基于現(xiàn)代信息技術的立體化教學資源庫建設

張啟菊 王海英 劉志峰 薛云

摘 要：本文主要探討新型現(xiàn)代教育技術在重實踐的建筑學專業(yè)課內(nèi)外教學中的應用，以《建筑設計Ⅳ》課程建設為例，闡述了在建筑學專業(yè)的教學中，以“建筑設計課程”為核心，整合相關課程資源，建立建筑學專業(yè)建筑設計課程立體化教學資源庫，提供利于師生交流探索的平臺，力爭達到學習過程與效果的教學內(nèi)容的優(yōu)質的、多樣化的展示，為培養(yǎng)優(yōu)秀的建筑學專業(yè)人才打下堅實的基礎。

關鍵詞：資源庫；信息化；建筑設計課程；大跨度建筑

中圖分類號：G434 文獻標志碼：A 文章編號：1673-8454（2019）03-0055-04

隨著信息技術在全球的興起和迅速普及，利用信息技術促進教育改革和創(chuàng)新，成為高等教育發(fā)展的重要方面。在建筑設計領域，建筑設計軟件及互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也促進了建筑教育的信息化不斷向前發(fā)展。傳統(tǒng)的建筑設計以圖紙或者手工模型的方式探討建筑問題。隨著計算機技術的進步，3DMAX、SKETCHUP、犀牛等新興建筑軟件出現(xiàn)，使設計者在方案構思的推敲階段通過計算機模擬直觀地推定建筑形態(tài)、體量及空間關系，對于建筑設計的過程和成果大有裨益。近年來，建筑信息一體化的BIM也越來越為人們所關注。建筑行業(yè)的信息化日新月異，建筑專業(yè)教育的信息化也隨之蓬勃發(fā)展。

當前，我國建筑學專業(yè)的信息化已有相當程度的發(fā)展，一方面表現(xiàn)在建筑教學中計算機軟件的普及，另一方面是，相關課程的電子課件、多媒體課堂、各級精品課程、網(wǎng)易公開課等網(wǎng)絡平臺的視頻公開課相繼出現(xiàn)。學生利用計算機設計、繪圖，也能夠通過資源網(wǎng)站、網(wǎng)絡渠道獲取工程實例、設計競賽作品等專業(yè)學習的資料，極大地方便了學生的自主學習。但總體來說，建筑類的信息化資源較少，并且各種資源繁雜散亂，尚處在專業(yè)學習初級階段的學生很難有針對性地、高效地利用這些資源。因此，制作、搜集、管理信息化教學資源并進行有效整合，建立針對建筑類專業(yè)課程的專業(yè)信息化資源庫的工作有待展開。

我院建筑學專業(yè)以主干課程——6大建筑設計系列課程為核心，針對建筑學專業(yè)特色及建筑設計課程性質，從教與學實踐的具體問題出發(fā)，探索建立一個多維度、立體化的教學資源庫，供教師教與學生學，從而提高建筑學人才培養(yǎng)的質量。設置于本科3年級第2學期的《建筑設計Ⅳ》是承上啟下的課程，是我院最早開始探索建立立體化資源庫的建筑設計課程。通過多年的努力，教學團隊基于我校超星網(wǎng)絡課程而建立的《建筑設計Ⅳ》課程教學資源庫極大地方便了學生的專業(yè)學習，同時也積累了一定的經(jīng)驗，為建立整個建筑學專業(yè)教學資源庫提供了參考范本。

