面向協同化的建筑學專業數字化設計教學研究

黃 欣

(同濟大學浙江學院，浙江 嘉興 314051)

1 引言

自計算機誕生以來，數字技術就開始影響建筑學的發展，無論從設計過程，建造過程，到最終的成果的形式等方面都有深遠地影響。 尤其數字技術在最近20年的高速發展，已經對各行業的工作方式、思維模式產生了根本性的影響。數字技術在建筑學方面的推動更為迅猛。數字技術涵蓋的方面很多，它已然成為一個專業領域。

隨著國家科技創新戰略的提出，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，以及面向數字化科技創新的科學研究力量，開展面向協同化的建筑學專業數字化設計教學與研究勢在必行。數字化建筑教學研究的緣起如圖1所示。

圖1 數字化建筑教學研究的緣起示意圖

2 研究現狀

數字技術的教學工作在我國的高等院校已開展，如清華大學和同濟大學已經進行了數字技術教學方面的探索。但是如何理性地看待數字技術，從理論的角度教授數字技術的概念和知識，發掘出數字技術在各個領域的教學潛力，這方面的教學研究還處于初級階段。

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

協同化是數字技術在建筑學專業領域應用中非常重要的優勢。因此，數字化建筑教學中的一個核心內容就是研究數字教學在跨專業、跨年級學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的知識體系和多維度的專業融合。教學體系建設的總體目標是使學生的學習具有更強的靈活性和更廣泛的應用性。

特色化數字技術人才有著廣泛的市場需求，數字化教學的領先性、普適性、應用性對建筑學的教學有重要意義。尤其是對于應用型本科教育的大學，開展適合市場需求的特色課程對學生就業有重要意義。特色化數字技術教學有利于學生在競爭中形成自身知識結構的特色，形成專業優勢。其影響力不僅涵蓋建筑學各專業，同時也可以輻射到全校相關領域的學生。

3 研究內容與目標

數字化課程體系建設計劃開設數字技術的系列課程，既有針對全校的公選課，也有針對不同年級的建筑學學生的專業課。如何將數字化課程和建筑設計專業課有效的結合，形成優勢互補，促進學生的學習，達到良好的教學效果，并適度地引導學生加強對專業協同的認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，首先考慮如何結合，如何教學，采用何種手段、方式、方法，在培養學生學習興趣的同時，達到知識的有效傳遞。其次需要考慮的是數字技術對于建筑學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學生對于數字技術的認識和認知，這是建筑學教學有利的一面(圖2)。

圖2 與特色專業學科架構相結合的數字化教學目標示意

改革的內容主要有以下5方面。

(1)整合優化原《數字生成建筑》《數字城市建筑賞析》《數字化建筑設計應用》三門課程的內容。形成簡明扼要的數字技術理論學習框架，一方面強調數字化學習的方法、學科的邊界以及外延；另一方面側重國內外最新的理論前沿。使學生對數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。平臺課面向全體學生；專題培訓課面向有深造需求的學生，夏令營等數字與建造結合的混合課程面向實踐創新型學生，形成多層次的教學。

(3)強調數字化理論課程和建筑設計課的協同。理論-實踐相結合的教學思路，以深入淺出的方式教學，讓學生在感性而直接的滲透式學習中，理解理論知識。達到理論與實踐的結合。

(4)適當將基于BIM的專業協同方法納入教學內容。

(5)與實踐創新類課程結合，加強從理論到實踐的應用能力培養。在專業課、實訓課、大學生創新項目、畢業設計等實踐類課程中嵌入數字化課程的教學成果，形成理論與實踐的有效連接(圖3)。

圖3 數字化教學框架

4 實施方案

吸取國內外相關院校經驗、結合地方人才需求、順應國家行業發展趨勢，同時依據建筑學專業學生自身特點，面向當前“寬口徑”的學生培養模式，形成一套獨具特色的教學體系是非常有現實意義的。

針對以上目標，對數字化課程體系做了一些調整。

4.1 理論型課程結構的調整

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”學習。

4.1.2 強調協同性

梳理各課程之間的層次性，并對內容進行整合。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線索，同時強調重要知識點在實踐應用中的交叉、融合。是數字化系列課程起到專業間協同和跨專業協同的紐帶作用(圖4)。

圖4 數字化協同教學示意圖

4.1.3 開放式的數字化理論教學體系

改變傳統的封閉式教學方式，與數字化的實踐課程、建筑設計課、建筑構造課、歷史建筑保護等課程相結合。開發出現場教學、聯合作業展及教學交流、公開講座等多手段課外學習模式，改變對晦澀理論的照本宣科式的學習方法，強調課外學習流程設置的靈活性、豐富性。

4.1.4 聯合教學

通過一定數量的聯合教學、聯合交流，加強專業間、以及專業內部不同年級之間師生的交流互動。體現以BIM為代表的數字化平臺的協同性特征，促進學生對多專業協作和信息共享的理解。

4.2 線上資源的整合利用，形成線上—線下協同的多層次教學

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，為傳統線下課程提供互動、補充，通過教師引導，形成學生自主選擇、機動學習的多層次教學環境。同時帶動學有余力的學生參與跨院校學習，形成線上-線下、理論-實踐結合的混合教學。

4.3 與實踐創新類課程的協同教學

4.3.1 強調“新”

把國際最新、最前沿的趨勢作為重點進行介紹——提升學生眼界、興趣，使理論學習起到“高屋建瓴”的作用。數字化作為信息化時代的新領域，知識更新快，學生在未來的從業過程中仍需要不斷學習、更新知識是其重要特點。因此，提高學習興趣、掌握學習方法、提高學習能力，使學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生在課堂記住具體的理論細節更具有現實意義。通過調整教學內容和教學結構，把國際新動向、國內外相關領域的最新研究方法、思考方法和理論應用方式，作為重要的教學“節點”，以視頻、圖像和生動案例的方式進行課堂呈現。

4.3.2 強化直觀感受，提高理論知識的有效傳遞

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

表1 多層次教學形式比較

4.3.3 互聯網+的教學模式

此系列課程不僅有教師的課堂講授，還有互聯網技術支撐下的網絡師生互動，以及現場教學和調研。教師通過網絡發布課外學習內容，批閱學生作業，加強了師生的互動。

4.3.4 與實踐類課程的結合

形成與設計競賽、大學生創新項目、畢業生設計院實習、畢業設計等實踐類課程的廣泛結合和交融。

圖5 基于BIM教學的畢業設計成果

5 結語

以聯合教學、現場教學、公開講座、展覽交流等教學法加強課程間、師生間、專業間的交流，打破傳統理論教學的單向性知識輸出方式，針對具體培養目標，提高課程的應用性、實踐性。教師在有限的課時中設計與當代熱點、專業難點，以及學生未來實習、實踐工作中最重要的能力相關的“問題”，引導學生在“提出問題”-“解決問題”的過程中，將課堂所學“活學活用”，增加與學生的互動，引導學生將理論命題進行實際應用。

數字技術已經滲透到人們工作和生活的方方面面，可以預見數字技術對于學生今后未來的工作和生活密不可分，起著關鍵的作用。如何系統地和理論性地認識和理解數字技術對于學生來說是十分重要的，可以幫助學生在今后的工作和生活中有意識地學習和使用數字技術，為他們的未來打下堅實的基礎。