信息化技术在建筑设计类课程教学中的应用研究

尹维玲 李旭

摘  要：信息化技术的飞速发展，从计算机及软件应用到移动无线网络的普及，已经深入人们的日常生活中，更深入到高等教育人才培养的教学日常中。对于传统性特征很强的建筑学专业的设计类课程教学而言，其影响也超出了单一多媒体形式的教学方式范畴。如何把信息化技术最大化、最优化地应用到建筑设计类课程教学中，是值得探讨和研究的问题。

关键词：信息化技术;建筑设计类课程;教学;应用策略

中图分类号：G642 文献标志码：A 文章编号：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、建筑设计类课程特征分析

建筑设计类课程是建筑学专业的核心课程，从入门课程《建筑设计基础/初步》、《建筑设计》到《毕业设计》，贯穿整个本科教育过程。该类课程的学习效果直接关系到学生的专业认知、专业技能和专业表达。

（一）理论+实践

建筑设计类课程，包含了理论教学和实践教学两个部分，且两个部分相互交叉螺旋式进行。此类课程的学习需要不断地调查研究实例资料，系统的学习功能分区、流线组织等相关理论知识，最后通过手工草图、建筑模型、设计图纸等实践方式形成实物成果。课题型教学模式要求大量的课余时间的投入和相互交流。

（二）动脑+动手

设计思维模式和动手表达能力相结合的过程，是建筑设计类课程最基础的学习模式，它可以激发学生不断发掘自己的创作能力。其中，对创新思想的捕捉和表达至关重要，因此传统的手工草图技能在设计思维阶段具有很强的实用性，也是建筑学专业学生必备的专业基本功。

目前，大部分建筑类院校都以“动脑+动手”的模式引导学生学习，强调两者相互结合的创造作模式，例如一、二年级的建筑设计类课程都以手绘草图和设计为主。但是，随着信息化技术在教育教学中应用的便捷性和普及性，以及社会对建筑学专业毕业生的软件绘图技能的需求，该类课程的学习也必将和设计类软件的运用相辅相成。

二、信息化技术的教学应用分析

（一）信息化技术在当代教学中的应用

信息化技术在当代教学中已经普及、应用很长一段时间了，早期主要体现在多媒体电子课件的课堂应用，它能够以更直观、更方便地方式把知识展现给学生。在授课过程中可以辅助于动画、视频等动态教学展示，提高学生的学习兴趣并大大减轻了老师的课堂板书时间和板书量，是一种高效的教学手段（图1）。信息化教学手段在课堂中的应用改变了传统的教学模式，学生不再是知识的被动接受者，可进行自主性学习[1]。近年来，随着新媒体、新社交平台、网络通讯技术的飞速发展，这些新的信息化技术除了可以用在“教”上，更能应用于“学”上，从而打破了“教”与“学”时间、地点限制，全方位进入“教”与“学”的日常中。

（二）信息化技术在建筑设计类课程中的应用

随着信息化技术的发展，一些相关的软件应用课程已经引入建筑学专业的本科教育之中，如在课程设置中安排相关绘图软件课程（如CAD、天正建筑）、建模软件课程（如SU、RHINO、REVIT）和分析效果软件课程（如AI、ID、PS）等，为学生的建筑设计类课程的学习、交流和表达提供相关技术支持。

建筑学专业的信息类软件教学，一般浓缩为一门《计算机辅助设计》课程开设在某一学期。以临沂大学四年制建筑学专业为例，无论是安排在一二年级阶段还是在三四年级阶段，都会出现不能和建筑设计类课程配合默契[2]的问题。具体表现在：1. 若安排在一二年级开课，会干扰学生对早期建筑手工绘图训练的理解，且即使学习了所有软件，有些软件也没有机会在该阶段练习和使用;2. 若安排在三四年级，对于四年制而言，一二年级参加校外建筑设计类竞赛条件不足（因竞赛主办方几乎全部要求成果为电脑出图），影响学生参赛的积极性和专业学习的成就感。且四年级已经开始毕业实习和设计，学生熟练掌握相关软件的时间过于紧张，不利于毕业设计的表达质量。这种软件学习需求與建筑设计教学安排不能同步协调，导致学生不能有效、及时地使用软件信息技术进行学习成果的交流和表达。

三、信息化技术在建筑设计类课程中的应用策略

信息化技术在建筑设计类课程中的合理、高效应用，既能提高学生在校学习的学习效率，又能为毕业后的工作积淀一定的专业技能和软件操作经验。结合建筑专业建筑设计类课程特点及临沂大学建筑学专业四年制的实际情况，对信息化技术的教学应用策略主要从以下几个方面进行探讨。

（一）多媒体技术+设计理论+课堂实时评图

多媒体技术依然是建筑学专业教学的一种常规形式。利用多媒体技术辅助完成建筑设计类课程的理论知识、实际案例和虚拟建造等教学任务，呈现出现场无法进行实物展示的教学内容。同时，结合实物投影仪、展台、专业教室等电子设备，对学生阶段性设计作业进行课堂讲评和讨论，从而提高课堂教学的效果。

（二）网络社交平台技术+线上课程

网络社交平台技术最大的特点是交流不受地点时间的限制。对于在高等教育改革的背景下不断压缩的课堂学时而言，课下学生自学和教师课下指导成为完成课程教学的必要手段。且能帮助学生建立自学意识、提升自学能力、提高学生学习的興趣和主动性。教师与学生人手一机一网的普及，已经为课下线上学习和交流指导提供了无障碍通道。特别是基于设计课程学习的一对一指导的必要性，将网络技术平台引入到设计教学中来可以实现随时随地的“教与学”。

