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    產(chǎn)教融合背景下“沉浸式”聲景設(shè)計課程教學(xué)改革研究

    2023-09-06 04:35:24劉暢何孟杭謝輝王欣博王璽茍?zhí)?/span>
    高等建筑教育 2023年4期
    關(guān)鍵詞:沉浸式產(chǎn)教融合教學(xué)改革

    劉暢 何孟杭 謝輝 王欣博 王璽 茍?zhí)?/p>

    摘要:“產(chǎn)教融合-校企合作”是高等教育發(fā)展的必然要求,然而目前的產(chǎn)教融合實踐研究常脫離企業(yè)實際需求,導(dǎo)致產(chǎn)教融合培養(yǎng)的深度不夠。高等院校常規(guī)建筑類設(shè)計課程存在人才培養(yǎng)目標不明確、缺少實際應(yīng)用場景、成果反饋方式單一等問題。針對以上問題與挑戰(zhàn),基于產(chǎn)教融合的教學(xué)模式,以研究生城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程實踐為例,介紹了此次課程背景、課程安排、課程要求、課程階段性目標,以及校企導(dǎo)師的各階段職責(zé),將“沉浸式”應(yīng)用于課程設(shè)計方法、設(shè)計表達形式與設(shè)計優(yōu)化過程中,提出“沉浸式”聲景設(shè)計課程教學(xué)的改革體系與實踐方法。以“X音盒”“水琴余韻”2個小組的設(shè)計教學(xué)成果作為案例,從課程目標達成度、課后反饋情況來論述此次“沉浸式”城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程教學(xué)改革成果。多渠道、多模式、多機制的教學(xué)模式,充分發(fā)揮了高校和企業(yè)在人才培養(yǎng)方面的優(yōu)勢,全面提高了設(shè)計課程的教學(xué)質(zhì)量,為培養(yǎng)學(xué)生的優(yōu)良素質(zhì)、綜合能力和就業(yè)能力提供了平臺。為深化產(chǎn)教融合的合作內(nèi)容,高校應(yīng)積極開創(chuàng)產(chǎn)教融合新模式,企業(yè)深入挖掘生產(chǎn)實際需求,最終實現(xiàn)產(chǎn)教融合雙方的共贏,切實提高人才培養(yǎng)質(zhì)量。

    關(guān)鍵詞:聲景設(shè)計;沉浸式;產(chǎn)教融合;教學(xué)改革

    中圖分類號:G642.0;TU112-4? ? 文獻標志碼:A? ? 文章編號:1005-2909(2023)04-0077-09

    產(chǎn)教融合是企業(yè)和學(xué)校建立的一種合作模式,也是高等教育發(fā)展的必然要求。2017年《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出高校要將“辦學(xué)模式轉(zhuǎn)到產(chǎn)教融合、校企合作上”。2022年國務(wù)院《“十四五”數(shù)字經(jīng)濟發(fā)展規(guī)劃》中提出“支持高校、龍頭企業(yè)、行業(yè)協(xié)會等加強協(xié)同,加強產(chǎn)業(yè)共性解決方案供給”。深化產(chǎn)教融合、校企合作是國家對高校理論和實踐教學(xué)的一項重大導(dǎo)向性調(diào)整[1-3]。目前,產(chǎn)教融合的研究重點集中在產(chǎn)教融合模式及其機制方面,難點在于缺乏理論基礎(chǔ)和實踐經(jīng)驗[4-6],其中實踐研究常脫離企業(yè)的實際需求,導(dǎo)致校企合作處于比較初級的階段。深化產(chǎn)教融合可著力于完善相關(guān)政策制度的建設(shè),優(yōu)化學(xué)校教育環(huán)境,提高企業(yè)對產(chǎn)教融合的積極性等[7]。

