SketchUp草圖大師在房屋建筑學課程教學中的應用

朱嘯寅

摘 要：房屋建筑學課程是比較抽象難懂的，而SketchUp草圖大師軟件的應用可以克服和解決傳統教學過程中的許多難點問題，從而更好地激發學生學習積極性，有效地提高教學質量。

關鍵詞：房屋建筑學；傳統教學；難點問題；SketchUp草圖大師

房屋建筑學是土木工程、工程管理等專業學生必修的一門專業基礎課，主要是對建筑設計的基本知識、建筑的構造組成、各構件的相互關系、建筑空間的受力問題以及建筑的構造技術等的學習。

教材的內容以文字為主，其中有大量的國家規范和標準以及相關解釋。雖然配有一定的插圖和圖例，但是存在著圖像模糊、內容陳舊、與實際工程脫節等諸多問題。在平常的教學課程中，雖然通過PPT教學，增加了大量的圖片甚至視頻進行補充和支持，但是非建筑學專業的學生的空間想象能力較差，無法順利地將平面圖形轉化為空間立體圖像予以理解。而建筑構造部分的內容對于學生來說，更是枯燥乏味，難以理解。

因此，在有限的學時內，怎樣使學生在理解的基礎上，掌握和運用房屋建筑學的相關知識，是需要我們教學工作者去用心思考的。其中，通過3D繪圖軟件的應用，將二維圖片轉換為三維立體圖形則是最直接和有效的方法之一。

一、SketchUp軟件的定義和特點

SketchUp又名“草圖設計大師”，是目前唯一專門針對設計過程而研發的專業設計軟件，近幾年在建筑設計中得到了廣泛的應用。相對于3DMAX和犀牛等3D設計軟件，其具有以下特點：

（1）安裝方便。該軟件于2006年3月15日被Google收購后，成為免費軟件，而不到50MB的源程序，使得其可以通過U盤攜帶，在上課前用不到1分鐘的時間便可安裝完畢進行教學。

（2）上手容易。只要掌握推拉、線條繪制等幾個基本命令，就可以簡單操作軟件。對于非建筑學的學生來說，課后可以自己操作，從而加強他們對相關圖形的理解。

（3）使用簡便。草圖大師可以迅速地在三維和二維之間進行雙向轉換，加上全方位轉動和“相機位置”等功能鍵，教學時通過實時演示和交流，可以更好地開發學生空間想象能力。

（4）模型豐富。草圖大師有著豐富的網絡3D模型庫，可以根據課程需要，下載各種相關建筑模型用于教學。

二、SketchUp軟件在房屋建筑學課程中的具體實踐手段

通過教學實踐，以趙西平主編、中國建筑工業出版社出版的《房屋建筑學》為例，筆者認為可以從以下多個方面結合SketchUp軟件來進行房屋建筑學課程的教學。

1.建筑設計教學方面

（1）建筑平面設計章節教學。可以將AutoCAD軟件和草圖大師相結合。首先通過AutoCAD軟件繪制建筑平面圖，再通過草圖大師繪制成3D形式。講解的時候，先從CAD平面入手，同時結合3D模型，給學生以直觀感受，使其充分體會空間的量、形、質的區別。例如介紹輔助空間廚房布置方式時，可以由書本上的圖繪制圖帶尺寸的CAD圖，再繪制3D模型，通過詳細尺寸的解說和3D模型演示，使得內容易于理解（圖1）。

（2）建筑剖面設計章節教學。可以利用草圖大師的剖切轉換功能，對建筑剖面進行講解，通過人物模型和尺寸標注，讓學生更好地分析和理解空間的豎向特性。例如，在室內空間比例關系一節中，運用高低對比手法，將次要空間頂棚降低，突出主要空間的高大。單從書本圖片看不出具體效果，如果通過繪制室內空間模型，以第一人稱的視角來進行動畫演示則可以給學生一種身臨其境的感受，從而使其更直觀地理解這種設計手法（圖2）。

（3）建筑體型和立面設計章節教學。本章節著重研究建筑物的體量大小、體型組合、立面及細部處理等。相對于大量的圖片，草圖大師在本章節能發揮更大的作用。具體手法有：①結合書本例子，繪制簡單空間體塊去講解建筑構圖和體型設計的原理要點，例如，3D模型的建立使學生很容易就理解不對稱均衡構圖的意義和效果（圖3）；②利用草圖大師的3D模型庫網絡共享功能，直接從網上獲現成的代表性建筑3D模型，如印度泰姬陵、巴黎凱旋門、紐約肯尼迪機場候機樓，等等。再通過草圖大師的轉動和相機位置功能，從多個角度去體會建筑的構圖規律（圖4）。

2.建筑構造教學方面

（1）建筑構造篇章中需要講解大量的構造大樣圖，只通過圖片教學學生很難想象和理解，而室外工程考察實習的機會又少之又少。這種情況下，可以通過草圖大師繪制構造大樣圖加強理解，如各種基礎形式、變形縫、水落管接口、保溫層構造、玻璃幕墻節點，等

等。

（2）通過草圖大師的建模，將建筑進行組裝和拆卸，讓學生更好地理解從外部無法看到的內部構造。如在《樓梯與電梯》的章節中，樓梯構造知識點是教學的難點和學習的重點。對于樓梯上下箭頭的標注、平面圖剖切符號的標注位置等，如果學生沒有從空間上去理解，最終畫出的圖往往都是錯誤百出。而草圖大師建好樓梯模型之后，通過水平和豎向的剖切作圖（圖5），學生很容易就能夠理解樓梯間平面和剖面的相互關系。

實踐證明，在后期的課程設計過程中，用草圖大師講解過樓梯構造的班級相對于其他班級，錯誤要少得多。

（3）通過草圖大師的現場操作演示，解決一些通過平面圖無法想象或者理解的建筑形體，比如等坡屋頂的平面形式，無論屋頂坡度是多少，平面圖上屋脊都是45度的交角。課堂上可以在草圖大師中繪制簡單的四坡屋頂（圖6），通過移動命令上下拉升正脊，使得屋頂坡度多個角度進行變化，再結合“頂視圖”視角，最終使學生掌握和理解相關概念。

三、注意事項

（1）草圖大師教學不宜過多，應該在教學過程中結合難點和重點適當地穿插。過多地應用則容易影響教學進度，畢竟課時有限。

（2）如果學校硬件落后，大而復雜的3D模型可能運行不順暢，必要時需要教學工作者自帶筆記本電腦來提高上課效率。

（3）教學人員須熟悉草圖大師軟件，并且在課前根據上課需要和書本內容繪制和查找相關模型，甚至做相關的演示動畫，才能最終在課堂上得心應手。

房屋建筑學課程是比較抽象難懂的，而草圖大師軟件所做的模型具有真實和直觀的特點。該軟件的靈活應用可以克服和解決傳統教學過程中的許多難點問題，是傳統教學方式的一個重要補充，并且可以貫穿于整個房屋建筑學課程的教學中，而不是簡單個別章節，從而更好地讓學生喜歡上房屋建筑學這門課程，因感興趣而學，而不是因考試而學。

參考文獻：

[1]杜 潔. SketchUp草圖大師在園林制圖教學中應用的探討[J].安徽農學通報，2009（16）：240—241.

[2]王養坤.SketchUp建模在《房屋建筑學》課程教學中的運用[J].四川建材，2010（04）：69—70.

[3]劉 莉，范 升.《房屋建筑學》課程教學改革探討[J].濰坊學院學報，2012（06）：97—98.

（作者單位：福建工程學院建筑與城鄉規劃學院）