新工科背景下學(xué)生成果數(shù)字化展示在建筑學(xué)教學(xué)改革中的探索

張震宇，周池春，趙素梅

（大理大學(xué)工程學(xué)院 云南 大理 671003）

新工科教學(xué)改革是為了適應(yīng)科技的快速發(fā)展，在繼承傳統(tǒng)工科人才培養(yǎng)豐富經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，與新時代的技術(shù)革命有效融合，改革工科教育的培養(yǎng)體系，培養(yǎng)出創(chuàng)新能力卓越的工程人才和科技人才[1]。建筑學(xué)專業(yè)是一個感性與理性、藝術(shù)性與技術(shù)性相結(jié)合的專業(yè)，其改革方向之一就是在課程中融入更多的案例講解、分析和模仿。案例最常見的就是國內(nèi)外經(jīng)典的建筑工程項目和設(shè)計作品，可以從書籍、網(wǎng)絡(luò)上找到相關(guān)資料。這類案例展示了建筑學(xué)是什么，建筑最終呈現(xiàn)的方式和要求，讓學(xué)生開闊眼界，認(rèn)識到專業(yè)學(xué)習(xí)未來要達(dá)成的目標(biāo)和高度。但還有另一類案例也很重要，就是建筑學(xué)學(xué)生的成果作品，尤其是本學(xué)院往屆學(xué)生的成果作品。這類案例更貼近在讀學(xué)生，展示從專業(yè)小白成長為專業(yè)人才的過程，更容易被學(xué)生理解和接納。

本文分析了建筑學(xué)學(xué)生成果展示在建筑學(xué)教學(xué)中的意義，其檔案管理存在的問題和彌補辦法，在成本最小化情況下進(jìn)行了數(shù)字化展示的初步探索和嘗試，得到了較好的教學(xué)效果。

1 建筑學(xué)學(xué)生成果展示在建筑學(xué)教學(xué)中的意義

建筑學(xué)學(xué)生成果，與其他理工科專業(yè)成果以論文、答題本、試驗數(shù)據(jù)分析報告等不同，多以作品的形式呈現(xiàn)，以手繪圖紙、計算機軟件繪圖、實物模型、視頻動畫等為表現(xiàn)形式。其特點，一是實物尺寸較大且規(guī)格不一致，如紙質(zhì)圖紙包括A4-A0 多種尺寸，實物模型有紙質(zhì)、木質(zhì)、泡沫等多種材質(zhì)，尺寸也會視材料和精細(xì)度不同而有所不同；二是實物數(shù)量大，基本每門專業(yè)課都會上交大量的紙質(zhì)圖紙，很多課程和競賽也會安排模型制作。這些成果，尤其是其中的優(yōu)秀成果，大都會被保存下來，用于后續(xù)課程教學(xué)和教學(xué)評估。因此，建筑學(xué)學(xué)生成果會占據(jù)大量空間，需要建立專門的資料室進(jìn)行保存。這些成果是記錄學(xué)生學(xué)習(xí)實踐的能力和效果的重要載體，也是反映和評估教學(xué)效果、分析教學(xué)方法和培養(yǎng)模式的重要參考，在建筑學(xué)教學(xué)中扮演著至關(guān)重要的角色。具體表現(xiàn)為：

①為教學(xué)提供更豐富的分析案例，提高學(xué)生的理解力和創(chuàng)新性。建筑學(xué)需要大量的建筑設(shè)計案例從不同層面不同維度啟發(fā)學(xué)生。對于任課教師，往屆學(xué)生作品更契合教師的教學(xué)思路和主題，有概念方案、初步設(shè)計、施工圖設(shè)計等不同階段和不同分值的圖紙可供對比分析，更容易被學(xué)生理解，并激發(fā)學(xué)生的比競爭和創(chuàng)新意識。

②為教學(xué)提供討論的機會，提高學(xué)生的表達(dá)和自我反思的能力。建筑學(xué)課程需要不斷的討論、修正設(shè)計思路、完善設(shè)計作品。學(xué)生通過展示和介紹自己作品的設(shè)計理念、功能參數(shù)，能夠鍛煉自己的口頭表達(dá)和書面表達(dá)能力，提高自己的溝通技巧，且更易發(fā)現(xiàn)設(shè)計作品中存在的問題進(jìn)行自我反思。

③為教學(xué)提供實踐的機會，提高學(xué)生的實踐能力和團(tuán)隊協(xié)作能力。建筑學(xué)課程設(shè)計、畢業(yè)設(shè)計以及設(shè)計競賽等會圍繞一個具體的場景展開。需要學(xué)生進(jìn)行實地調(diào)研，運用多種設(shè)計工具開展圖紙設(shè)計。成果展示可以了解學(xué)生在實際項目中的表現(xiàn)，提高學(xué)生動手實踐能力。另外，很多設(shè)計作品需要團(tuán)隊協(xié)作完成，成果展示可以讓學(xué)生學(xué)會與他人合作，提高團(tuán)隊協(xié)作能力。