    建筑類專業(yè)學(xué)科具有融科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性、實踐性于一身的特點,科學(xué)性、藝術(shù)性、技術(shù)性是其內(nèi)在屬性,實踐性是其外在屬性,是與行業(yè)對話的語言[8]。建筑類專業(yè)的研究生設(shè)計課程教學(xué)目的在于使學(xué)生在掌握本專業(yè)理論基礎(chǔ)上,具備科學(xué)研究和工程實踐能力[9]。目前,常規(guī)的建筑類設(shè)計課程普遍采用“理論課程+模擬任務(wù)書”的模式,而這種培養(yǎng)模式往往存在人才培養(yǎng)目標不明確、理論與實踐脫離、成果反饋方式單一等問題[10-14]。

    良好的聲環(huán)境對于健康人居環(huán)境的建設(shè)具有積極影響[15-17],國際標準化組織將聲景定義為“個體、群體或社區(qū)所感知的在特定場景下的聲環(huán)境”[18]。聲景設(shè)計課程是基于聲景學(xué)在城市建成環(huán)境領(lǐng)域的發(fā)展,將“聲音”作為設(shè)計的重要組成部分,強化了常規(guī)設(shè)計中對聲音感知的考量。在傳統(tǒng)建筑設(shè)計課程的基礎(chǔ)上,聲景設(shè)計更加關(guān)注“聲音-人-環(huán)境”三者的關(guān)聯(lián),因此,“沉浸式”的設(shè)計體驗在聲景設(shè)計教學(xué)中更為重要。為實現(xiàn)更有效的聲景設(shè)計展示和公眾參與,聲景設(shè)計課程“沉浸式”教學(xué)改革十分重要。“沉浸式”的設(shè)計體驗主要體現(xiàn)在設(shè)計方法、設(shè)計表達形式與設(shè)計優(yōu)化過程中。此次課程實踐通過“沉浸式”的實驗研究為方案材料、結(jié)構(gòu)選擇提供科學(xué)數(shù)據(jù)支撐,運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)模擬使用者的第一視角漫步于設(shè)計作品中,“沉浸式”體驗視聽效果,優(yōu)化設(shè)計方案。作品呈現(xiàn)采用1:1實體模型,學(xué)生可“沉浸式”地融入方案落地、實體搭建的過程。

    城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程是重慶大學(xué)與中建科技集團有限公司聯(lián)合開展的研究生公共設(shè)計課程,是高校聲景設(shè)計課與企業(yè)產(chǎn)教融合的一次嘗試。以此課程為例,提出了基于產(chǎn)教融合的“沉浸式”建筑設(shè)計課程教學(xué)的改革與實踐方法,將聲景設(shè)計過程與實踐結(jié)合,注重設(shè)計課程全周期的沉浸式體驗與實時反饋,進一步提升建筑設(shè)計課程的質(zhì)量。作為國內(nèi)首門產(chǎn)教融合模式的“沉浸式”聲景設(shè)計課程,希望有效提高學(xué)生的設(shè)計實踐能力,為未來高等院校聲景設(shè)計教學(xué)和城市公共空間聲環(huán)境設(shè)計提供一定的參考與幫助。

    一、產(chǎn)教融合實踐方法及體系構(gòu)建

    產(chǎn)教融合的聲景設(shè)計課程實踐教學(xué)體系探索,重點研究適合本專業(yè)特點的實踐教學(xué)體系和內(nèi)容構(gòu)建,在此基礎(chǔ)上,以聲景理論教學(xué)為根本,結(jié)合企業(yè)指導(dǎo)設(shè)計實踐的核心理念,探討校企深度融合機制下“沉浸式”的實踐教學(xué)模式,逐步形成專業(yè)理論扎實、實踐經(jīng)驗豐富的高水平教學(xué)團隊,推進完成設(shè)計與實踐結(jié)合的“沉浸式”校企聯(lián)合人才培養(yǎng)模式(圖1)。

    1.明確教學(xué)培養(yǎng)目標,理論實踐并駕齊驅(qū)

