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【实践教学】探建筑经纬 解数学玄机——“数学纹样解密”主题实践活动溯源传统建筑智慧 时间:2025年05月19日     来源: 作者:武姝廷 编辑:张璐 点击:


当勾股定理邂逅飞檐翘角,当黄金分割对话穹顶星光,一场跨越时空的数学对话在校园悄然展开。近日,数学文化赏析课程创新推出以数学纹样解密”为主题的实践活动,通过一个月的深度探究引导学生以数学的数学视角解码传统建筑融合几何学、建筑美学与文化遗产的研学之旅,让学生们在游历亭台楼阁、翻阅古籍文献中,触摸到数学原理在千年营造智慧中的精妙脉动。

校园启航:在熟悉处发现数学密码

本次活动以一场别开生面的校园建筑探秘拉开帷幕,在武姝廷老师的带领下,学生重新审视朝夕相处的校园建筑。艺术楼前,老师驻足提问看似现代的玻璃幕墙,是否暗藏古典比例学生们惊异地发现,下部三角形框架与上部黄金分割矩形的组合,刚柔相济的造型暗合三角稳定,方正持重的力学法则;转到七号教学楼,仰望整个教学楼,外圆内方的造型堪称几何悖论的实体化表达,恰似天圆地方哲学观的立体投影这场校园探秘犹如打开了一扇窗。宿舍楼九宫格窗洞的模数递增、连廊拱顶的悬链线方程、甚至甬道地砖的斐波那契铺排,都成为鲜活的教学案例。老师强调:数学不是考卷上的符号,而是凝固在砖石间的文明基因。从校园出发,才能学会用数学的眼光观察世界。

 

校园调研合影

游学结合:在文献与遗迹中寻找数学印记

带着校园探秘的启发,学生们组成六个特色研学小组,开启更深广的建筑密码破译之旅。他们或执卷研读《营造法式》,或漫步徽州古村落,将课堂所学黄金分割比例、抛物线方程、微积分等理论知识,转化为解读建筑美学密码的钥匙。 

京派建筑 京派实景

晋派建筑 晋派实景

川派建筑 川派实景

京派四合院小组发现,看似规整的院落布局暗含模数化智慧:以明间面阔为基本单位,通过等比缩放构建空间秩序,既保证采光通风,又形成韵律美感。晋派窑洞组则揭秘穹隆顶的几何奥秘——正十二边形近似圆周的巧妙设计,使穹顶在缺乏钢筋的时代仍能完美分散压力。而徽派小组的突破性发现更为精妙:他们通过解析天井空间与建筑主体的比例关系,揭示了徽派建筑中隐含的黄金分割密码——以天井开口宽度与厅堂进深之比为1:1.618的黄金比例构建空间张力场,既实现了四水归堂的雨水导流功能,又通过光影在一天中的渐变投射,在青砖白墙间演绎出动态的几何光影诗学。更令人惊叹的是,马头墙层叠的曲线轮廓竟暗合《周髀算经》中七衡六间的日月运行轨迹模型,使防火隔断功能与天人合一的宇宙观达成精妙共振。中欧建筑对比研究引发深度思考。东欧小组在圣瓦西里大教堂的洋葱顶中,解析出双曲几何的离散美西欧组则通过巴黎圣母院飞扶壁的力学建模,直观呈现三角形支撑体系的稳定性。而最精彩的跨界碰撞发生在结题汇报:当苏派园林组用拓扑学解读移步换景的造景哲学,当川派民居组通过分形几何揭示穿斗式构架的抗震玄机,那些曾尘封于《九章算术》的公式定理,突然在青砖黛瓦间焕发出新的生命。

苏派建筑 苏派实景

徽派建筑 徽派实景

欧派建筑

师生心声:当教育遇见文明传承

这次活动彻底改变了我对数学的认知来自晋派建筑组的范璧麒激动地表示原来数学不是冰冷的公式,而是藏在飞檐斗拱里的文化密码。派建筑组的刘昊泽同学则感慨:阳光在马头墙投下的阴影恰好形成黄金分割,那一刻我真正感受到了数学之美。”武老师感慨道:当看见学生用傅里叶级数描绘藻井纹样,用微积分推导斗拱承重,我真正理解了数学文化的传承之道。从榫卯接缝处的黄金分割比,到飞檐起翘的抛物线方程,学生们展现出的跨学科整合能力超出预期。

师生评价

此次实践让数学走出试卷,在榫卯接缝的阴影里、在飞檐起翘的弧线上,勾勒出中华营造技艺的函数图像。当数学公式与建筑美学相遇,迸发出的不仅是学术火花,更是对传统文化当代价值的崭新诠释——那些看似冰冷的数字与图形,实则是先民丈量天地的智慧结晶,是中华文明天人合一哲学的数学注脚。而这场始于校园的观察之旅,终将汇聚成守护文明基因的青春力量。