SketchUp草图大师在房屋建筑学课程教学中的应用

朱啸寅

摘 要：房屋建筑学课程是比较抽象难懂的，而SketchUp草图大师软件的应用可以克服和解决传统教学过程中的许多难点问题，从而更好地激发学生学习积极性，有效地提高教学质量。

关键词：房屋建筑学；传统教学；难点问题；SketchUp草图大师

房屋建筑学是土木工程、工程管理等专业学生必修的一门专业基础课，主要是对建筑设计的基本知识、建筑的构造组成、各构件的相互关系、建筑空间的受力问题以及建筑的构造技术等的学习。

教材的内容以文字为主，其中有大量的国家规范和标准以及相关解释。虽然配有一定的插图和图例，但是存在着图像模糊、内容陈旧、与实际工程脱节等诸多问题。在平常的教学课程中，虽然通过PPT教学，增加了大量的图片甚至视频进行补充和支持，但是非建筑学专业的学生的空间想象能力较差，无法顺利地将平面图形转化为空间立体图像予以理解。而建筑构造部分的内容对于学生来说，更是枯燥乏味，难以理解。

因此，在有限的学时内，怎样使学生在理解的基础上，掌握和运用房屋建筑学的相关知识，是需要我们教学工作者去用心思考的。其中，通过3D绘图软件的应用，将二维图片转换为三维立体图形则是最直接和有效的方法之一。

一、SketchUp软件的定义和特点

SketchUp又名“草图设计大师”，是目前唯一专门针对设计过程而研发的专业设计软件，近几年在建筑设计中得到了广泛的应用。相对于3DMAX和犀牛等3D设计软件，其具有以下特点：

（1）安装方便。该软件于2006年3月15日被Google收购后，成为免费软件，而不到50MB的源程序，使得其可以通过U盘携带，在上课前用不到1分钟的时间便可安裝完毕进行教学。

（2）上手容易。只要掌握推拉、线条绘制等几个基本命令，就可以简单操作软件。对于非建筑学的学生来说，课后可以自己操作，从而加强他们对相关图形的理解。

（3）使用简便。草图大师可以迅速地在三维和二维之间进行双向转换，加上全方位转动和“相机位置”等功能键，教学时通过实时演示和交流，可以更好地开发学生空间想象能力。

（4）模型丰富。草图大师有着丰富的网络3D模型库，可以根据课程需要，下载各种相关建筑模型用于教学。

二、SketchUp软件在房屋建筑学课程中的具体实践手段

通过教学实践，以赵西平主编、中国建筑工业出版社出版的《房屋建筑学》为例，笔者认为可以从以下多个方面结合SketchUp软件来进行房屋建筑学课程的教学。

1.建筑设计教学方面

（1）建筑平面设计章节教学。可以将AutoCAD软件和草图大师相结合。首先通过AutoCAD软件绘制建筑平面图，再通过草图大师绘制成3D形式。讲解的时候，先从CAD平面入手，同时结合3D模型，给学生以直观感受，使其充分体会空间的量、形、质的区别。例如介绍辅助空间厨房布置方式时，可以由书本上的图绘制图带尺寸的CAD图，再绘制3D模型，通过详细尺寸的解说和3D模型演示，使得内容易于理解（图1）。

（2）建筑剖面设计章节教学。可以利用草图大师的剖切转换功能，对建筑剖面进行讲解，通过人物模型和尺寸标注，让学生更好地分析和理解空间的竖向特性。例如，在室内空间比例关系一节中，运用高低对比手法，将次要空间顶棚降低，突出主要空间的高大。单从书本图片看不出具体效果，如果通过绘制室内空间模型，以第一人称的视角来进行动画演示则可以给学生一种身临其境的感受，从而使其更直观地理解这种设计手法（图2）。

（3）建筑体型和立面设计章节教学。本章节着重研究建筑物的体量大小、体型组合、立面及细部处理等。相对于大量的图片，草图大师在本章节能发挥更大的作用。具体手法有：①结合书本例子，绘制简单空间体块去讲解建筑构图和体型设计的原理要点，例如，3D模型的建立使学生很容易就理解不对称均衡构图的意义和效果（图3）；②利用草图大师的3D模型库网络共享功能，直接从网上获现成的代表性建筑3D模型，如印度泰姬陵、巴黎凯旋门、纽约肯尼迪机场候机楼，等等。再通过草图大师的转动和相机位置功能，从多个角度去体会建筑的构图规律（图4）。

2.建筑构造教学方面

（1）建筑构造篇章中需要讲解大量的构造大样图，只通过图片教学学生很难想象和理解，而室外工程考察实习的机会又少之又少。这种情况下，可以通过草图大师绘制构造大样图加强理解，如各种基础形式、变形缝、水落管接口、保温层构造、玻璃幕墙节点，等

等。

（2）通过草图大师的建模，将建筑进行组装和拆卸，让学生更好地理解从外部无法看到的内部构造。如在《楼梯与电梯》的章节中，楼梯构造知识点是教学的难点和学习的重点。对于楼梯上下箭头的标注、平面图剖切符号的标注位置等，如果学生没有从空间上去理解，最终画出的图往往都是错误百出。而草图大师建好楼梯模型之后，通过水平和竖向的剖切作图（图5），学生很容易就能够理解楼梯间平面和剖面的相互关系。

实践证明，在后期的课程设计过程中，用草图大师讲解过楼梯构造的班级相对于其他班级，错误要少得多。

（3）通过草图大师的现场操作演示，解决一些通过平面图无法想象或者理解的建筑形体，比如等坡屋顶的平面形式，无论屋顶坡度是多少，平面图上屋脊都是45度的交角。课堂上可以在草图大师中绘制简单的四坡屋顶（图6），通过移动命令上下拉升正脊，使得屋顶坡度多个角度进行变化，再结合“顶视图”视角，最终使学生掌握和理解相关概念。

三、注意事项

（1）草图大师教学不宜过多，应该在教学过程中结合难点和重点适当地穿插。过多地应用则容易影响教学进度，毕竟课时有限。

（2）如果学校硬件落后，大而复杂的3D模型可能运行不顺畅，必要时需要教学工作者自带笔记本电脑来提高上课效率。

（3）教学人员须熟悉草图大师软件，并且在课前根据上课需要和书本内容绘制和查找相关模型，甚至做相关的演示动画，才能最终在课堂上得心应手。

房屋建筑学课程是比较抽象难懂的，而草图大师软件所做的模型具有真实和直观的特点。该软件的灵活应用可以克服和解决传统教学过程中的许多难点问题，是传统教学方式的一个重要补充，并且可以贯穿于整个房屋建筑学课程的教学中，而不是简单个别章节，从而更好地让学生喜欢上房屋建筑学这门课程，因感兴趣而学，而不是因考试而学。

参考文献：

[1]杜 洁. SketchUp草图大师在园林制图教学中应用的探讨[J].安徽农学通报，2009（16）：240—241.

[2]王养坤.SketchUp建模在《房屋建筑学》课程教学中的运用[J].四川建材，2010（04）：69—70.

[3]刘 莉，范 升.《房屋建筑学》课程教学改革探讨[J].潍坊学院学报，2012（06）：97—98.

（作者单位：福建工程学院建筑与城乡规划学院）