    課程教學(xué)以培養(yǎng)適應(yīng)行業(yè)發(fā)展需求的人才為目標,在聲景設(shè)計課程教學(xué)實踐中采用產(chǎn)教融合方式,構(gòu)建包括高校教師與企業(yè)導(dǎo)師的新型教學(xué)團隊,根據(jù)企業(yè)真實需求動態(tài)設(shè)置課程內(nèi)容,提升聲景教學(xué)質(zhì)量與學(xué)生綜合素質(zhì),促進學(xué)校人才培養(yǎng)與企業(yè)的深度融合,滿足建筑行業(yè)高質(zhì)量的人才培養(yǎng)需求,實現(xiàn)培養(yǎng)兼具理論基礎(chǔ)與設(shè)計實踐經(jīng)驗的人才目標。

    2.建立學(xué)科應(yīng)用場景,形成工程實踐思維

    在人才培養(yǎng)體系設(shè)計上,貫徹產(chǎn)教合作、協(xié)同育人的教育理念,根據(jù)聲景類學(xué)科理論知識繁雜、實踐性強的特點,全程引入行業(yè)和企業(yè)需求。教學(xué)團隊構(gòu)建專業(yè)基礎(chǔ)理論教學(xué)體系,企業(yè)設(shè)定真實設(shè)計場地、目標要求與成本預(yù)算,建立聲景設(shè)計課程實際應(yīng)用場景?;跀?shù)字化裝配式建造方法引導(dǎo)學(xué)生掌握相關(guān)技術(shù)手段和實現(xiàn)方式,構(gòu)建融合理論課程及實踐的教學(xué)體系。

    3.創(chuàng)新設(shè)計成果反饋模式,強調(diào)“沉浸式”體驗

    設(shè)計成果的產(chǎn)生、推敲、表達均以“沉浸式”的方式展開,引入混合現(xiàn)實技術(shù)(mixed reality,MR)的創(chuàng)新展示模式,使方案的生成兼具理性與感性的優(yōu)勢。此外,1:1實體模型的搭建以更“沉浸”的形式對設(shè)計方案進行深化和展示,激發(fā)學(xué)生以第一視角、全方位投入方案的設(shè)計和生產(chǎn)過程,更直觀地評判設(shè)計方案的品質(zhì)和可行性。

    二、產(chǎn)教融合的“沉浸式”聲景設(shè)計課程實踐

    2021年重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院與中建科技集團有限公司共同開展“智慧城市設(shè)施聲景產(chǎn)品設(shè)計”聯(lián)合設(shè)計教學(xué),目的在于整合高校的優(yōu)秀科研成果和企業(yè)的工程實踐優(yōu)勢,提升學(xué)生科研、實踐相結(jié)合的綜合能力。課程以聲景設(shè)計為核心,以數(shù)字化裝配式建設(shè)為技術(shù)導(dǎo)向,旨在為城市公共空間提供一種強調(diào)功能性、互動性的綠色、健康、低碳的城市聲景產(chǎn)品,進而改善城市居民的生活質(zhì)量,提升城市品質(zhì)。

    此次設(shè)計課程采用線上、線下相結(jié)合的模式。校企聯(lián)合教學(xué)團隊包括重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院教師2名、美視電影學(xué)院教師1名,中建科技集團有限公司企業(yè)導(dǎo)師2名,光輝城市科技有限公司企業(yè)導(dǎo)師1名,分別從不同的專業(yè)和技術(shù)方向?qū)υ撜n程進行指導(dǎo)。教學(xué)團隊結(jié)合場地特征、使用人群差異性、實際建造復(fù)雜性、設(shè)計目標機動性等要素,選取了4個各具特色的現(xiàn)實場景,為設(shè)計研究問題的提出提供了多元化的可能(表1)。

    城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程的教學(xué)周期共8周,分為3個主要階段,詳細課程安排如表2所示。

    第一階段主要包括理論研究、項目分析及調(diào)研。一方面,鼓勵學(xué)生廣泛查閱線下文獻分析聲景設(shè)計理論,掌握聲景設(shè)計案例的基本規(guī)律和分析流程,并結(jié)合授課教師的講座強化“智慧城市聲景設(shè)施”的相關(guān)基礎(chǔ)知識;另一方面,實地調(diào)研城市智慧公園并結(jié)合文獻案例,了解當(dāng)前智慧設(shè)施的發(fā)展現(xiàn)狀,拓展設(shè)計思路。課程前期企業(yè)導(dǎo)師分享成功的工程實踐案例,從設(shè)計理念、設(shè)計手法、實現(xiàn)方式到整個工程建造流程的預(yù)算控制和材料選擇,為課程后期各階段的設(shè)計深化奠定良好基礎(chǔ)。

