第２卷第１期 Ｖ０１．２ Ｎ０．１ Ｍａｒ．２０１０ ２０１０年３月 基于建筑设计教学过程的 数字化教学体系探讨 饶金通 张燕来 李立新 （厦门大学建筑与土木工程学院，厦门 ３６１００５） 【摘要】本文结合建筑设计的教学过程，根据教学实践，以“脑的延长”为目标，制定了一套数字化教学课程体系， 在教学实践中提高和改进，从而有效地提高了教学质量和教学效果。 【关键词】教学过程；数字化教学；脑的延长 【中图分类号】Ｇ４３４；ＴＵ２０１．４ 【文献标志码】Ａ 【文章编号】１６７４—７４６１（２０１０）０１—００９５—０４ 当前建筑数字化技术的迅速发展，对建筑设计 乃至建筑业的影响越来越大，数字化技术为建筑设 计提供了一种能全面提高设计质量、工作效率、经 济效益的先进技术，不再只是一种新的绘图工具和 计算机辅助设计（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ Ａｉｄｅｄ Ｄｅｓｉｇｎ，ＣＡＤ），也 就是所说的“脑的延长”ｌ２ Ｊ。 根据全国高校建筑学学科专业指导委员会的 《促进建筑数字技术教学发展纲要》，建筑数字技术 课程改革的思路从三个方面考虑：改革教学重点， 以讲授设计构思方面的软件为主；增加教学内容， 加强建筑数字技术发展概貌的介绍；改革教学方 式，逐步将建筑数字技术课程与建筑设计教学结合 起来 。结合专指委的精神和学院的教学改革情 况，结合建筑设计的教学过程，以达到“脑的延长” 表现手段。在建筑学专业的本科阶段，数字化技术 教学的目标是使学生对建筑数字技术的概貌及其 最新发展有一个初步的了解，具有应用计算机辅助 建筑方案构思和绘图的能力¨Ｊ。因此面对时代的潮 流，如何更新观念建立一套符合建筑学整体发展方 向的、科学合理的数字化技术课程体系，是今天的 建筑教育领导者和从事数字化技术教育的工作者 难以回避的重要问题。 作为教学改革目标，制定出如下数字化课程体系。 本文根据建筑学专业建筑设计课程的教学过 ２数字化课程教学大纲与内容 传统的数字教学主要是以讲授命令为主，现在 的教学主要是以讲授建筑设计构思为主，基于此我 程和教学大纲，结合多年的数字化课程教学经验， 提出了一套基于建筑设计教学过程的数字化教学 课程体系。 们对各门课程的教学大纲与教学内容的制定进行 了改革和调整。考虑在总学时总学分不变的前提 １数字化教学课程体系 传统的数字化技术教学全国大多数院校基本 上是计算机辅助绘图软件的教学，而且教学内容也 下，如何尽可能详尽地讲授各个数字化软件在建筑 设计中的应用也是一个难点，为此我们主要集中讲 授每个软件的基础知识、建筑学专业需要用到的常 局限于绘图命令的教学，因而计算机辅助设计往往 被认为仅仅计算机辅助绘图，只是一种可以提高工 作效率的绘图工具，也就是人们通常所说的“手的 用命令及它们的综合应用。 ２．１数字化建筑设计概论 学时／学分：１６学时（１学分） 教学大纲：建筑学及相关专业学生的入门性指 导课程；深入浅出地介绍建筑数字化设计的有关概 延长”。在教学改革上，我们的目标是利用计算机 的优势帮助设计者提高设计的创造性，真正地实现 【作者简介】饶金通，硕士，高级工程师，主要研究三维建模、虚拟现实技术。 注：厦门大学执行三学期制（两长一短），第三学期为短学期，共５周。 念和相关知识、相关软件、相关技术和相关方法； ２．３建筑数字化表现 教学内容：数字化建筑设计基础；数字化建筑 学时／学分：１６学时（１学分） 设计软件；建筑性能分析；虚拟现实技术在建筑设 教学大纲：介绍３Ｄｍａｘ／Ｐｈｏｔｏｓｈｏｐ两款软件在 计中的应用；建筑设计信息集成；协同设计；数字化 建筑设计表现方面的基本应用：三维建模、三维渲 建筑设计智能化；建筑形式的数字化生成；计算机 染及效果图后期处理。 