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计算机辅助设计在建筑设计教学的应用

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摘要:通过近几年指导大学生参加全国大学生计算机大赛收获的成果,结合高校建筑学专业“计算机辅助设计”课程的特点及教学中存在的问题,对当下应用型人才的教学与培养进行探讨。强调计算机辅助设计在建筑设计课中的应用及扮演的重要角色,提出完善教育教学内容和教学重点,拓展教育教学方法和手段,是当务之急。最终目标是提高学生的建筑方案设计能力。

关键词:建筑学专业;计算机辅助设计;建筑设计

前言

“计算机辅助设计”是目前应用型大学对建筑学专业普遍开设的一门专业技能课程。随着时代的进步,科学技术异彩纷呈,计算机辅助设计技术的飞速发展正在推动建筑业的一场技术革命。关于建筑尤其是住宅的选择,人们已经不仅仅需要原先某某模型公司精心制作的沙盘,还需要一种精神上的感受,希望通过演示动画或者LED大屏幕,以可视化、可感化的方式零距离感受住宅的样子和空间感受。他们更希望能够像戴上VR眼镜一样,身临其境地体验自己的住宅,甚至希望通过计算机辅助设计软件,对住宅进行适当的修改。当下,建筑公司及其领域常用的主要平面绘图软件有CAD、草图软件Sketchup、建模及动画软件3dmax、漫游软件Lumion、建筑信息模型软件Revit等等。其中,常用的动画3dmax软件和漫游制作软件Lumion尤其受到学生的青睐,这些软件对学生空间思维的培养以及“技术”与“艺术”的提高大有裨益。自开课以来,尽管取得一定的成效和经验,但作为一门流行且技术不断进步的课程,还需对教学效果继续研究、反思和探讨。

1“计算机辅助设计”课程教学现状与问题

1.1教学方法单一

课堂通常采用灌输式教学方法,这是一种以教师为主体的单向知识传授方法,重视对学生记忆学习能力的强制性训练,忽视了个体的学习能动性[1]。如建筑常用软件cad,在教学过程中单纯的讲授理论或讲得过多、过深,学生学习本门课程的积极性便会受影响。cad有许多绘图命令、编辑命令,教师往往因为教学大纲的要求,给同学们灌输大量的计算机绘图软件命令。再如,目前在上课的机房教室,教师的电脑与学生的电脑呈现内容虽然同步,但缺少丰富的课外知识,缺乏建筑设计案例的引入,趣味性不足,教学方法上呈现出来的内容比较单一。这样既不能提高学生学习计算机设计的兴趣,也不能提高学生实际运用计算机的能力。

1.2教学内容重点不突出

教师在教授难度较大的命令时,学生容易跟不上教师的讲解,这一点对初学者来说尤其明显;而且有的软件版本是英文版,学生初次记忆容易不太适应,需要一段时间转化。教师在上课的时候讲的基础命令较多,没有较好地结合实际的建筑项目,学生虽然知道了各个命令的用法,但教师没有具体指出这样的命令更适合做什么形式的建筑模型,没有将各个命令在一个整体的建筑设计方案中展示,势必让学生知其然而不知其所以然,教学重点不够突出。

1.3教学实践环节较薄弱

学生无法实现由计算机理论和操作向设计出建筑成品的转变,这是当下一些高校普遍存在的问题。存在这样的原因一方面是由于学生的计算机表达能力还不够娴熟,另外作为一个建筑设计的成品——工程图,需要与土木结构、水暖电、造价等专业配合,而学生缺少这样的联动机制,从而影响了学习最终的教学目标和教学质量。如何提高教学中的实践环节,值得深思。