    第二階段為產(chǎn)品設(shè)計階段,包括初步設(shè)計、產(chǎn)品技術(shù)分析、深化設(shè)計3個過程。企業(yè)導(dǎo)師深度參與聲景產(chǎn)品設(shè)計中,引入中建科技的數(shù)字化裝配式工程技術(shù),基于企業(yè)實際需求與市場角度對設(shè)計流程的各個環(huán)節(jié)進行指導(dǎo),深化落實“校企聯(lián)動”機制。在深化設(shè)計階段,光輝城市企業(yè)導(dǎo)師參與了Mars軟件培訓(xùn),將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到設(shè)計全過程,方便學(xué)生自我評價,同時也方便教師遠程了解學(xué)生的設(shè)計內(nèi)容,為方案的深化給出更為準確、有價值的修改意見。

    第三階段為成果反饋階段,包括產(chǎn)品搭建、成果提交2個部分。為清晰認知設(shè)計成果的尺度與場地融合效果、聲景氛圍的沉浸式體驗,設(shè)計課使用Mars軟件的MR技術(shù),構(gòu)建3D模型場景,展現(xiàn)聲景音效,將原本抽象的設(shè)計圖紙立體化。除了MR技術(shù),此次設(shè)計課也特別注重實體搭建效果。通常研究生的設(shè)計課程缺少1:1的原尺模型搭建,而此次設(shè)計課強調(diào)可落地性,以用戶使用、場地需求、市場認可為導(dǎo)向,結(jié)合企業(yè)導(dǎo)師實際工程案例經(jīng)驗,搭建實體模型。

    三、教學(xué)成果反饋

    (一) 教學(xué)設(shè)計案例

    以2個小組的設(shè)計教學(xué)成果作為案例進行簡析,從課程目標達成、課后反饋情況來論述產(chǎn)教融合背景下的“沉浸式”城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程教學(xué)改革成果。

    1.X音盒

    該方案以深圳坪山區(qū)的工業(yè)園區(qū)為設(shè)計場景,對坪山區(qū)的上位規(guī)劃、園區(qū)區(qū)位分布、聲環(huán)境功能區(qū)、公共空間類型及場景人群特征進行分析(圖2、圖3),提出“可療愈、可變化、可聚集、可互動”的設(shè)計策略,并將設(shè)計產(chǎn)品命名為“X·音盒——工業(yè)園區(qū)中的趣味療愈盒子”,以期為工業(yè)園區(qū)的日常生活帶來更多便利。

    該設(shè)計可應(yīng)用于3種公共空間類型,即位于工業(yè)園區(qū)邊緣區(qū)、工業(yè)園區(qū)生活區(qū)以及兩者之間的小微公共場所,具有關(guān)閉、部分開敞、全部開敞3種模式,療愈、休憩、展示、宣傳、表演5種功能(圖4)。同時,結(jié)合國家“平疫結(jié)合”的相關(guān)要求,“X·音盒”也可作為防疫宣傳、隔離監(jiān)控、消毒殺菌等功能的空間載體。

    設(shè)計在“產(chǎn)教融合”的課程背景下,結(jié)合學(xué)校與企業(yè)導(dǎo)師的綜合建議,主要使用低碳鋼、聚碳酸酯板、紡織纖維紗網(wǎng)、聚酯纖維板、木材等環(huán)保材料;按照產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可拆解為屋面、骨架、圍護、吸聲板、家具模塊5個部分,并配備燈帶、燈管、噴霧、音響等設(shè)備(圖5)。其中,骨架結(jié)構(gòu)中為兩根對稱的六角中空鋼管預(yù)留孔洞,以便后期水電線路安裝;生產(chǎn)過程中預(yù)計碳排放總量為3.1 t,后期采用人工植樹、工業(yè)固碳的方式實現(xiàn)“碳中和”目標。