辅助建筑设计软件开发技术简介； 教学内容与教学方法：根据建筑设计的效果图 教学方法：以实例（动画、图像、视频等）的方式 表现要求，结合ＡｕｔｏＣＡＤ的三维建模，教学内容局 来讲解数字化建筑设计的方方面面，并以专题的方 限于建筑表现所需的命令与方法，具体内容安排 式进行讨论，引导学生深入了解数字化设计技术在 如下： 建筑设计中的应用。 考核方法：期中作业论文＋期末笔试。 表３建筑数字化表现教学安排 ２．２计算机辅助设计 学时／学分：２８学时（２学分） 教学大纲：介绍ＡｕｔｏＣＡＤ绘图软件，掌握基本 的绘图命令，能综合使用各种命令，完成建筑设计 的平面、立面、剖面图的绘制及建筑的三维建模。 教学内容与教学方法：结合建筑设计的专业要 求，把整个教学过程分为四个阶段：计算机辅助绘 图基本命令、建筑平面的绘制、建筑立面的绘制、建 筑三维模型的绘制；同时在教学过程中把必须掌握 的命令在教学过程中分步介绍，具体如下： 表２计算机辅助设计教学安排 考核方法：完成两份作业：平面彩图制作、建筑效果图制作。 ２．４草图大师 平面绘图命令：Ｐｌｉｎｅ， 第二阶段建筑平面图的制作８学时 Ｌｉｎｅ，Ｏｆｆｓｅｔ，Ｔｒｉｍ，Ｆｉｌ— 学时／学分：随设计课教学 ｌｅｔ，Ｄｉｍ，Ｂｌｏｃｋ／ｉｎｓｅｒｔ， 教学大纲：了解ＳｋｅｔｃｈＵｐ软件的基本使用，能 第三阶段建筑立面图的制作 ６学时 Ｈａｔｃｈ等； 地使用它完成建筑设计的方案构思，并生成相 第四阶段 三维模型的 学时 ， 应的效果图和漫游动画。 教学方法：学生自学，老师提供各种学习资料 考核方法：在规定的时间（２小时）内完成一份平面图的制作； 和相关的案例，并结合建筑设计课进行辅导。 基于建筑设计教学过程的数字化教学体系探讨 ２．５建筑信息模型 制作。 ２．８多媒作 学时／学分：随设计课教学 学时／学分：３２学时（２学分） 教学大纲：详细介绍Ｒｅｖｉｔ的发展、特点、功能 与使用，包括建筑设计信息技术发展概述、建筑信 息模型与Ｒｅｖｉｔ概述、基于构件的建筑设计、自定义 教学大纲：讲授常用的多媒作软件，如 Ｆｌａｓｈ、Ａｕｔｈｏｒｗａｒｅ、Ｄｒｅａｍｗｅａｖｅｒ等设计软件，对学生 设计的作品进行多媒体展示，图、文、声并茂，完美 簇类型、视图与渲染、明细表等应用；基于ＢＩＭ的建 筑节能分析（ＩＥＳ）； 地表达建筑设计思想和建筑设计作品。 教学方法：选修全校公共课程；举行专题讲座， 教学内容：结合当前的建筑设计竞赛或建筑设 计作业，讲授Ｒｅｖｉｔ软件的使用，让学生直接使用软 件来完成竞赛或作业，同时介绍Ｒｅｖｉｔ信息模型在 建筑性能分析软件（ＩＥＳ／Ｅｃｏｔｅｃｔ）的应用。分六部 分来讲述：基础知识；基于建筑构件的各种建模命 令的使用和技巧；基于视图处理的各类平、立、剖、 三维、详图等应用；基于建筑表现的的灯光、渲染、 漫游等应用；基于体量、组、局部设计、多方案探讨、 工程阶段、大项目协同设计等高级应用；建筑信息 模型的性能分析。 教学方法：以实例来教学； 考核方法：完成建筑设计作业或建筑设计 竞赛的作业。 ２．６建筑技术分析 学时／学分：１６学时（１学分） 教学大纲：以Ｅｃｏｔｅｃｔ或ＩＥＳ软件为软件平台， 介绍计算机辅助工程ＣＡＥ技术在建筑性能分析中 的应用，主要包括建筑声环境分析、建筑光环境分 析、建筑热环境与能耗分析、建筑日照分析、建筑风 环境分析等。 教学方法：以实例（建筑学设计作业）为例进行 教学； 考核方法：能完成一幢公建的各项建筑性 能分析，并以此依据改进建筑设计方案。 ２．７虚拟建筑 学时／学分：１６学时（１学分） 教学大纲：介绍虚拟现实技术的基本原理与应 用；以Ｑｕｅｓｔ３Ｄ软件为平台，介绍虚拟现实技术在建 筑设计中的应用； 教学内容与教学方法：介绍Ｑｕｅｓｔ３Ｄ软件的基 础知识和基本命令；结合建筑设计方案，建立三维 模型，通过烘焙导入Ｑｕｅｓｔ３Ｄ；通过通道组为虚拟现 实场景编辑环境、导游线路、菜单制作等，最后完成 虚拟展示系统的发布。 考核方法：完成一份虚拟现实展示系统的 以实例介绍软件的使用。 ３数字化课程教学方法探讨 数字化教学课程体系的建设目的明确，一方面 是以建筑设计教学为主线，另一方面是以实现“脑 的延长”为目标，因而在整个教学过程中要始终围 绕这两个方面展开，教学过程中采用“四结合”：命 令讲解与实例演示相结合、课堂作业与设计作业相 结合、数字化课堂与专业课堂相结合、课堂教学与 网络教学相结合，通过实践和总结，有如下的教学 指导思想。 ３．１理论与实践相结合 建筑设计是一门实践性很强的学科，建筑数字 化技术课程也是一门实践性非常强的课程，对数字 化技术软件的掌握程度关键看实践，即在设计课中 应用数字化技术的实践。建筑数字化技术课程的 教学效果最终通过学生在建筑设计课中体现出来， 否则，也就失去本门课程存在的意义，其中最主要 的实践就是学生对建筑方案的构思如何通过数字 技术进行表现，并通过计算机对方案进行推敲、评 价，实现真正意义上的计算机辅助设计，即“脑的延 长”。 ３．２走近设计 在教学过程中“走近设计”，结合建筑学课程的 教学实例及不同风格、不同特点的建筑设计方案来 讲解软件的具体综合应用。在ＣＡＤ软件教学时，我 们的教学实例尽可能就来自于学生学习或设计中 的的建筑平面、立面、剖面，并结合学生手工绘制建 筑平面的过程来讲授相关的ＣＡＤ命令，这样学生能 快速地掌握计算机辅助绘图。在教学ＳｋｅｔｃｈＵｐ时， 直接让学生对他们在建筑课程作业的建筑设计草 图进行绘制学习，同时把最后的成果在建筑数字化 表现课程中作为案例来练习，也可以作为建筑设计 的课程作业来上交，达到双赢的效果。 ９８ ３．３课程之间即交叉又延续 座和组织学习兴趣小组等方式来促进学生在建筑 设计中实践数字化技术。另一方面，结合每年全国 建筑学专业专家指导委员会的优秀作业评选和建 我们的改革是基于建筑学专业的教学过程来 展开的，因此在教学上可以通过把某个建筑设计实 践的不同发展阶段作为主线，把所有的课程教学形 成一个体系，课程之间既有交叉又有延续。建筑方 筑设计竞赛，与指导教师一起提出专门的教学指导 方案，以“评”促学，以“赛”促学，对数字化技术教学 案草图阶段通过ＳｋｅｔｃｈＵｐ来绘制，成果可以在 起到积极的推动作用。 ３Ｄｍａｘ中渲染使用，同时３Ｄｍａｘ成品既可以由Ｐｓ 加工成建筑效果图，又可以导出为ＶＲＭＬ文件作为 ４总结 虚拟现实的实例。建筑方案构思完后，根据草图模 建筑设计是一门富有艺术创造性的综合性应 型通过ＣＡＤ软件来绘制平立剖等图形，并作为辅助 用学科，建筑设计的作品丰富多彩，从而决定了建 线导人Ｒｅｖｉｔ Ｂｕｉｌｄｉｎｇ信息模型软件中建成ＢＩＭ模 筑数字化技术教学也必须是灵活多变的．当然目前 型，最后可以通过ＢＩＭ模型生成各类施工图，并进 的课程体系还有许多不足之处，如在建筑技术性能 行各种建筑性能分析。 软件方面，涉及不多，除目前软件的选择不多外，作 ３．４主辅相结合 为数字化设计教学的专业老师，在建筑技术方面的 在建筑学专业的教学改革中，过去大家都有一 知识掌握也有一定的欠缺，有待提高。