④為教學(xué)提供檔案資料，提高教師的教學(xué)方法和教學(xué)效果。高等教育教學(xué)評估是高校及其相關(guān)專業(yè)辦學(xué)水平、教育質(zhì)量的一項重要評估制度[2]。學(xué)生成果是教學(xué)評估最為重要的支撐材料之一，也是最為直觀和最富視覺沖擊力的材料。通過成果展示，可以考察該專業(yè)和課程的教學(xué)過程，檢驗教學(xué)的目標(biāo)和效果。從而有助于教學(xué)評估，并促進(jìn)教師不斷改進(jìn)自身教學(xué)方法和教學(xué)計劃。

2 建筑學(xué)學(xué)生成果檔案管理存在的問題

①檔案管理意識不足。不是所有建筑學(xué)教師和學(xué)生都能充分認(rèn)識到教學(xué)檔案的重要性，往往把歸檔作為形式主義的工作，缺乏對其價值的認(rèn)識。因此，造成教學(xué)檔案的整理、保存和利用不夠規(guī)范，給后續(xù)的有效使用造成障礙。

②檔案管理制度不健全。建筑學(xué)院系未建立完善的教學(xué)檔案管理制度，只是簡單地存儲，導(dǎo)致學(xué)生成果檔案的收集、整理、保存和利用過程中出現(xiàn)混亂，丟失、破損情況明顯，影響檔案的完整性和可靠性。

③檔案保管條件不佳。建筑學(xué)學(xué)生成果對保存條件要求較高，比如，陽光暴曬和潮濕會導(dǎo)致圖紙和模型褪色或發(fā)霉，擠壓疊放會導(dǎo)致圖紙和模型變形或破損等。因教學(xué)用房緊張，很多建筑學(xué)院系難以提供充裕和適宜的檔案保管環(huán)境。

④檔案分類和編號不規(guī)范。教學(xué)檔案的分類和編號是檔案管理的基礎(chǔ)，但在實際操作中可能存在不規(guī)范的現(xiàn)象，如分類模糊、編號重復(fù)等，再加上學(xué)生成果檔案尺寸較大，導(dǎo)致檔案檢索困難。

⑤檔案更新不及時。學(xué)生成果具有時效性和課程對應(yīng)性，且數(shù)量龐大，空間占用明顯，因此需要定期更新。教學(xué)評估也是五年一周期，五年前的資料對教學(xué)評估來說不再需要，但對教學(xué)歷史記錄來說還是很重要。很多建筑學(xué)院系存在檔案更新不及時的現(xiàn)象，影響檔案的時效性和參考價值。

⑥檔案管理人員素質(zhì)參差不齊。教學(xué)檔案管理工作需要具備一定的專業(yè)知識和技能。然而，部分學(xué)?；蚪ㄖW(xué)院系的檔案管理人員可能缺乏相關(guān)培訓(xùn)和經(jīng)驗，導(dǎo)致檔案管理工作質(zhì)量不高。

⑦檔案利用程度不高。因為上述問題導(dǎo)致檔案檢索、取用和歸還麻煩，很多教師減少了對往屆學(xué)生成果的利用，學(xué)生成果收集保存后就成為壓箱底的材料。部分老師還會把其中典型的或優(yōu)秀的學(xué)生作品單獨存放，變成了個人的教學(xué)材料。此外，作品本身易破損和褪色，也導(dǎo)致利用次數(shù)不多。

基于以上種種原因，建筑學(xué)學(xué)生成果的有效分類保存、快速檢索和高效利用一直是一個難題。

3 建筑學(xué)學(xué)生成果數(shù)字化的作用

在信息時代背景下，檔案信息資源的價值受到廣泛的關(guān)注[3]。電子信息化技術(shù)的發(fā)展可以實現(xiàn)教學(xué)檔案的數(shù)字化存儲，很好地解決或緩和以上提出來的管理和使用難題，其作用和優(yōu)點表現(xiàn)為以下幾點：

①提高學(xué)生成果檔案的存儲效率和安全性。學(xué)生成果數(shù)字化可以實現(xiàn)教學(xué)檔案的長時間存儲和多重備份，降低因自然災(zāi)害、環(huán)境不佳、管理不善等原因造成的檔案損失風(fēng)險。

②降低了學(xué)生成果檔案管理的專業(yè)性。學(xué)生成果數(shù)字化，按要求上傳相關(guān)檔案，按權(quán)限和分類條進(jìn)行檢索和調(diào)用，檔案管理人員的管理流程相對明確，對管理人員的素質(zhì)和責(zé)任心要求就不再苛刻。

③豐富了學(xué)生成果展示的表現(xiàn)形式和互動性。學(xué)生成果數(shù)字化，通過圖片、動畫、電子圖紙等多種形式展示，便于教師的解讀，也便于學(xué)生的理解，增加互動性。甚至還可以增加在線評論、討論等功能，提高教學(xué)質(zhì)量。

