标准化长廊､现代主义对功能模块的强调｡而随着时代的发展,教育理念从“授课”转向“研究”的学科不断交叉的教育发展背景下,强调功能的教学空间也有着许多的不足｡

1.2.1功能单一,缺少复合空间

校园规划中也常常将生活､教学区独立划分,学生前往每个空间都带有目的性,各楼栋之间独立使用互不关联｡而独立空间下的独立授课模式带来学科间的隔阂及不同专业学生直接交流的可能性降低,现有建筑的功能与跨学科研究所需的多样且灵活的空间不适配,无法满足跨学科交流所需的交叉实验､研讨､设备辅助等需求｡

1.2.2模式固定,缺乏交流场所

常规的教学建筑设计强调使用率,在追求这种“高效率”的集约教学楼中,师生之间的联系会在物理空间中被切断,而实际上一些“浪费面积”的放大走道､中庭等交通空间都是产生交流的重要场所｡这类场所中也会创造出更多非正式交流,带来学科交叉发展的可能｡

1.2.3形式滞后,与发展模式脱节

固定功能的建筑往往无法满足高速发展背景下的教学需求,建筑需要提升其适应性,以灵活的空间可能性去面对未来的发展｡学科交叉背景下,教学综合体需突破传统学科的物理与认知边界,构建开放､共享､灵活的空间体系｡

2、教学综合体的发展

“综合体”的概念最早出现在“商业､餐饮､住宿､办公”等多功能融合的建筑中,而高校研究综合体类建筑多指高等校园中以教学､科研相关属性用途为主,并集办公､会议､展览等多功能于一体的综合性建筑｡它是“开放综合型”教学空间模式的载体,通过创造一种集约的混合模式,来整合教学､交流､科研等研究使用空间｡

近些年我国各地新建或改建了大量以“知识创新”为背景的研究型大学,以及“产教研”一体的教学实践模式建筑,在科技进步及政策支持的背景下,高校研究综合体类建筑的建设也迎来了新的发展时期｡但是,目前我国高校综合体类建筑设计研究对学科交叉使用需求的关注较少｡因此,探究高校研究综合体类建筑如何营造利于学科交叉发展､促进校园科研创新､满足师生跨学科交流需求的空间策略,具有一定的研究价值｡

3、学科交叉发展影响下,教学综合体建筑空间的设计策略

通过对现有教学空间不足及学科交叉所需空间的分析,结合现有教学综合体实例,笔者总结出以下几点设计策略,分别是空间连续性,多功能复合,使用的灵活性以及建筑的适应性和可持续发展｡

3.1建筑空间在水平及垂直维度的连续性

学科交叉的核心在于减少学科的壁垒,产生更多的交融的地带,因而空间物理界限的消解,连续空间的设计在教学综合体中显得尤为重要｡

开放及连续的空间设计在综合体上首先体现为巨构的环形设计,其中西湖大学､西交利物浦大学太仓校区､香港科技大学(广州)均采用了巨构式的环状建筑形态,打造多层次空间的连续性｡连续的“学术环”串联起了各个学科的学科楼,打造出一条去中心化的学术走廊,在这个走廊上,引导发生多学科间偶发的相遇｡与传统的点式､线性式､分叉式教学楼平面相比,超大尺度环状教学综合体结构在保持自身连续性的同时,与周围建筑紧密相接,完整串联起各个层级的功能空间,形成综合而扁平的空间组合｡

如西湖大学采用了一个直径300m的圆环串联生物､医学､自然科学和工程学院,形成一个完型的“学术圈”｡西交利物浦大学太仓校区7栋U形的学院建筑沿水系而建,通过一个长一公里的圆环“学习超市”将中部串联起来,形成一座巨型的综合体｡完整的圆环限定了一个内外明确的空间,每个学院都有独立的触媒与城市接触,又通过圆形的“学术圈”相互之间联系紧密｡

港科大(广州)在学科教学上不同于传统的学科及学院划分,引入了“功能､系统､信息和社会”四大枢纽这一学术架构,其核心是以探索为向导,以找出问题､解决问题为目标,利用涵盖自然科学和人文科学等多个学域的融合学科模式进行学习和探索｡独特的教学理念带来独特的建筑形式｡校园呈两翼展开,八座研究及实验室建筑通过连续的弧形连廊连接,形成一个宏伟校园“城市”空间,走廊成了东西和南北轴线上拓展开发的纽带｡这些建筑连接了校园的多个功能业态｡

除了水平延伸连接的建筑形式,在高密度城市背景下,垂直维度的连续性设计也是教学综合体设计适应跨学科交流的重要方式｡垂直维度的连续性设计主要体现在跨楼层的贯通设计､楼层的消解及串联､垂直维度的空间的组合(功能咬合及嵌套等)等方面｡并通过这些方式创造出了流动､交流的空间区域,为学科的交叉交流活动提供了必要的环境｡

表1水平延伸式的教学综合体

香港理工大学西九龙校区专上学院通过对不同学院功能体块的堆叠,堆叠出的功能组合之间又形成了贯通的灰空间,结合空中绿化景观,打造出各层之间视线的连续,创造出多学科交流的可能性｡

纽约新学院大楼则是利用立面可见一条贯通楼梯,将楼层的概念消解,并串联连接起各层不同功能的学院空间,结合垂直维度的交通,打造出多层级的交流空间｡

而上海纽约大学前滩校区则在两者的基础上采用更加丰富的垂直连续手法｡从三维空间出发,采用竖向堆叠,体块嵌套咬合的布局形式,将所有的功能和学科垂直堆叠穿插,水平互联互动,在立体维度上形成了一个多样化的协作空间环,实现在有限城市空间中的综合性教学建筑设计｡流线上的功能复合带来多种非正式交往空间的可能性,一定程度上消解了学科之间的空间限定｡同样,空间咬合的手法也体现在其建筑立面上,针对不同功能的模数差异,对立面精细化设计,打造独特的韵律,丰富的城市界面｡以设计的力量避免学科孤岛,推动学科交叉的发展｡