一、專業(yè)特色與專業(yè)資源庫框架

建筑學專業(yè)課程群主要含三大類教學模塊——建筑設計、建筑技術、建筑理論，而建筑設計課程是其中的核心。建筑學人才的培養(yǎng)以建筑設計的創(chuàng)新實踐能力的培養(yǎng)為目的，考察的是學生的實際設計能力。學生通過建筑理論與建筑技術的學習，掌握相關理論知識和專業(yè)技術，在建筑設計系列課程中得到設計實踐的鍛煉，從而掌握設計能力。設計成果也可以在各個課程之間雙向流動，能被不同課程有效利用，也能在不同課程中得到進一步的深化和完善，提高學習效率。因此，建筑學教學資源庫建設主張改變傳統(tǒng)課程體系中課程開設相對獨立的串行狀態(tài)，以六大建筑類型的“建筑設計課程”為中心，整合課程資源。資源庫的建設突出建筑設計課程與其他理論和技術課程的緊密結合，啟發(fā)學生在建筑設計課程中的創(chuàng)造性思維，同時學生專業(yè)知識體系的構建將更加系統(tǒng)、完善。

資源庫設計構架分為低年級：小型建筑類，以茶室、咖啡廳、別墅、售樓處等功能簡單，注重空間、形體設計的小型建筑為訓練任務，此類建筑與設計構成、室內(nèi)設計、CAD、SKETCHUP計算機課程更為緊密。中年級：文化建筑類、交通建筑類、博覽建筑類，選取這些類型的中等規(guī)模建筑作為訓練主題，各有自己內(nèi)在的設計規(guī)律又能突出不同的設計主題。如文化類建筑注重建筑在文化內(nèi)涵方面的表達，與歷史類課程關系更為緊密；交通建筑類建筑為大跨類建筑，與建筑結構選型等技術課程關系更為緊密，此階段對計算機輔助設計的應用提出了更高的要求，可以借助犀牛等參數(shù)化軟件輔助設計，也可以利用BIM、ECOTECT等軟件進行綠色建筑設計。高年級為高層建筑類與居住區(qū)規(guī)劃類，分別與規(guī)劃理論、景觀設計、建筑構造等課程及規(guī)范的行業(yè)內(nèi)容相關聯(lián)。（見圖1）

二、課程特色與課程資源庫特色

《建筑設計Ⅳ》課程為六大設計課程的中間環(huán)節(jié)，通常以交通建筑和文化類建筑兩個子課題作為授課載體，汽車客運站、地鐵站、高鐵站和高校圖書館、社區(qū)圖書館等建筑是多年來一直延續(xù)的設計題目。2013年本課程被評為校級精品課程，授課內(nèi)容逐步發(fā)展和豐富。近年來，教學組力圖做到逐年完善教學方法，改革評價評分方式，根據(jù)不同建筑類型，融合當前建筑發(fā)展的特點與趨勢，并由此確定本學期平行開設的其他課程，強調(diào)其區(qū)別于其他建筑類型的特點，如客運站建筑設計強調(diào)大跨度結構設計特色，圖書館建筑設計突出文化性與綠色建筑設計特色。

《建筑設計Ⅳ》作為專業(yè)核心課程，在教學過程中與本學期平行設置的《建筑結構》、《建筑物理》等其他課程打通，設計題目與其他課程銜接，教學成果與其他課程共享，以任課教師之間相互穿插的模式，利用大跨度建筑設計、綠色建筑設計等主題將本學期理論課、設計類課程巧妙地串聯(lián)在一起，既保持各個課程的獨立性，又建立彼此之間隱形的聯(lián)系。在跨度為14周的建筑設計課程中，結合大跨度建筑結構形式、綠色建筑設計策略及參數(shù)化軟件的使用，培養(yǎng)學生的綜合設計能力和專業(yè)素養(yǎng)的同時，引導學生綜合把握建筑工程領域和建筑設計領域的熱點、趨勢。

在教學組織形式上，教學組由4位建筑學專業(yè)、1位結構專業(yè)、1位建筑物理、1位計算機輔助設計的教師構成，每年提前一個學期討論題目的側重點、新的知識點，其他課程教師的授課內(nèi)容、題目、成果要求，建立以建筑設計課為核心的年級教學組。

因此，《建筑設計Ⅳ》立體化教學資源庫的建設延續(xù)課程特色，目的是建立整個年級課程橫向打通的、融合多學科與多課程的教學平臺。因信息化資源庫的建設內(nèi)容除了涵蓋建筑設計，還有建筑結構、建筑物理、計算機輔助設計等課程內(nèi)容。既符合課程特色，又可以優(yōu)化課程設置，加強課程之間的聯(lián)系，使整個專業(yè)的教學資源具有共享性、整體性。