    該方案在成果反饋中使用Mars軟件制作VR視頻進行表達,視頻以某工人在工業(yè)園區(qū)日常工作生活的第一視角,直觀地介紹了“X音盒”在療愈、休憩、展示、宣傳、表演5種不同場景下的展開方式與家具布局形式、聲音效果等。沉浸式的課程成果反饋方式有效提升了聲景營造效果的展示質(zhì)量。

    2.水琴余韻

    為實現(xiàn)模塊化、裝配一體式設(shè)計,實現(xiàn)多點位布置的短期快速安裝等建設(shè)要求,該方案采用2種不同尺度的模塊單元,可根據(jù)需要變換模塊單元組合方式,以適應(yīng)多樣化的城市場景,滿足不同人群需求(圖6)。方案中將水琴窟與洗手設(shè)施相結(jié)合,通過滴水聲提供愉悅的聽覺享受,同時通過洗手時的滴水聲提醒使用者節(jié)約用水。

    在建筑專業(yè)的實際應(yīng)用場景中,方案的材料選型對于設(shè)計效果的最終呈現(xiàn)起著至關(guān)重要的作用。該設(shè)計方案在學(xué)校與企業(yè)指導(dǎo)教師的綜合指導(dǎo)下,最終選擇竹鋼材料作為主體結(jié)構(gòu)材料(圖7),其拉伸強度為同等重量鋼材的3倍,適用于傘型柱(負責(zé)單一單元的承重系統(tǒng))和屋面板。同時,竹鋼的甲醛釋放量僅為0.1 mg/L,符合E0級環(huán)保標準,為負碳排材料。

    方案遵循“綠色水循環(huán)”設(shè)計理念,通過市政管網(wǎng)與自然水源相結(jié)合的方式引入水流,并借鑒水琴窟的發(fā)聲原理,使聲景與環(huán)保相結(jié)合,喚醒人們的節(jié)水意識(圖8)。該組學(xué)生在方案推敲過程中以實體搭建“水琴窟”的方式進行模擬實驗,得出真實建造時應(yīng)使用的最佳發(fā)聲材料與構(gòu)造尺寸,從而最大化展示“水琴窟”的聲景效果,提高了該方案的實際落地可行性。

    (二) 課程評價

    在此次城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程中,學(xué)校和企業(yè)展開深度合作,學(xué)生通過前期調(diào)研分析、產(chǎn)品設(shè)計展示,結(jié)合Mars軟件的MR技術(shù)、1:1實體模型,“沉浸式”推敲設(shè)計方案并展示設(shè)計成果。相比傳統(tǒng)設(shè)計課程,學(xué)生表示此次課程的“沉浸式”設(shè)計過程有效提高了設(shè)計參與度。企業(yè)在前期對學(xué)生進行工程實踐的經(jīng)驗講解和技術(shù)培訓(xùn),在設(shè)計全過程中參與教學(xué),針對節(jié)點構(gòu)造、材料選擇、預(yù)算控制、運輸尺寸等,提出一系列基于企業(yè)市場角度的建議,后期輔助學(xué)生更合理、生動地表現(xiàn)自己的設(shè)計理念和產(chǎn)品,讓學(xué)生從企業(yè)生產(chǎn)的角度進行概念確立、產(chǎn)品設(shè)計和沉浸式的成果展示。針對優(yōu)秀設(shè)計方案,各組學(xué)生聯(lián)合中建科技集團進行專利申請、深化方案并嘗試在深圳坪山區(qū)落地。此次校企聯(lián)合課程的部分設(shè)計成果還參與了2021年北京城市建筑雙年展,獲得參展人員的一致好評。

    這種校企深度融合的教學(xué)模式,充分利用了學(xué)校和企業(yè)不同的教育環(huán)境和資源,發(fā)揮在人才培養(yǎng)方面的各自優(yōu)勢,多渠道、多模式、多機制開展合作教學(xué)(圖9),設(shè)計課程的教學(xué)和成果質(zhì)量得到全面提高,為培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力和就業(yè)能力提供了平臺。