2“计算机辅助设计”课程教学改革

2.1加强空间意识培养,提高设计创新能力

建筑学专业是一个综合性很强的专业,既需要拥有较强的空间思维,同时也应该具备前瞻的创新能力。建筑的空间思维是设计过程中逐渐培养起来的。比如在熟练掌握软件的基础上,如用sketchup建模,可以连同建立建筑内部的室内空间,即使一些小的家具、座椅、灯具等也应着实地把模型建立起来,对照建筑平面图和室内空间布置图,学生容易理解空间之内的转换、承接,室内摆放家具之后的整体空间效果等等。当然,这也需要学生主动琢磨、学习。对于指导教师而言,专业教师要在教学中为学生空间意识的培养创造条件,让空间意识成为学生在进行软件练习的动力;同时教师要设计“贴近”学生生活的实训作业,利于学生对空间的感知和培养,如用学生实际生活的学校宿舍楼来作为空间训练。对于这样的建筑空间,学生是非常熟悉的,让学生用电脑软件把宿舍楼的各个部分,如入口大厅、楼梯、厕所,甚至包括自己寝室的床、电脑桌、衣柜、鞋柜等等,建立起立体模型。这样可以发展学生的非智力因素,加速空间意识的培养。

2.2强化实践教学环节

2.2.1引入实际工程项目

相对于研究型大学,应用型高校更注重实践应用,对于建筑学专业来讲,需要培养适用于应用型大学人才培养目标的执行建筑师。[2]应用型专业人才的课程体系应以实践教学为主。实践教学课程体系是培养学生工程实践能力的指南,学生应用能力和创新能力的培养渗透在整个实践教学课程体系中。[3]随着前几年我国高校扩招的出现,中国目前的高校毕业生数量已经很庞大,可以毫不夸张地讲,如今的公司企业以及建筑房地产等公司并不缺大学生,而是缺真正的建筑设计人才。那么如何定位应用型建筑设计人才?其中关键的指标就是学生将来在各个设计机构以及设计公司是否能立马上岗,或者很快地投入到实际工作当中,是否能够把原先大学所学的理论知识转化到实际的建筑项目上,公司看重的是其在大学阶段的创新意识的培养和设计能力的塑造。因此,指导教师在授课当中应该注重对实际项目的引入。通常这种做法要基于一个实际案例,注意在选择案例的过程中应有阶段性。熟悉建筑学专业实际项目的人士都知道,建筑学的设计分三步:方案设计、扩初设计和施工图设计。在方案设计阶段,往往是用各个软件最多的时间段,比如要用到cad软件画平面和立面图,用sketchup软件建立模型,用3dmax软件或者vary软件做模型的渲染,用photoshop做后期的效果图整体处理,甚至用当下很热门的lumion软件进行建筑漫游动画展示等等。在这期间的每一个阶段都考验着学生们的软件运用能力。因此,教师可以采用实际案例,将实际项目按此阶段进行逐一分解。比如一个实际项目——小型办公楼(面积大概在2000平方米)的设计,要从二维各个图的制作到三维效果图的渲染循序渐进而来,这样可以锻炼学生综合运用不同软件的能力。在培养空间意识的过程中,可以让学生运用sketchup软件把建筑的各个部分包括室内空间都建立起来,然后用lumion软件进行漫游的路径跟随,使看图者能够一目了然地理解建筑的空间感。最后为了加深学生们对空间的印象,一定要带领学生参观真正建造起来的办公建筑,使其对空间有一种宏观的亲身体验。

2.2.2以比赛促进学习

李克强总理在2015年6月提出“大众创业、万众创新”的国家战略,全国上下,大到工厂企业,小到私营业主,无不鼓足干劲,开拓创新。学生应抓住机遇,更加奋发有为,为社会做出更多贡献。“计算机辅助设计”不仅是一门实践性极强的课程,更承担了辅助建筑方案设计的重任,因此要求教师不仅是知识的传播者,更是课堂教学的组织者、学生活动的参与者、学生学习的导向或顾问。“计算机辅助设计”课程操作性、现实性、趣味性、社会性都很强。通过参加竞赛,学生们的创新思维得到提高,团队合作能力得到锻炼,最重要的是计算机绘图能力在参加竞赛的兴趣中不知不觉得到了提升。学校政策鼓励方面,对全国计算机大赛中获得优异成绩的学生,不仅给予一定的物质奖励,还给学生创新学分奖励。近几年,笔者与本团队的教师指导本科生参加了全国与辽宁省级的大学生计算机大赛。通过各类项目的广泛参与,学生们的创作激情高涨,运用软件的能力明显得到提高,尤为重要的是学生开始尝试不同软件之间的融合,甚至“跨界”。如在2016年的作品《走入苗乡》中,建筑学专业的学生研究Flash动画软件,将苗族的建筑文化与建筑特点通过Flash动画进行演示,取得了较好的成绩。另外,还有学生通过网络的软件编辑,自己编曲,学习AE合成,把音乐作品做得惟妙惟肖,在2017年的音乐类普通组中获得国家三等奖。鉴于篇幅所限,其余获奖作品不一一阐述,个别获奖作品详细见。

