信息化技術在建筑設計類課程教學中的應用研究

尹維玲 李旭

摘? 要：信息化技術的飛速發展，從計算機及軟件應用到移動無線網絡的普及，已經深入人們的日常生活中，更深入到高等教育人才培養的教學日常中。對于傳統性特征很強的建筑學專業的設計類課程教學而言，其影響也超出了單一多媒體形式的教學方式范疇。如何把信息化技術最大化、最優化地應用到建筑設計類課程教學中，是值得探討和研究的問題。

關鍵詞：信息化技術;建筑設計類課程;教學;應用策略

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：2096-000X（2019）18-0112-03

Abstract： The rapid development of information technology， which is shown in the condition from computer and software applications to the popularity of mobile wireless networks， has deeply been affecting people's daily lives and influencing the training of higher education personnel in daily teaching. For the architectural design course with a strong traditional architectural style， its influence has far exceeded the scope of multimedia teaching methods. How to maximize and optimize the information technology to the teaching of architectural design courses is a problem worthy of discussion and research.

Keywords： information technology; Architectural design course; teaching; application strategy

一、建筑設計類課程特征分析

建筑設計類課程是建筑學專業的核心課程，從入門課程《建筑設計基礎/初步》、《建筑設計》到《畢業設計》，貫穿整個本科教育過程。該類課程的學習效果直接關系到學生的專業認知、專業技能和專業表達。

（一）理論+實踐

建筑設計類課程，包含了理論教學和實踐教學兩個部分，且兩個部分相互交叉螺旋式進行。此類課程的學習需要不斷地調查研究實例資料，系統的學習功能分區、流線組織等相關理論知識，最后通過手工草圖、建筑模型、設計圖紙等實踐方式形成實物成果。課題型教學模式要求大量的課余時間的投入和相互交流。

（二）動腦+動手

設計思維模式和動手表達能力相結合的過程，是建筑設計類課程最基礎的學習模式，它可以激發學生不斷發掘自己的創作能力。其中，對創新思想的捕捉和表達至關重要，因此傳統的手工草圖技能在設計思維階段具有很強的實用性，也是建筑學專業學生必備的專業基本功。

目前，大部分建筑類院校都以“動腦+動手”的模式引導學生學習，強調兩者相互結合的創造作模式，例如一、二年級的建筑設計類課程都以手繪草圖和設計為主。但是，隨著信息化技術在教育教學中應用的便捷性和普及性，以及社會對建筑學專業畢業生的軟件繪圖技能的需求，該類課程的學習也必將和設計類軟件的運用相輔相成。

二、信息化技術的教學應用分析

（一）信息化技術在當代教學中的應用

信息化技術在當代教學中已經普及、應用很長一段時間了，早期主要體現在多媒體電子課件的課堂應用，它能夠以更直觀、更方便地方式把知識展現給學生。在授課過程中可以輔助于動畫、視頻等動態教學展示，提高學生的學習興趣并大大減輕了老師的課堂板書時間和板書量，是一種高效的教學手段（圖1）。信息化教學手段在課堂中的應用改變了傳統的教學模式，學生不再是知識的被動接受者，可進行自主性學習[1]。近年來，隨著新媒體、新社交平臺、網絡通訊技術的飛速發展，這些新的信息化技術除了可以用在“教”上，更能應用于“學”上，從而打破了“教”與“學”時間、地點限制，全方位進入“教”與“學”的日常中。

（二）信息化技術在建筑設計類課程中的應用

隨著信息化技術的發展，一些相關的軟件應用課程已經引入建筑學專業的本科教育之中，如在課程設置中安排相關繪圖軟件課程（如CAD、天正建筑）、建模軟件課程（如SU、RHINO、REVIT）和分析效果軟件課程（如AI、ID、PS）等，為學生的建筑設計類課程的學習、交流和表達提供相關技術支持。