3.2多功能整合的复合设计

多功能的复合设计这意味着教学综合体不仅是教室,而是以科研教学为核心的,涵盖研讨交流､实验､会议办公､展示展览､阅览､餐饮,甚至娱乐､体育锻炼等功能的综合性空间｡教学综合体增设相关配套空间有利于创造师生之间更多的非正式交流环境｡如西湖大学､西交利物浦大学在完形的“学术环”中将一定的面积分配给学术交流､咖啡轻餐饮等空间,创造一个连通整体的放大交通空间｡而港科大(广州)在校园中心设置了多个圆形体块,利用交通廊道连接这些体块,创造出很多自定义的公共空间,这些都在一定程度上创造了更多学科交融的可能性｡

表2垂直连续空间设计

其次,多功能复合设计还体现在“产学研”的结合上｡通过联合实验室､创客中心等功能模块,构建“教学—研发—生产”一体平台,强化理论与实践融合｡

港科大(广州)采用的“探索导向”式学习模式,在学习过程中,不同专业的学生组成多人的团队,结合专业特长,深入学习探索､设计和进行产品的研发｡因而在综合体运营过程中逐步开设了红鸟创客空间,其核心理念为不同工科交叉融合､共享创造的教育理念的空间载体｡红鸟创客空间分散在教学综合体的各个区域内,由多个部分组成,例如首层设置的侧重产品展示和汇报的通高HighBay空间､各栋连接的放大连廊内设置的多学科的创客实验室,以及注重个人及小组学习,并增设相关配套的多功能studio｡它们功能各异,但利用统一的设计语言,如色彩标识的使用,几何形式的空间限定及呼应,使它们形成一个相互连接的空间群落｡

图1Highbay空间

图2创客实验室

图3红鸟studio

3.3空间使用的灵活性

不同的学科有着不同的教学模式,如部分专业需小班制授课､计算机专业对机房的需求､工科学科实践结合理论的学习模式等｡不同的学科对于空间的需求也不同｡而空间灵活性则体现在,利用灵活可变的设施配置以实现同一空间多功能可能性,这也是教学空间适应学科交叉使用的关键｡

空间的灵活性包括可移动开合的隔墙､组合式多变的家具形式和可供多功能使用的设备基础｡荷兰代尔夫特理工大学Echo的教学楼设计充分体现了空间的灵活性,在教学楼中设置了多种学习空间的模式多样化教学及学习方式,如大型报告厅､研讨区､个人学习区以及可分可合的阶梯教室｡Echo教学大楼的模块化墙体系统,可在15分钟内将700人讲堂切换为多个独立教室,满足大型授课需求､分科教学以及跨学科研讨的多重需求｡

港科大(广州)的教学综合体中的家具选择及设备配套也体现出灵活性的特点,如模块化可拼合的家具模式,通过家具的组合可适应小组讨论,授课型､个人独立学习的多种使用方式｡而将设备接口与天花吊顶的接线结合,实现空间功能的“即插即用”则进一步释放了地面空间的可能性,增加了空间的灵活性,降低了学科协作的空间门槛｡

图4可分合的教室设计

图5灵活组合家具

图6结合吊顶设置电源接口

3.4建筑空间的弹性及可持续发展

学科的发展是一个动态的过程,不断产生的新型交叉学科会对空间产生不同的需求,如计算机的发展对教室设备､网络的需求变化等｡较长的建筑寿命与快速变化的功能需求之间存在一定的矛盾,因此作为建筑师则需要在建筑设计阶段就最大化考虑其未来的弹性及可适应性｡

弹性和适应性体现在土建层面可总结为作为空间骨架的通用模数柱网,以及辅助空间组合设计｡如采用9~12m的经济适用柱网结合局部大跨度,通过调整空间尺度和布局实现不同功能实验室之间相互转换､灵活扩张与收缩｡并采用均衡的荷载设计,以适应多种实验教学形式的变化｡而辅助空间则考虑集中设置充分的管井预留条件､尺寸适宜的设备走廊,提高实验空间组织的灵活性｡如排气､设备用水排污､电气负荷等需求的预留条件｡并考虑研究型高校的科研实验空间后期因学科交叉融合等发展而改造､扩张或缩小的需求带来的设备加减条件｡弹性设计也表现在设备层面的可持续发展上,如前期结合BIM技术对设备排管的集约化设计和弹性预留,实现经济性和弹性发展的平衡设计｡

图7港科大(广州)标准柱网示意

最后可持续设计也体现在建筑自身的能耗设计上,如对建筑节能体系进行系统设计,结合光伏光电,主被动通风遮阳设计,实现建筑本身的可持续发展｡

4、总结

本文以学科交叉的发展作为研究的背景,探讨了跨学科教育体系背景下高校教学建筑空间设计的新趋势和挑战｡并以教学综合体作为研究对象,结合国内外多个实际案例的空间分析,分析了跨学科教育对教学空间的需求,提出了提出学科交叉发展影响下,教学综合体的四个设计策略;空间的连续性､多功能的复合设计､空间使用的灵活性以及空间的弹性和可持续发展｡期望未来建筑师能以动态视角回应教育变革,将跨学科理念转化为可持续的空间实践,为培养复合型人才提供更好的空间载体｡

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文章来源:沈一航.学科交叉背景下的教学综合体设计研究[J].居舍,2025,(25):102-105.