④促進(jìn)了學(xué)生成果的共享和傳播。學(xué)生成果數(shù)字化，可以實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化共享，打破了地域和時間的限制，教師和學(xué)生可以在權(quán)限范圍內(nèi)實時檢索和調(diào)取，便于教學(xué)和交流，無須專門到資料室取用原始檔案。

當(dāng)然，根據(jù)教學(xué)評估和檔案管理制度要求，數(shù)字化檔案不能完全取代圖紙、模型等原始檔案。原始檔案對于過程痕跡管理等還是必要的，但數(shù)字化檔案確實是原始檔案一個很好的補充和提升。

4 建筑學(xué)學(xué)生成果數(shù)字化的教改策略

教學(xué)檔案數(shù)字化建設(shè)是需要投入成本的，很多建筑學(xué)院系沒有專項資金也沒有專門人員進(jìn)行數(shù)字化建設(shè)。本研究進(jìn)行了初步嘗試，以最低成本以期達(dá)到最大的教改效果。主要措施包括以下幾點：

①學(xué)生成果數(shù)字化歸檔。任課教師在課程結(jié)束后及時進(jìn)行學(xué)生成果數(shù)字化歸檔。對于本就是電子的圖紙、圖片和視頻檔案，只需要集中分類存儲；對于手繪圖紙和實物模型需要進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)化。其中手繪圖紙采用掃描的方式，轉(zhuǎn)化為JPG 或PDF 格式。實物模型拍照后采用3D Photoscan、RealityCapture 等軟件轉(zhuǎn)成三維圖片或拍成短視頻。

②建立數(shù)據(jù)庫平臺。對于學(xué)生成果展示，只需要具備上傳、檢索、顯示、下載等功能。因此，利用網(wǎng)上公開的數(shù)據(jù)庫平臺是一個較好的選擇。本研究利用網(wǎng)上公開項目GIN-VUE-ADMIN，在它的基礎(chǔ)上進(jìn)行修改。GIN-VUEADMIN 是一個基于vue 和gin 開發(fā)的全棧前后端分離的開發(fā)基礎(chǔ)平臺。前端用基于vue3 的Element-Plus 構(gòu)建基礎(chǔ)頁面，后端用Gin 快速搭建基礎(chǔ)restful 風(fēng)格API，Gin 是一個go 語言編寫的Web 框架。同時還使用到了KodExplorer，用于存儲文件資源。該數(shù)據(jù)庫平臺的運行占用較少資源，本研究利用了學(xué)校本地服務(wù)器資源進(jìn)行存儲。若不具備條件，可使用阿里云、騰訊云等云端服務(wù)器，價格比較低，信息存儲也比較安全。

數(shù)據(jù)庫平臺設(shè)置不同權(quán)限。管理員統(tǒng)一上傳檔案，檔案上傳時設(shè)定關(guān)鍵詞，包括年級、課程（競賽）名、檔案類型、成績（優(yōu)良中差）等。用戶僅能通過賬號和密碼訪問平臺網(wǎng)站和檢索成果。學(xué)生成果包括課程作業(yè)、畢業(yè)設(shè)計、學(xué)科競賽三個目錄。點擊進(jìn)入相關(guān)目錄即可按關(guān)鍵詞條目進(jìn)行檢索和顯示。見圖1。

圖1 數(shù)據(jù)庫平臺界面

③授課和交流。教師可以通過互聯(lián)網(wǎng)訪問數(shù)據(jù)庫平臺的方式調(diào)取、展示學(xué)生作品，在課堂上、課下等隨時隨地進(jìn)行展示、分析講解和開展討論，對比不同成績、不同思路、不同階段的作品，啟發(fā)學(xué)生思維，明確課程教學(xué)要求。學(xué)生亦可以自行登錄數(shù)據(jù)庫平臺瀏覽往屆學(xué)生作品。對外交流和展示可設(shè)置臨時賬戶，外部人員可以通過臨時賬戶登錄數(shù)據(jù)庫平臺瀏覽可開放的內(nèi)容。

5 結(jié)論

本教改通過建筑學(xué)學(xué)生成果的數(shù)字化歸檔、數(shù)據(jù)庫平臺構(gòu)建和數(shù)字化檢索展示，用最小的成本實現(xiàn)了學(xué)生成果的長期保存、快速檢索、有效利用。對教師來說，豐富了教學(xué)工具和教學(xué)案例，提升了工作效率；對學(xué)生來說，提高了理解和創(chuàng)新能力，增強了自信和交流合作能力，更容易產(chǎn)生更好的成績和作品。從長遠(yuǎn)來看，數(shù)據(jù)庫平臺還能升級擴展成院系的建筑學(xué)專業(yè)信息化平臺，建立教師檔案模塊，如教師成果、教學(xué)大綱等；以及信息發(fā)布模塊等。當(dāng)然，這也需要更多資金的投入，并完善相關(guān)檔案管理制度、信息化平臺安全性等內(nèi)容，以期實現(xiàn)更深入的數(shù)字化教改。