基于“光輝城市·Mars”軟件技術(shù)的《建筑美學(xué)》課程教學(xué)

文/內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院 內(nèi)蒙古自治區(qū)綠色建筑重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 李鵬濤 黃 平

0 引言

《建筑美學(xué)》作為建筑學(xué)與美學(xué)相結(jié)合的交叉學(xué)科，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生美學(xué)思維、提高學(xué)生美學(xué)素養(yǎng)具有重要作用?；诖耍瑖?guó)內(nèi)許多高校已開(kāi)設(shè)《建筑美學(xué)》課程。其中，天津大學(xué)曾堅(jiān)等[1]的《建筑美學(xué)》課程聚焦現(xiàn)代建筑的審美拓展和當(dāng)代建筑的審美變異，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步調(diào)整教學(xué)方式；華南理工大學(xué)唐孝祥[2]主導(dǎo)的《建筑美學(xué)》課程以人類(lèi)生存本體論為哲學(xué)基礎(chǔ)，基于審美活動(dòng)，主客體和審美文化機(jī)制等概念，構(gòu)建完整的建筑美學(xué)體系?；谄淅碚摚瑘F(tuán)隊(duì)其他人員在教學(xué)方法上進(jìn)行調(diào)整，如王東[3]認(rèn)為，應(yīng)“實(shí)現(xiàn)教學(xué)手段的信息化與教學(xué)實(shí)踐的差異化，從而滿(mǎn)足教學(xué)對(duì)象的多元化特點(diǎn)”；廣西建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院周春媚[4]在教學(xué)過(guò)程中將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與《建筑美學(xué)》課程的理論體系相結(jié)合，彌補(bǔ)了抽象性理論教學(xué)的缺陷；南昌大學(xué)李岳川[5]將VR技術(shù)與角色扮演相結(jié)合，增加《建筑美學(xué)》課程教學(xué)過(guò)程的趣味性和體驗(yàn)感。

本研究在汲取其他學(xué)者《建筑美學(xué)》課程教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，將“光輝城市·Mars”技術(shù)應(yīng)用于《建筑美學(xué)》課程教學(xué)中，以期改進(jìn)教學(xué)模式，改善教學(xué)效果。

1 《建筑美學(xué)》課程現(xiàn)狀

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院開(kāi)設(shè)的《建筑美學(xué)》課程是面向建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)一年級(jí)研究生的學(xué)位基礎(chǔ)課。選擇在研究生一年級(jí)階段開(kāi)設(shè)《建筑美學(xué)》課程的目的是讓學(xué)生消化建筑史理論知識(shí)，強(qiáng)化學(xué)生建筑美學(xué)鑒賞、分析與設(shè)計(jì)能力，拓展學(xué)生的創(chuàng)作思維，為培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)能力提供美學(xué)理論支撐。作為碩士研究生教學(xué)體系中的核心課程，《建筑美學(xué)》通過(guò)闡述建筑審美現(xiàn)象，激發(fā)學(xué)生對(duì)建筑美學(xué)的興趣，達(dá)到普及與提高美學(xué)理論知識(shí)的目標(biāo)。課程從美學(xué)角度分析建筑設(shè)計(jì)思維、建筑流派及建筑風(fēng)格，總結(jié)建筑設(shè)計(jì)規(guī)律與手段，依據(jù)理論指導(dǎo)學(xué)生建筑設(shè)計(jì)活動(dòng)，以期提高學(xué)生創(chuàng)造水平與設(shè)計(jì)能力。

《建筑美學(xué)》課程主要采用課堂講授、引導(dǎo)、思考與互動(dòng)等形式，使學(xué)生對(duì)美的本質(zhì)與形式、美的法則、建筑藝術(shù)的創(chuàng)造規(guī)律和美學(xué)品格理論具有較明確的認(rèn)識(shí)。在教學(xué)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，單一教學(xué)形式無(wú)法使學(xué)生深入領(lǐng)悟建筑美學(xué)理論，課堂氛圍枯燥，教學(xué)效率低下。

2 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的《建筑美學(xué)》課程教改對(duì)策

2.1 建設(shè)一體化的課程教學(xué)體系

教改后的《建筑美學(xué)》課程內(nèi)容包括建筑美學(xué)理論、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體驗(yàn)和建筑審美評(píng)價(jià)3個(gè)專(zhuān)題。其中建筑美學(xué)理論專(zhuān)題包括建筑美學(xué)基本概念、中外建筑美學(xué)的發(fā)展史綱、建筑美學(xué)理論的發(fā)展體系等內(nèi)容；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體驗(yàn)專(zhuān)題包括國(guó)內(nèi)外經(jīng)典建筑電腦模型制作、利用“光輝城市·Mars”軟件進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)游歷等內(nèi)容；建筑審美評(píng)價(jià)專(zhuān)題包括國(guó)內(nèi)外經(jīng)典建筑作品賞析、建筑作品評(píng)價(jià)專(zhuān)題等內(nèi)容。課程通過(guò)3個(gè)專(zhuān)題組合形成一體化教學(xué)體系。

