面向協(xié)同化的建筑學(xué)專業(yè)數(shù)字化設(shè)計教學(xué)研究

黃 欣

(同濟大學(xué)浙江學(xué)院，浙江 嘉興 314051)

1 引言

自計算機誕生以來，數(shù)字技術(shù)就開始影響建筑學(xué)的發(fā)展，無論從設(shè)計過程，建造過程，到最終的成果的形式等方面都有深遠地影響。 尤其數(shù)字技術(shù)在最近20年的高速發(fā)展，已經(jīng)對各行業(yè)的工作方式、思維模式產(chǎn)生了根本性的影響。數(shù)字技術(shù)在建筑學(xué)方面的推動更為迅猛。數(shù)字技術(shù)涵蓋的方面很多，它已然成為一個專業(yè)領(lǐng)域。

隨著國家科技創(chuàng)新戰(zhàn)略的提出，越來越多的省市開啟了建筑“智”造的議題。高校作為未來建筑“智”造的人才儲備和輸送平臺，以及面向數(shù)字化科技創(chuàng)新的科學(xué)研究力量，開展面向協(xié)同化的建筑學(xué)專業(yè)數(shù)字化設(shè)計教學(xué)與研究勢在必行。數(shù)字化建筑教學(xué)研究的緣起如圖1所示。

圖1 數(shù)字化建筑教學(xué)研究的緣起示意圖

2 研究現(xiàn)狀

數(shù)字技術(shù)的教學(xué)工作在我國的高等院校已開展，如清華大學(xué)和同濟大學(xué)已經(jīng)進行了數(shù)字技術(shù)教學(xué)方面的探索。但是如何理性地看待數(shù)字技術(shù)，從理論的角度教授數(shù)字技術(shù)的概念和知識，發(fā)掘出數(shù)字技術(shù)在各個領(lǐng)域的教學(xué)潛力，這方面的教學(xué)研究還處于初級階段。

相關(guān)的數(shù)字技術(shù)的實踐類教學(xué)已經(jīng)開展很多，如在各個高等學(xué)校教授Rhino、Revit、Grasshopper、AutoCAD、Photoshop等數(shù)字技術(shù)相關(guān)的軟件的實際操作能力。但是如何將數(shù)字技術(shù)上升到理論的高度，自上而下的認(rèn)識數(shù)字技術(shù)的理論框架、歷史、概念、知識和對建筑學(xué)帶來的影響，這方面的課程在國內(nèi)非常少。因此本次教改項目的內(nèi)容就是探索一種數(shù)字技術(shù)的教學(xué)模式，以多種形式的教學(xué)方式理論性的教授數(shù)字技術(shù)和建筑學(xué)的關(guān)系。

協(xié)同化是數(shù)字技術(shù)在建筑學(xué)專業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中非常重要的優(yōu)勢。因此，數(shù)字化建筑教學(xué)中的一個核心內(nèi)容就是研究數(shù)字教學(xué)在跨專業(yè)、跨年級學(xué)生中如何形成良好的對接、有效的交流，形成更具廣度的系統(tǒng)的知識體系和多維度的專業(yè)融合。教學(xué)體系建設(shè)的總體目標(biāo)是使學(xué)生的學(xué)習(xí)具有更強的靈活性和更廣泛的應(yīng)用性。

特色化數(shù)字技術(shù)人才有著廣泛的市場需求，數(shù)字化教學(xué)的領(lǐng)先性、普適性、應(yīng)用性對建筑學(xué)的教學(xué)有重要意義。尤其是對于應(yīng)用型本科教育的大學(xué)，開展適合市場需求的特色課程對學(xué)生就業(yè)有重要意義。特色化數(shù)字技術(shù)教學(xué)有利于學(xué)生在競爭中形成自身知識結(jié)構(gòu)的特色，形成專業(yè)優(yōu)勢。其影響力不僅涵蓋建筑學(xué)各專業(yè)，同時也可以輻射到全校相關(guān)領(lǐng)域的學(xué)生。

3 研究內(nèi)容與目標(biāo)

數(shù)字化課程體系建設(shè)計劃開設(shè)數(shù)字技術(shù)的系列課程，既有針對全校的公選課，也有針對不同年級的建筑學(xué)學(xué)生的專業(yè)課。如何將數(shù)字化課程和建筑設(shè)計專業(yè)課有效的結(jié)合，形成優(yōu)勢互補，促進學(xué)生的學(xué)習(xí)，達到良好的教學(xué)效果，并適度地引導(dǎo)學(xué)生加強對專業(yè)協(xié)同的認(rèn)知是本次教改項目的主要思路。