三、教學環(huán)節(jié)與資源庫知識模塊

結合實際教學情況，資源庫以“兩個中心，五大模塊”的框架來整合課程體系和行業(yè)優(yōu)質資源。“兩個中心”是指以客運站建筑設計與圖書館建筑設計為核心；“五大模塊”是指選取了課程遞進學習過程中具有代表性的五大教學環(huán)節(jié)知識重點與交流互動模塊進行分類研究。

《建筑設計Ⅳ》兩個子課題的教學環(huán)節(jié)均分為若干步驟，如交通建筑含有這五個階段：

第一階段，基礎知識鋪墊。講授交通建筑設計中關于功能、流線、空間、形體等方面的設計基礎知識以及設計中涉及的相關行業(yè)規(guī)范，為后續(xù)的設計過程打下理論基礎。

第二階段，體驗與感知，分組參觀本地比較有代表性的相同類型的建筑物，體驗真實的建筑尺度與流線、空間、細部設計等，并通過抄繪相關技術圖紙感受實際建筑與圖紙之間的關系，同時通過分析經(jīng)典案例對前期設計基本理論知識進行強化理解。

第三階段，講解大跨度結構基礎知識及大空間建筑發(fā)展歷程，拓寬學生對大空間、大跨度建筑視野。要求學生選定結構類型，以不同結構類型分組，從拱、殼體、折板、桁架、網(wǎng)架、懸索、膜或其他新型大跨度結構中選取某一結構類型，了解結構類型的受力特點、節(jié)點建構、應用范圍，通過PPT的方式將在課內(nèi)進行組間交流。

第四階段，學生根據(jù)含有功能要求的客運站建筑任務書，結合交通建筑設計基礎知識，如功能流線、疏散、消防等開展設計，此過程通過教師改圖學生修改達到優(yōu)化設計，設計要求計算機出圖，大跨結構建模一般采用參數(shù)化軟件完成。建筑設計與其他藝術形式的不同就是其實用性，忌不顧實際的天馬行空。設計課題以真實地段的實際項目為載體，以真實環(huán)境為契機激發(fā)學生的設計創(chuàng)意能力。同時在設計過程中加強規(guī)范的引導，注重學生的職業(yè)化能力培養(yǎng)。

第五階段，提交成果，公開講評。圖紙含有完整的建筑平、立、剖面圖，分析圖、模型渲染、效果圖、構思說明等，并以PPT、視頻形式進行匯報，邀請建筑、結構專家和教師評圖。

對應此教學環(huán)節(jié)，以客運站建筑設計為中心，延伸出資源庫的五大模塊——客運站建筑設計理論、經(jīng)典建筑案例、大跨度結構技術、參數(shù)化軟件技術、優(yōu)秀作業(yè)展評。而第二個子課題是以圖書館建筑設計為中心，含圖書館建筑設計理論、經(jīng)典建筑案例、綠色設計技術、BIM軟件技術、優(yōu)秀作業(yè)展評五大模塊。另增設互動平臺及評價機制模塊，隨著課程的逐步展開，基于此平臺的師生課內(nèi)外的交流更加便捷、高效，同時通過平臺使用情況來把握教學進度。（見圖2）

四、資源庫模塊建設情況

1.建筑設計理論模塊

建筑設計理論模塊將該類型建筑功能組合、空間特點等基礎知識及涉及的建筑設計規(guī)范等，以PPT、授課視頻和微視頻等多樣化的方式呈現(xiàn)，在視覺、聽覺方面給學生更豐富的體驗，強化多維直觀教學，增加學生學習的積極性，促進學生開展主動建構知識的學習活動。微視頻是3～5分鐘的短視頻，每個短視頻講解1個知識點，具有直觀易懂、省時高效的顯著優(yōu)勢，是互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下學生喜歡的一種學習方式。