2.2 構(gòu)建“理論與實(shí)驗(yàn)”并重的教學(xué)內(nèi)容

虛擬仿真技術(shù)是目前多媒體技術(shù)領(lǐng)域的重要技術(shù)手段，其利用三維圖形生成技術(shù)及多傳感交互技術(shù)生成三維虛擬環(huán)境，用戶(hù)通過(guò)交互設(shè)備進(jìn)入虛擬環(huán)境，實(shí)時(shí)交互，真實(shí)體驗(yàn)與感知。該技術(shù)可成為驗(yàn)證建筑美學(xué)理論知識(shí)的重要方法，也是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)的重要手段。該課程結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)繪圖技術(shù)、“光輝城市·Mars”軟件等技術(shù)手段，依托現(xiàn)有教學(xué)條件，以建筑學(xué)院虛擬仿真與環(huán)境行為實(shí)驗(yàn)平臺(tái)為載體，將教學(xué)內(nèi)容與虛擬仿真試驗(yàn)相結(jié)合，進(jìn)實(shí)現(xiàn)全新的教學(xué)體驗(yàn)。

2.3 全面客觀的評(píng)價(jià)模式

目前，該課程開(kāi)展參與式案例教學(xué)方法，理論與實(shí)驗(yàn)相結(jié)合，以培養(yǎng)學(xué)生的科研創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。在參與互動(dòng)式教學(xué)模式下，對(duì)學(xué)生采用“實(shí)驗(yàn)操作+虛擬體驗(yàn)+研究論文”的評(píng)價(jià)形式，改變了傳統(tǒng)教學(xué)單一的卷面考試評(píng)價(jià)方式，從而更全面客觀地對(duì)學(xué)生作出評(píng)價(jià)。

3 基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 教學(xué)內(nèi)容調(diào)整和技術(shù)設(shè)備應(yīng)用

《建筑美學(xué)》課程的教學(xué)設(shè)計(jì)分為理論講授、虛擬仿真體驗(yàn)與建筑審美評(píng)價(jià)3部分。為提高學(xué)生對(duì)建筑美學(xué)的興趣，改善課堂氛圍，切實(shí)幫助學(xué)生加強(qiáng)對(duì)建筑美學(xué)的理解，學(xué)院對(duì)《建筑美學(xué)》的教學(xué)內(nèi)容作出如下調(diào)整。

1）調(diào)整教學(xué)內(nèi)容 內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)建筑學(xué)院《建筑美學(xué)》課程開(kāi)始設(shè)于2017年，目的是深化與提升《建筑概論》《中國(guó)古代建筑史》《外國(guó)建筑史》《外國(guó)近現(xiàn)代建筑史》等課程，以中外建筑美學(xué)的發(fā)展史綱、建筑美學(xué)理論的發(fā)展體系及國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀建筑作品賞析為主要授課內(nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的比例調(diào)整原則為：在課時(shí)不變前提下，精簡(jiǎn)建筑美學(xué)純理論講授的部分，增加虛擬仿真體驗(yàn)與交流互動(dòng)的比例。學(xué)生在本科階段已進(jìn)行系統(tǒng)的建筑理論學(xué)習(xí)，已有較廣闊的專(zhuān)業(yè)知識(shí)面，基于此，對(duì)建筑美學(xué)發(fā)展史、建筑美學(xué)含義和范疇、建筑美的審美本質(zhì)等美學(xué)基本概念進(jìn)行精簡(jiǎn)，節(jié)約的課時(shí)用于虛擬仿真體驗(yàn)活動(dòng)和交流互動(dòng)環(huán)節(jié)?！督ㄖ缹W(xué)》課程理論性較強(qiáng)，通常以課程講授為主，采用概念解析、案例講解等方式闡釋建筑美學(xué)理論，學(xué)生參與度較低，互動(dòng)性較少。因此在課程教學(xué)內(nèi)容中增加虛擬仿真體驗(yàn)，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的場(chǎng)景與美學(xué)理論相結(jié)合，使學(xué)生以第一視角進(jìn)入建筑并獲得直觀的美學(xué)感受，更好地了解建筑周邊環(huán)境。交流互動(dòng)是教學(xué)改革的重要一環(huán)，學(xué)生在此環(huán)節(jié)交流虛擬仿真環(huán)境中的美學(xué)感受，探討不同建筑在材料、空間、色彩運(yùn)用中蘊(yùn)含的美學(xué)思想，分析建筑的美學(xué)形式，從而促進(jìn)學(xué)生之間良性互動(dòng)，增強(qiáng)學(xué)生參與課堂的興趣，營(yíng)造輕松的課堂氛圍。

2）技術(shù)設(shè)備應(yīng)用 在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用中通過(guò)Skechup、Rhino、Revit、3Dmax等軟件建模，導(dǎo)入“光輝城市·Mars”軟件，再通過(guò)手持和頭戴VR設(shè)備等進(jìn)行虛擬仿真體驗(yàn)。學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中進(jìn)行建筑審美活動(dòng)，從而模擬建筑所處的現(xiàn)實(shí)環(huán)境和歷史場(chǎng)景，使學(xué)生形成對(duì)建筑審美的歷史性和辯證性理解，獲得建筑美學(xué)表現(xiàn)形式的系統(tǒng)性認(rèn)知。