本文通过结 种数字化技术教学课时量太多的错觉，实际上现在 合学院的教学条件、师资情况，我们提出的数字化 它已经与设计课程融合在一起，很难分辩出有些课 技术教学课程体系只是一个尝试，希望在未来实践 程是属于建筑设计课程还是属于数字化技术课程， 中不断地完善和提高。 因为有部分课程作为“辅修”的形式与设计课程结 合 一起，例如ＳｋｅｔｃｈＵｐ课程和虚拟现实课程就是 参考文献 与建筑设计课结合在一起。当然，根据时代发展的 需要，可以适当进行内容更新，在学分与学时总量 ［１］项秉仁．面对数字化时代的建筑学思考，新建筑，２００１ 基本不变的前提下，尽可能多地讲授实用的数字化 年第６期 设计技术。 ［２］饶金通，张燕来，李立新．基于“脑的延长”的建筑数字 化技术教学改革，厦门大学学报（哲社版），２００８年教学 ３．５教学模式多样化 研究增刊：５３～５７ 建筑设计形式的多样化，也决定了教学形式的 ［３］李建成．建筑数字技术课程教学现状调查与改革思路， 多样化，因此除了传统的课堂教学外，我们可以通 ２００７年全国建筑高等学校建筑院系建筑数字技术教学 过直接参与学生的建筑创作指导、开设各类专题讲 研讨会论文集，２００７：６３～６７ Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎ ｏｆ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ ｏｎ Ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ Ｄｅｓｉｇｎ Ｐｒｏｇｒｅｓｓ Ｒａｏ Ｊｉｎｔｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｙａｎｌａｉ，Ｌｉ Ｌｉｘｉｎ （Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅ ａｎｄ Ｃｉｖｉｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｍｅｎ ３６１００５，Ｆｕｊｉａｎ，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ，ｔｈｅ ｄｉｇｉｔａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ｉｓ ｄｉｓｃｕｓｓｅｄ ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒａｌ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｌａｎ ａｎｄ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ．Ｔｈｅ ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ“Ｂｒａｉｎ’Ｓ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ”ｉｓ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｄｕｒｉｎｇ ｔｈｅ ｔｅａｃｈｉｎｇ ｐｒａｃｔｉｃｅ．ｗｈｉｃｈ ｈａｓ ｐｒｏｍｏ— ｔｅｄ ｔｈｅ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｅａｃｈｉｎｇ． Ｋｅｙ Ｗｏｒｄｓ：Ｔｅａｃｈｉｎｇ Ｐｌａｎ；Ｄｉｇｉｔａｌ Ｔｅａｃｈｉｎｇ；Ｂｒａｉｎ’Ｓ Ｅｘｔｅｎｓｉｏｎ