    四、結(jié)語

    產(chǎn)教結(jié)合的“沉浸式”實踐教學(xué),是建筑學(xué)專業(yè)工程實踐能力培養(yǎng)的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)“理論與實踐相結(jié)合、校內(nèi)與校外相結(jié)合、學(xué)校與企業(yè)相結(jié)合”的原則,此次城市聲景聯(lián)合設(shè)計課程將理論教學(xué)與工程實踐緊密結(jié)合,突出“理實結(jié)合”的重要性,切實做到理論與實踐結(jié)合、學(xué)習(xí)與生活結(jié)合、高校與企業(yè)結(jié)合。產(chǎn)教融合的“沉浸式”建筑類設(shè)計課程模式,對于進一步提高建筑類專業(yè)教學(xué)質(zhì)量,培養(yǎng)具有扎實專業(yè)理論基礎(chǔ)的應(yīng)用型人才具有重要的支撐作用。

    此次教學(xué)改革是基于產(chǎn)教融合模式的“沉浸式”設(shè)計課程的初次實踐,在未來產(chǎn)教融合中的合作內(nèi)容層面仍存在深化空間。對于學(xué)校,應(yīng)積極利用優(yōu)秀的高校資源,將專業(yè)前沿理論運用于產(chǎn)教融合課程的改革,積極創(chuàng)新產(chǎn)教融合新模式;對于企業(yè),應(yīng)深度挖掘生產(chǎn)過程中的實際需求,努力提高產(chǎn)教融合的合作能力與質(zhì)量,深入?yún)⑴c產(chǎn)教融合。學(xué)校專業(yè)理論教學(xué)優(yōu)勢與企業(yè)資金技術(shù)資源緊密結(jié)合,才能使產(chǎn)教融合的雙方實現(xiàn)共贏和良性互動。

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    [13] 黃麗,莊少龐,孫一民,等.整合實踐教學(xué)環(huán)節(jié)的高年級建筑設(shè)計教學(xué)模式優(yōu)化探索——以華南理工大學(xué)建筑學(xué)院為例[J].高等建筑教育,2015,24(4):74-77.

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    [18] ISO 12913-1:Acoustics-Soundscape-Part1:Definition and Conceptual Framework[S].International Organization for Standardization.

    Abstract: Industry-education integration, school-enterprise cooperation is an inevitable requirement for the development of university education. However, the current practice on the industry-education integration is often divorced from the actual needs of enterprises, resulting in insufficient depth in the training mode. Architectural education in universities is facing the problems of unclear talent training objectives for architectural design courses, lack of practical application scenarios for design content, and single outcome feedback method. In response to the above problems and challenges, the authors introduced the background, requirements, stage goals, course arrangement, and the responsibilities of school/enterprise tutors at each stage, and proposed the immersive teaching reform system and practice method, based on the industry-education integration mode. The idea of immersion is applied to the process of design expression and optimization. Taking two cases of student design works as examples, the authors evaluated the teaching reform outcomes of the soundscape joint design course. The successful practice applied on the soundscape joint design course realized the teaching mode of multi-channel, multi-mode, and multi-mechanism; improved the teaching quality, and provided a platform for cultivating students excellent quality, comprehensive capabilities and employment capabilities. To deepen the cooperation of the industry-education integration, universities should create new industry-education integration modes actively, and enterprises should dig deep into the actual needs of work, ultimately achieving a win-win situation for both sides, and effectively improving the quality of talent training.

    Key words: soundscape design; immersive; industry-education integration; teaching reform

    (責(zé)任編輯? 周沫)

    基金項目:重慶市高等教育教學(xué)改革研究項目(213027);教育部產(chǎn)學(xué)合作協(xié)同育人項目(202101126011)

    作者簡介:劉暢(1987—),女,重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院講師,博士,主要從事建筑聲學(xué)和可持續(xù)建筑設(shè)計研究,(E-mail)lc87@cqu.edu.cn;(通信作者)謝輝(1982—),男,重慶大學(xué)建筑城規(guī)學(xué)院教授,博士,主要從事聲環(huán)境與健康研究,(E-mail)xh@cqu.edu。

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