3.2 教學(xué)過(guò)程

課程教學(xué)過(guò)程分為3個(gè)階段，即理論教學(xué)、虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)與建筑審美評(píng)價(jià)。通過(guò)3個(gè)階段的教學(xué)指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)理論教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用相結(jié)合的教學(xué)模式。

1）理論教學(xué) 以中外建筑美學(xué)的發(fā)展史綱、建筑美學(xué)理論的發(fā)展體系及國(guó)內(nèi)外優(yōu)秀建筑作品賞析為主要授課內(nèi)容。目的是提高學(xué)生的美學(xué)素養(yǎng)，擴(kuò)大學(xué)生知識(shí)面，幫助學(xué)生了解建筑美學(xué)思想、理念、流派的發(fā)展嬗變過(guò)程，以完善學(xué)生的學(xué)科知識(shí)體系、引導(dǎo)學(xué)生形成宏觀且系統(tǒng)的科學(xué)思維。

2）虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn) 基于建筑案例的虛擬現(xiàn)實(shí)認(rèn)知與虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)，幫助學(xué)生在真實(shí)環(huán)境中進(jìn)行美學(xué)鑒賞。本階段主要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)和使用“光輝城市·Mars”軟件與VR設(shè)備，結(jié)合建筑美學(xué)理論講解，使學(xué)生在沉浸式體驗(yàn)中認(rèn)知建筑所蘊(yùn)含的美學(xué)思想與美學(xué)表現(xiàn)形式。在此階段，要求學(xué)生選擇感興趣的國(guó)內(nèi)外經(jīng)典建筑案例，運(yùn)用建模軟件完成建筑精細(xì)模型，構(gòu)建基地及周?chē)h(huán)境模型，將模型導(dǎo)入“光輝城市·Mars”軟件中，通過(guò)頭戴和手持VR設(shè)備進(jìn)行游歷體驗(yàn)，讓學(xué)生以第一視角進(jìn)入建筑場(chǎng)景，獲得“身臨其境”的感受（見(jiàn)圖1）。在虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，學(xué)生通過(guò)對(duì)時(shí)間、季節(jié)、天氣等進(jìn)行調(diào)整，切實(shí)感受建筑在不同時(shí)間、季節(jié)的形態(tài)變化，在仿真三維環(huán)境中直觀感受和理解建筑美學(xué)形式，在時(shí)空虛擬體驗(yàn)中獲得美的感受。學(xué)生以游歷者視角，以建筑學(xué)專(zhuān)業(yè)知識(shí)，在沉浸式體驗(yàn)中感受建筑的空間、尺度、材料、色彩等，直觀地理解建筑。

1《建筑美學(xué)》課程中VR設(shè)備使用場(chǎng)景（圖片來(lái)源：作者自攝）

3）建筑審美評(píng)價(jià) 通過(guò)小組討論和陳述，分析總結(jié)不同建筑帶來(lái)的審美體驗(yàn)差異，探討不同風(fēng)格建筑采用的美學(xué)形式，深入挖掘因?qū)徝罉?biāo)準(zhǔn)差異而形成的不同美學(xué)思想，并以論文形式歸納總結(jié)。論文需從建筑形式、功能、技術(shù)、材料等方面闡述建筑蘊(yùn)含的美學(xué)思想，幫助學(xué)生回顧和思考在建筑審美活動(dòng)中的美學(xué)感受，體會(huì)真實(shí)環(huán)境中的建筑美學(xué)營(yíng)造思想，以提高學(xué)生的環(huán)境與空間感知能力及美學(xué)鑒賞能力，為今后的建筑設(shè)計(jì)和建筑研究活動(dòng)奠定基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

《建筑美學(xué)》課程作為建筑學(xué)教學(xué)體系中的重要組成部分，是培養(yǎng)學(xué)生的美學(xué)思維和提高美學(xué)鑒賞能力的重要組成部分。傳統(tǒng)《建筑美學(xué)》課程教學(xué)形式以視聽(tīng)資料實(shí)現(xiàn)對(duì)美學(xué)的感知，局限性較大。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為建筑美學(xué)體驗(yàn)活動(dòng)提供極大的便利條件，使學(xué)生克服地域和交通條件限制，對(duì)不同國(guó)家與時(shí)期的建筑進(jìn)行審美體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展為《建筑美學(xué)》課程的教學(xué)提供新的形式，其超強(qiáng)的仿真系統(tǒng)使人在操作過(guò)程中得到環(huán)境的真實(shí)反饋，使學(xué)生在仿真的虛擬環(huán)境中感受建筑。本研究探索新技術(shù)與傳統(tǒng)教學(xué)模式結(jié)合的教學(xué)形式，以期改善教學(xué)效果，為相似的理論課程教學(xué)提供參考。