在這個主要思路下，一共有兩方面的考慮，首先考慮如何結(jié)合，如何教學(xué)，采用何種手段、方式、方法，在培養(yǎng)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的同時，達到知識的有效傳遞。其次需要考慮的是數(shù)字技術(shù)對于建筑學(xué)的影響雖然是多方面的，但是最終的成果是可觀察的、可觸摸的、可感覺的；也就是說在感性的方面培養(yǎng)學(xué)生對于數(shù)字技術(shù)的認(rèn)識和認(rèn)知，這是建筑學(xué)教學(xué)有利的一面(圖2)。

圖2 與特色專業(yè)學(xué)科架構(gòu)相結(jié)合的數(shù)字化教學(xué)目標(biāo)示意

改革的內(nèi)容主要有以下5方面。

(1)整合優(yōu)化原《數(shù)字生成建筑》《數(shù)字城市建筑賞析》《數(shù)字化建筑設(shè)計應(yīng)用》三門課程的內(nèi)容。形成簡明扼要的數(shù)字技術(shù)理論學(xué)習(xí)框架，一方面強調(diào)數(shù)字化學(xué)習(xí)的方法、學(xué)科的邊界以及外延；另一方面?zhèn)戎貒鴥?nèi)外最新的理論前沿。使學(xué)生對數(shù)字化的理論有總體的把握。

(2)利用豐富的線上資源進行拓展，形成線上-線下混合教學(xué)。平臺課面向全體學(xué)生；專題培訓(xùn)課面向有深造需求的學(xué)生，夏令營等數(shù)字與建造結(jié)合的混合課程面向?qū)嵺`創(chuàng)新型學(xué)生，形成多層次的教學(xué)。

(3)強調(diào)數(shù)字化理論課程和建筑設(shè)計課的協(xié)同。理論-實踐相結(jié)合的教學(xué)思路，以深入淺出的方式教學(xué)，讓學(xué)生在感性而直接的滲透式學(xué)習(xí)中，理解理論知識。達到理論與實踐的結(jié)合。

(4)適當(dāng)將基于BIM的專業(yè)協(xié)同方法納入教學(xué)內(nèi)容。

(5)與實踐創(chuàng)新類課程結(jié)合，加強從理論到實踐的應(yīng)用能力培養(yǎng)。在專業(yè)課、實訓(xùn)課、大學(xué)生創(chuàng)新項目、畢業(yè)設(shè)計等實踐類課程中嵌入數(shù)字化課程的教學(xué)成果，形成理論與實踐的有效連接(圖3)。

圖3 數(shù)字化教學(xué)框架

4 實施方案

吸取國內(nèi)外相關(guān)院校經(jīng)驗、結(jié)合地方人才需求、順應(yīng)國家行業(yè)發(fā)展趨勢，同時依據(jù)建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生自身特點，面向當(dāng)前“寬口徑”的學(xué)生培養(yǎng)模式，形成一套獨具特色的教學(xué)體系是非常有現(xiàn)實意義的。

針對以上目標(biāo)，對數(shù)字化課程體系做了一些調(diào)整。

4.1 理論型課程結(jié)構(gòu)的調(diào)整

4.1.1 加強課程間的銜接、過渡

對重要知識點進行不同方式的“疊加式”學(xué)習(xí)。

4.1.2 強調(diào)協(xié)同性

梳理各課程之間的層次性，并對內(nèi)容進行整合。保持并突出各理論知識自身的特點和形成各知識點的特色教學(xué)線索，同時強調(diào)重要知識點在實踐應(yīng)用中的交叉、融合。是數(shù)字化系列課程起到專業(yè)間協(xié)同和跨專業(yè)協(xié)同的紐帶作用(圖4)。

圖4 數(shù)字化協(xié)同教學(xué)示意圖

4.1.3 開放式的數(shù)字化理論教學(xué)體系

改變傳統(tǒng)的封閉式教學(xué)方式，與數(shù)字化的實踐課程、建筑設(shè)計課、建筑構(gòu)造課、歷史建筑保護等課程相結(jié)合。開發(fā)出現(xiàn)場教學(xué)、聯(lián)合作業(yè)展及教學(xué)交流、公開講座等多手段課外學(xué)習(xí)模式，改變對晦澀理論的照本宣科式的學(xué)習(xí)方法，強調(diào)課外學(xué)習(xí)流程設(shè)置的靈活性、豐富性。

4.1.4 聯(lián)合教學(xué)