此外，网络平台技术和线上课程的相互结合，可以实现不同形式的学习、进行不同范围的教学指导。学生可以通过图片和文字、语音的形式，随时随地和同学、老师进行交流学习，及时解决学生课下设计时候遇到的各种问题，弥补了课时不足问题，保证课下课上学习的连续性，提高课程学习的效率和质量，激发学生课下学习的兴趣。同学和老师还可分享彼此的学习资源，扩展信息来源、大大提高了“教与学”的效率。

（三）建筑设计类课程+软件类课程

将设计类课程与计算机辅助类课程融合设置，两者之间相互穿插教学，打破以往信息技术类课程与建筑设计类课程设置的相对独立性，让信息类技术，特别是软件绘图表达更好地辅助于建筑设计的学习，使得二者能够有机结合。以临沂大学的四年制的建筑学学制为例，学生的设计类课程尤其显得短暂。既要在2-3年时间内让学生掌握手绘表达设计的基本能力，又要让他们尽快接触和熟悉计算机辅助设计的知识，以便更好地表达和交流自己的设计，甚至参加一些建筑类的设计竞赛。为此，在第2-3学期的专业的教学中，就把培养方案中单独设置在某一个学期的《计算机辅助设计》课程内容进行拆分，植入到不同阶段的建筑设计类课程中。例如在一二年级植入CAD、SKETCHUP、PHOTOSHOP等软件内容，让学生在掌握建筑设计的初步能力和手工绘图表达的基础上，就了解并简单使用技术性表达手段。进而在一二年级就可以参加各类小规模的建筑设计大赛，提高了学生的专业学习积极性和专业实践能力（图2，3）。在随后的每个学期，把天正、SKETCHUP、REVIT、PHOTOSHOP等软件的深化教学阶段性地穿插到建筑设计类课程中，形成一种无缝对接地教学模式。学生的设计能力和软件能力得以同步提升，为各个学期的专业学习和各类竞赛打下基础。

（四）建筑设计类课程+AR/VR技术

VR是Virtual Reality的缩写，又称虚拟现实技术，它作为信息技术的新产物，具有沉浸性、交互性、真实性三种特性[3]。虚拟现实技术是一种能够创建和体验虚拟世界的计算机仿真技术，它利用计算机生成一种交互式的三维动态视景，其实体行为的仿真系统能够使用户沉浸到其设置的环境中。AR技术，又称为增强现实技术，是将计算机渲染生成的虚拟场景与真实场景无缝融合起来的一种技术[4]，它通过电子设备将虚实结合的情景呈现给用户，有助于增强学生对于建筑空间的理解。

建筑设计类课程中包含了大量的关于建筑空间体验、建筑历史解读以及建筑构造展示的内容。学生无法亲临很多建筑现场，且在教室里也很难通过传统教学的方式理解这些内容，特别是对于建筑空间的理解更为抽象。而虚拟现实技术（VR）和增强现实技术（AR）却可以为学生提供一个良好的沉浸感（图4，5），让他们身临其境的去漫游并理解建筑空间、学习建筑构造特点和原理，帮助他们去创作自己的建筑空间。它可以让单一视线变成多维视角，提供一种虚拟场景与真实场景无缝融合的即视感，让学生多角度、多方位的欣赏建筑、体验空间，增强了课堂效率和学生的积极性。

（五）建筑设计类课程+3D打印

3D打印技术是近年来发展的一种新型模型技术，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术[5]。它不仅可以缩短模型制作时间，还可以提升模型制作的精确度，使模型、产品及零部件的建造更加高效。

3D打印技术还具有数字化、定制化、网络化、可视化和立体化的特点。因此，在建筑设计类课程中引入3D打印技术（图6，7），将其与计算机辅助设计类软件（如CAD、CAM等）联合使用，形成立体数据模型并进行打印，可以将建筑设计的复杂形体、构造节点以更简单高效的展现出来。于雷曾指出，设计师可打印出 1：1实体构件来直观评估其形式与功能[6]的合理性。在指导学生设计阶段，3D打印技术是一种高效的辅助设计工具，它可以增加学生的空间感知，提高方案推敲（模型推敲）和交流的效率。在成果展示阶段，它可以解放学生在建筑形体上的禁锢，一次成型复杂多变的建筑形体，完成学生在建筑设计过程中的奇思妙想，使建筑设计方案更具有多样性。3D打印技术在设计类课程中的应用，可以为学生的建筑设计创意提供直观的思路和检验的依据，提高学生专业创新的积极性。

四、结束语

随着现代信息技术的快速发展，其在建筑设计类课程教学中的应用广度也在不断增加。合理利用信息化技术，不仅可以使建筑设计类课程的“教”与“学”的过程多样化，也使得师生间沟通更加便捷畅通，大大提高了学生对建筑设计类课程的学习兴趣和课下自学的学习效率与效果，从而真正提升高校建筑设计类课程的教学质量。

参考文献：

[1]张翠娟，李权.过程管理与信息化教学在数控编程教学中的应用[J].当代教育实践与教学研究，2017（4）：9.

[2]霍长平.对计算机辅助设计的再认识[J].计算机光盘软件与应用，2014（16）：130-131.

[3]赵筱斌.虚拟现实技术及应用研究：在建筑行业中的应用[M].北京：中国水利水电出版社，2014：4-5.

[4]侯颖，许威威.增强现实技术综述[J].计算机测量与控制，2017（2）：1-7.

[5]朱嘉辉.探究3D打印技术在建筑领域的应用及展望[J].建筑技术开发，2018（5）：77-78.

[6]于雷.三维打印技术在建筑设计中的互为反馈作用[J].住区，2013（6）：65-70.