2.經(jīng)典案例模塊

此模塊含兩大部分內(nèi)容，包括國內(nèi)外相關經(jīng)典案例（含平立剖等技術圖紙及影像資料）和南京地區(qū)方便學生參觀的建筑實例的相關圖片和資料，以供學生臨摹、參觀。

3.結構技術模塊

結構技術模塊含拱、殼體、折板、桁架、網(wǎng)架等大跨度結構基本知識和往屆學生的優(yōu)秀結構分析圖。（見圖3）結構知識部分鏈接《建筑結構》課程網(wǎng)站，也有相關專業(yè)網(wǎng)站的鏈接，方便學生查找資料。

4.參數(shù)化輔助設計模塊

目前計算機軟件多樣，僅通過計算機課程學生不可能熟練掌握相關軟件技術。資源庫提供方便、快捷的計算機軟件學習鏈接，學生通過在設計課程中不斷使用來掌握軟件，從而運用軟件更好地表達設計思維。也可以在互動模塊開辟軟件技術討論專區(qū)，便于學生互相學習。

大跨度結構建模復雜，學生通過設計過程訓練，逐步掌握了一定的犀牛等軟件建模技巧。在逐年發(fā)展的教學過程中，教師注意引導學生逐步由參數(shù)化輔助設計向參數(shù)化設計轉變，將參數(shù)化設計運用從簡單的表皮設計逐步發(fā)展到數(shù)理邏輯，在設計與純科學間建立聯(lián)系，引導學生建立自身的思維方式。

5.作業(yè)展示模塊

優(yōu)秀建筑需功能分區(qū)明確、空間設計與結構選型適當、交通流線明晰。收集優(yōu)秀學生作業(yè)，含建筑模型、成果圖紙及圖紙優(yōu)缺點等教師評語，作為后續(xù)教學的參考和示范，也能形成學生之間相互學習、借鑒、比拼的良好學習氛圍。

在設計過程中加入兩次草圖展示，進行設計過程評價，從而有效地掌控設計中的各個階段進程，避免了拖圖現(xiàn)象。分數(shù)通過平臺自動加權匯總，得到每個學生的過程學習考核結果。

6.互動模塊

資源庫提供師生互動平臺，通過建立討論專區(qū)、課后答疑等板塊，建立教師與學生、學生與學生之間的互動，通過類似微信的方式進行交流。教師隨時關注學習過程及效果。通過交流，教師能了解學生思想動態(tài)，從而打破了課堂教育的時空局限性；同時能在課后及時溝通，彌補課堂教學知識點不能完全消化的缺陷，對學生課后的繼續(xù)學習起到促進作用。

7.評價模塊

資源庫提供評價模塊：一方面，學生可以對信息化平臺進行評價或者提出建議；另一方面，資源庫實時記錄資源庫的使用情況，對學生與教師使用信息化資源庫的頻率、交流情況有一定的數(shù)據(jù)監(jiān)測和分析。據(jù)此，教學組可以自我調(diào)整教學方法、及時更新或改進教學設計，優(yōu)化平臺資源內(nèi)容。

五、小結

《建筑設計Ⅳ》信息化平臺建設以來，激發(fā)了學生的學習興趣，使傳統(tǒng)課堂爆發(fā)出無限的生命力。教學資源庫運用現(xiàn)代信息技術，具有共享性、跨時空性等特點，超越了傳統(tǒng)課堂的限制，將使學生與學生、教師與教師、學生與教師之間的互動更加頻繁，易于形成校園良好的學習氛圍。設計類課程的目的是完成某個類型的建筑設計，從概念到方案再到表達，不可能單靠課內(nèi)時間完成，必須利用課余時間查找資料深化設計，此過程中學生也能與教師交流得到答疑解惑，對于提高學習效率具有非常積極的作用。并且，根據(jù)教師不斷發(fā)展的教育水平，數(shù)字化的教案和教學設計等教學資源隨時可以修改，以更好地發(fā)揮教育的功能。

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（編輯：王天鵬）