通過一定數(shù)量的聯(lián)合教學(xué)、聯(lián)合交流，加強專業(yè)間、以及專業(yè)內(nèi)部不同年級之間師生的交流互動。體現(xiàn)以BIM為代表的數(shù)字化平臺的協(xié)同性特征，促進學(xué)生對多專業(yè)協(xié)作和信息共享的理解。

4.2 線上資源的整合利用，形成線上—線下協(xié)同的多層次教學(xué)

利用豐富的線上平臺資源(智慧樹、超星爾雅等)，以及專題類的視頻課，為傳統(tǒng)線下課程提供互動、補充，通過教師引導(dǎo)，形成學(xué)生自主選擇、機動學(xué)習(xí)的多層次教學(xué)環(huán)境。同時帶動學(xué)有余力的學(xué)生參與跨院校學(xué)習(xí)，形成線上-線下、理論-實踐結(jié)合的混合教學(xué)。

4.3 與實踐創(chuàng)新類課程的協(xié)同教學(xué)

4.3.1 強調(diào)“新”

把國際最新、最前沿的趨勢作為重點進行介紹——提升學(xué)生眼界、興趣，使理論學(xué)習(xí)起到“高屋建瓴”的作用。數(shù)字化作為信息化時代的新領(lǐng)域，知識更新快，學(xué)生在未來的從業(yè)過程中仍需要不斷學(xué)習(xí)、更新知識是其重要特點。因此，提高學(xué)習(xí)興趣、掌握學(xué)習(xí)方法、提高學(xué)習(xí)能力，使學(xué)生在課余和未來的工作中有著更強的自我更新知識能力比讓學(xué)生在課堂記住具體的理論細節(jié)更具有現(xiàn)實意義。通過調(diào)整教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)結(jié)構(gòu)，把國際新動向、國內(nèi)外相關(guān)領(lǐng)域的最新研究方法、思考方法和理論應(yīng)用方式，作為重要的教學(xué)“節(jié)點”，以視頻、圖像和生動案例的方式進行課堂呈現(xiàn)。

4.3.2 強化直觀感受，提高理論知識的有效傳遞

通過現(xiàn)場教學(xué)、多媒體展示、教學(xué)展覽等多種手段提高數(shù)字理論學(xué)習(xí)的趣味性、可感知性。使得理論學(xué)習(xí)變得“可知、可思、可感、可行”(表1)。借助數(shù)字化建筑理論自身的可感知特點，增加教學(xué)中學(xué)生的感性認(rèn)識。加深對知識的理解。

表1 多層次教學(xué)形式比較

4.3.3 互聯(lián)網(wǎng)+的教學(xué)模式

此系列課程不僅有教師的課堂講授，還有互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)支撐下的網(wǎng)絡(luò)師生互動，以及現(xiàn)場教學(xué)和調(diào)研。教師通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)布課外學(xué)習(xí)內(nèi)容，批閱學(xué)生作業(yè)，加強了師生的互動。

4.3.4 與實踐類課程的結(jié)合

形成與設(shè)計競賽、大學(xué)生創(chuàng)新項目、畢業(yè)生設(shè)計院實習(xí)、畢業(yè)設(shè)計等實踐類課程的廣泛結(jié)合和交融。

圖5 基于BIM教學(xué)的畢業(yè)設(shè)計成果

5 結(jié)語

以聯(lián)合教學(xué)、現(xiàn)場教學(xué)、公開講座、展覽交流等教學(xué)法加強課程間、師生間、專業(yè)間的交流，打破傳統(tǒng)理論教學(xué)的單向性知識輸出方式，針對具體培養(yǎng)目標(biāo)，提高課程的應(yīng)用性、實踐性。教師在有限的課時中設(shè)計與當(dāng)代熱點、專業(yè)難點，以及學(xué)生未來實習(xí)、實踐工作中最重要的能力相關(guān)的“問題”，引導(dǎo)學(xué)生在“提出問題”-“解決問題”的過程中，將課堂所學(xué)“活學(xué)活用”，增加與學(xué)生的互動，引導(dǎo)學(xué)生將理論命題進行實際應(yīng)用。

數(shù)字技術(shù)已經(jīng)滲透到人們工作和生活的方方面面，可以預(yù)見數(shù)字技術(shù)對于學(xué)生今后未來的工作和生活密不可分，起著關(guān)鍵的作用。如何系統(tǒng)地和理論性地認(rèn)識和理解數(shù)字技術(shù)對于學(xué)生來說是十分重要的，可以幫助學(xué)生在今后的工作和生活中有意識地學(xué)習(xí)和使用數(shù)字技術(shù)，為他們的未來打下堅實的基礎(chǔ)。