建筑學專業的信息類軟件教學，一般濃縮為一門《計算機輔助設計》課程開設在某一學期。以臨沂大學四年制建筑學專業為例，無論是安排在一二年級階段還是在三四年級階段，都會出現不能和建筑設計類課程配合默契[2]的問題。具體表現在：1. 若安排在一二年級開課，會干擾學生對早期建筑手工繪圖訓練的理解，且即使學習了所有軟件，有些軟件也沒有機會在該階段練習和使用;2. 若安排在三四年級，對于四年制而言，一二年級參加校外建筑設計類競賽條件不足（因競賽主辦方幾乎全部要求成果為電腦出圖），影響學生參賽的積極性和專業學習的成就感。且四年級已經開始畢業實習和設計，學生熟練掌握相關軟件的時間過于緊張，不利于畢業設計的表達質量。這種軟件學習需求與建筑設計教學安排不能同步協調，導致學生不能有效、及時地使用軟件信息技術進行學習成果的交流和表達。

三、信息化技術在建筑設計類課程中的應用策略

信息化技術在建筑設計類課程中的合理、高效應用，既能提高學生在校學習的學習效率，又能為畢業后的工作積淀一定的專業技能和軟件操作經驗。結合建筑專業建筑設計類課程特點及臨沂大學建筑學專業四年制的實際情況，對信息化技術的教學應用策略主要從以下幾個方面進行探討。

（一）多媒體技術+設計理論+課堂實時評圖

多媒體技術依然是建筑學專業教學的一種常規形式。利用多媒體技術輔助完成建筑設計類課程的理論知識、實際案例和虛擬建造等教學任務，呈現出現場無法進行實物展示的教學內容。同時，結合實物投影儀、展臺、專業教室等電子設備，對學生階段性設計作業進行課堂講評和討論，從而提高課堂教學的效果。

（二）網絡社交平臺技術+線上課程

網絡社交平臺技術最大的特點是交流不受地點時間的限制。對于在高等教育改革的背景下不斷壓縮的課堂學時而言，課下學生自學和教師課下指導成為完成課程教學的必要手段。且能幫助學生建立自學意識、提升自學能力、提高學生學習的興趣和主動性。教師與學生人手一機一網的普及，已經為課下線上學習和交流指導提供了無障礙通道。特別是基于設計課程學習的一對一指導的必要性，將網絡技術平臺引入到設計教學中來可以實現隨時隨地的“教與學”。

此外，網絡平臺技術和線上課程的相互結合，可以實現不同形式的學習、進行不同范圍的教學指導。學生可以通過圖片和文字、語音的形式，隨時隨地和同學、老師進行交流學習，及時解決學生課下設計時候遇到的各種問題，彌補了課時不足問題，保證課下課上學習的連續性，提高課程學習的效率和質量，激發學生課下學習的興趣。同學和老師還可分享彼此的學習資源，擴展信息來源、大大提高了“教與學”的效率。

（三）建筑設計類課程+軟件類課程

將設計類課程與計算機輔助類課程融合設置，兩者之間相互穿插教學，打破以往信息技術類課程與建筑設計類課程設置的相對獨立性，讓信息類技術，特別是軟件繪圖表達更好地輔助于建筑設計的學習，使得二者能夠有機結合。以臨沂大學的四年制的建筑學學制為例，學生的設計類課程尤其顯得短暫。既要在2-3年時間內讓學生掌握手繪表達設計的基本能力，又要讓他們盡快接觸和熟悉計算機輔助設計的知識，以便更好地表達和交流自己的設計，甚至參加一些建筑類的設計競賽。為此，在第2-3學期的專業的教學中，就把培養方案中單獨設置在某一個學期的《計算機輔助設計》課程內容進行拆分，植入到不同階段的建筑設計類課程中。例如在一二年級植入CAD、SKETCHUP、PHOTOSHOP等軟件內容，讓學生在掌握建筑設計的初步能力和手工繪圖表達的基礎上，就了解并簡單使用技術性表達手段。進而在一二年級就可以參加各類小規模的建筑設計大賽，提高了學生的專業學習積極性和專業實踐能力（圖2，3）。在隨后的每個學期，把天正、SKETCHUP、REVIT、PHOTOSHOP等軟件的深化教學階段性地穿插到建筑設計類課程中，形成一種無縫對接地教學模式。學生的設計能力和軟件能力得以同步提升，為各個學期的專業學習和各類競賽打下基礎。