2.3以创新为背景优化教学内容

培养大量专业知识丰富、实际操作能力强、创新意识浓厚的技能人才,是大多数工科院校的职责所在。我们希望在人才基础层面提高人才的创新能力。同时,对一些课程,尤其是计算机辅助设计课程,不能总处于专业课选修的地位,而要根据学校教学条件,将其调整为专业基础必修的科目,并以学生为主体,面向就业注册送体验金无需申请需求,创新教学方法,以切实培养学生的创新思维和创新技巧。科技创新需要创新型人才,创新型人才是科技进步和经济增长的动力源。具体到“计算机辅助设计”课程的教学设计中,结合计算机辅助设计技术的发展,精选教学内容,更新教学内容。例如随着建筑CAD技术的进步,仅掌握像AutoCAD这样的计算机辅助设计软件已远远达不到企业乃至设计院的要求,于是我们就将目前企业中应用较广泛的专业设计软件(Pro/E、UG等)补充到教学内容之中。[4]

2.4处理好手工与电脑之间的关系

团队主讲建筑本科生大三的设计,在设计作业的表达方法上,大三上学期依旧以手绘为主,用水彩、钢笔线条图来表达设计方案,而大三下学期普遍运用电脑。值得思考的是,这样的做法是否合适,很多同学喜欢手绘表达,有较强的手绘依赖性。可以在大三上学期安排一定的课时,让学生锻炼二维的电脑软件绘图和手绘的结合,大三下学期开始运用三维软件完成课程作品。手工绘图是基础,而电脑绘图是应用,正确处理两者的关系尤为重要。计算机是一种熟练工种,手绘图训练的潜在功能以及对学生的思维的培养是计算机无法取代的。

2.5充分开发学生潜能

在进行计算机软件教学时,为提高学生计算机绘图的速度,完善屏幕上的视觉效果,应加强学生的训练。让学生养成画图的好习惯至关重要,包括图层、边框、线型等等。绘图步骤要不断加强,同时鼓励学生多动脑思考,用多种方法画图,总结出画图速度快、效率高的方法等等,从而培养学生的创新意识和创新能力。结语思考和探讨计算机辅助设计课程在建筑设计教学中的应用,对改善教学方法、提高教学质量、培养应用型人才,具有极其重要的现实意义。对于建筑学学生来说,应具备较好的计算机软件应用能力,熟练应用各类设计软件。[5]借助全国大学生计算机大赛的平台,鼓励学生通过设计项目和实际竞赛来训练创新思维,增强建筑方案的设计能力和空间思维的培养,使学生真正成为21世纪的多元化应用型人才。这不仅仅是作为授业传道解惑者的教师的责任与义务,也是诸多公司对学校培养大学生的期望。

参考文献:

[1]马青.艺术设计专业“计算机动画设计”教学的一些思考[J].计算机教育,2008,8:81-82.

[2]徐慧敏.应用技术型大学计算机辅助课程教学改革——以建筑学专业为例[J].现代交际,2010,10:241-242.

[3]何丽,华斌,刘军.计算机应用创新型人才培养的实践教学改革研究[J].计算机教育,2014,1:5-9.

[4]高珏,耿习琴.“计算机辅助设计”课程的教学改革探索[J].陕西教育(高教版),2009,3:50.

[5]周婷,刘刚,王爱英.针对未来建筑需求的建筑学专业力学结构课程教学研究[J].教育教学论文,2017,7:202-203.

作者:马守恒; 郭晓玉

计算机辅助设计在建筑设计教学的应用责任编辑:张雨    阅读:人次

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