（四）建筑設計類課程+AR/VR技術

VR是Virtual Reality的縮寫，又稱虛擬現實技術，它作為信息技術的新產物，具有沉浸性、交互性、真實性三種特性[3]。虛擬現實技術是一種能夠創建和體驗虛擬世界的計算機仿真技術，它利用計算機生成一種交互式的三維動態視景，其實體行為的仿真系統能夠使用戶沉浸到其設置的環境中。AR技術，又稱為增強現實技術，是將計算機渲染生成的虛擬場景與真實場景無縫融合起來的一種技術[4]，它通過電子設備將虛實結合的情景呈現給用戶，有助于增強學生對于建筑空間的理解。

建筑設計類課程中包含了大量的關于建筑空間體驗、建筑歷史解讀以及建筑構造展示的內容。學生無法親臨很多建筑現場，且在教室里也很難通過傳統教學的方式理解這些內容，特別是對于建筑空間的理解更為抽象。而虛擬現實技術（VR）和增強現實技術（AR）卻可以為學生提供一個良好的沉浸感（圖4，5），讓他們身臨其境的去漫游并理解建筑空間、學習建筑構造特點和原理，幫助他們去創作自己的建筑空間。它可以讓單一視線變成多維視角，提供一種虛擬場景與真實場景無縫融合的即視感，讓學生多角度、多方位的欣賞建筑、體驗空間，增強了課堂效率和學生的積極性。

（五）建筑設計類課程+3D打印

3D打印技術是近年來發展的一種新型模型技術，是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造物體的技術[5]。它不僅可以縮短模型制作時間，還可以提升模型制作的精確度，使模型、產品及零部件的建造更加高效。

3D打印技術還具有數字化、定制化、網絡化、可視化和立體化的特點。因此，在建筑設計類課程中引入3D打印技術（圖6，7），將其與計算機輔助設計類軟件（如CAD、CAM等）聯合使用，形成立體數據模型并進行打印，可以將建筑設計的復雜形體、構造節點以更簡單高效的展現出來。于雷曾指出，設計師可打印出 1：1實體構件來直觀評估其形式與功能[6]的合理性。在指導學生設計階段，3D打印技術是一種高效的輔助設計工具，它可以增加學生的空間感知，提高方案推敲（模型推敲）和交流的效率。在成果展示階段，它可以解放學生在建筑形體上的禁錮，一次成型復雜多變的建筑形體，完成學生在建筑設計過程中的奇思妙想，使建筑設計方案更具有多樣性。3D打印技術在設計類課程中的應用，可以為學生的建筑設計創意提供直觀的思路和檢驗的依據，提高學生專業創新的積極性。

四、結束語

隨著現代信息技術的快速發展，其在建筑設計類課程教學中的應用廣度也在不斷增加。合理利用信息化技術，不僅可以使建筑設計類課程的“教”與“學”的過程多樣化，也使得師生間溝通更加便捷暢通，大大提高了學生對建筑設計類課程的學習興趣和課下自學的學習效率與效果，從而真正提升高校建筑設計類課程的教學質量。

參考文獻：

[1]張翠娟，李權.過程管理與信息化教學在數控編程教學中的應用[J].當代教育實踐與教學研究，2017（4）：9.

[2]霍長平.對計算機輔助設計的再認識[J].計算機光盤軟件與應用，2014（16）：130-131.

[3]趙筱斌.虛擬現實技術及應用研究：在建筑行業中的應用[M].北京：中國水利水電出版社，2014：4-5.

[4]侯穎，許威威.增強現實技術綜述[J].計算機測量與控制，2017（2）：1-7.

[5]朱嘉輝.探究3D打印技術在建筑領域的應用及展望[J].建筑技術開發，2018（5）：77-78.

[6]于雷.三維打印技術在建筑設計中的互為反饋作用[J].住區，2013（6）：65-70.