学文网摘要：《建筑设计基础》是一门专业基础课程，它所包含的内容与学生后续的学习具有很强关联性。而传统的教学形式单一、枯燥乏味，难以达到预期的教学效果。在教育信息化时代，将信息化教学引入本课程能够增加教学手段多样性、提高学习活动高效性、增强信息资源整合性。基于此，文章提出促进教师进行创造性教学，提高教学的“想法、方法、技法”；推动学生主动参与学习，实现学习“得之于心，应之于手”；推进信息化技术进课堂，加强教学形式的“丰富性、针对性”，促使信息化教学与本课程有机统一，也为其他课程教学提供经验借鉴。
关键词：信息化；建筑设计基础；课程；教学
《建筑设计基础》课程作为建筑学专业的主干课程，贯穿学生学习的始终，是学生能否顺利步入建筑学专业领域的敲门砖；是正确认知建筑与建筑设计，学习从事建筑设计的奠基石；是融合知识传授与能力培养为一体的综合性课程[1]。通过“建筑认知”“建筑物”“建筑材料”等章节建立学生对于建筑专业学习的初步认知。通过“建筑环境”“建筑分析”“设计操作”等章节训练学生善于分析和构思创造的能力。而随着“建筑工业互联网”“人工智能”“AI+”等信息技术的发展，信息化融入教学已势不可挡，尤其是“BIM技术”（建筑信息模型）的应用完善，更注重建筑专业教学数据的分析和处理，充分发挥学生思维的多维性，提高学习动力和效率。传统《建筑设计基础》课程教学显露出诸多局限性，亟需做出全新的改变。建筑设计课程教学信息化是传统教学与信息化技术的有机统一，是实现教学资源丰富性、教学形式多样性的必要措施。
1信息化教学与传统教学的差异性分析
1.1教学主体：教学手段多样性
从传统教学角度来看，《建筑设计基础》课程教学主要以教师作为知识的传授者，主要负责收集、处理、传送信息。由于建筑设计基础内容涵盖面广、知识要点多带来的教学压力，繁重的教学任务量，使教师把过多的精力集中在分析教学目标、教学资料上，而忽视利用信息资源进行协作学习、情境创设，教学仅用口述、示范，配合课件、板书进行教学，课堂呈现出形式单一、枯燥乏味，难以激发学生的设计思维和创作灵感。其次，教师自身信息能力较弱，无法熟练利用“BIM技术”“微课”等进行内容展示，无法保障教学的质量和效率。从信息化教学角度来看，具有信息化素养的教师掌握信息化教学的基本理论和方法，使《建筑设计基础》教学呈现多媒体化、智能化、网络化的特点。善于巧妙运用信息化手段将云计算、虚拟仿真技术等融进教学设计中。在教授“建筑环境”章节，教师不仅可以利用多媒体对建筑内外部空间、自然环境，通过***片、动画、视频等向学生展示，还可以利用虚拟仿真技术进行情景创设，身临其境地感知建筑空间的艺术美感[2]。综合化、智能化的课堂使建筑焕发新的生命，既让学生进入体验式、沉浸式学习，极大激发他们学习兴趣，又能调动思维的活跃性，把学生的头脑培“活”训“灵”[3]。
1.2教学客体：学习活动高效性
从传统角度来看，《建筑设计基础》课程的教学忽视学生的***性和个体性，学生作为知识的被动接受者，缺乏学习的积极性和主动性。《建筑设计基础》是一门理论与实际联系紧密的课程，很多建筑理论和建筑概念具有抽象性、模糊性特点，学生在繁多的理论学习过后，无法将前后的知识点串联起来，实践操作能力也很难得到有效锻炼。从信息化教学角度来看，学生被看作具体的、有个性的***个体，是学习活动的主体。灵活的学习平台和丰富的网络资源使学生的个性和特长得到充分发挥，学习潜力得以充分开发。例如在学习“设计操作”章节，利用BIM技术对数据进行分析、加工、整理，形象地表达建筑与内部空间形态、外部环境之间的关系[4]。通过观察、研究形体的组合和空间变化，使学生能够真实地感知创作者的设计意***，学习的主动性被充分调动。合作学习也会有新的突破，学生以一个数据平台为基础，将各自的设计理念展现在同一个效果***上，相互学习，取长补短。师生之间实现“零距离、零时差”互动，教师可以随时随地向学生共享资源、任务、进行评价等，学生也可以在任意时间地点通过共享平台上传自己的设计作品以及疑难问题。
1.3教学形式：信息资源整合性
从传统角度来看，主要以课堂教学为主，把更多资源集中在打造精品课堂，但却很难在实际应用中普及，导致大量物力、人力和财力的浪费。教学要素单纯集中在教师、学生和教学内容之间，媒体只作为教师向学生传授知识的辅助工具，包括教科书、黑板、教学电视等。内容的呈现主要是以课件演示为主，且课件的更新速度较慢，教学承载的信息能力较低，与实际偏差较大。从信息化教学角度来看，多媒体的课堂和多媒体网络课堂教学形式丰富且生动，无论是从座位的摆放还是内容的展现，均集形、声、色为一体的直观性呈现，极大满足学生视觉、听觉需求。学生对于数据信息的有效分析和处理，使得建筑设计更加直观、高效，如防震检测、尺度测量等[5]。信息化教学的优势又体现在打破时间、地域的限制，成功顺应“碎片化、移动化”的学习方式，打造人数无限制课堂。通过腾讯、钉钉等网上学习平台开展知识教授、小组讨论、作业提交、经验交流等，实现了资源共享的最大化。
2信息化视角下的《建筑设计基础》课程教学的应用策略
2016年8月，住房和城乡建设部《2016—2020年建筑业信息化发展纲要》，特别强调增强建筑学人才的AI+、BIM、智能化的操作能力。《教育信息化十年发展规划》同样强调信息化教学的重要性。可见信息技术进课堂，实现建筑教学信息化已是大势所趋。信息化融入教学，必须提高教师教学的“想法、方法、技法”，提升创造性教学的能力；提高学生学习“得之于心，应之于手”，促进学生学习的主动性；加强教学形式的“丰富性、针对性”，推动信息化进课堂。
2.1创造性教学：提高教师教学的“想法、方法、技法”
教师教学主要在“想法、方法、技法”上，利用信息技术构建教学的个性化，营造信息化学习氛围，能够极大提高教学的效力和质量，促进学生高级思维的产生。通过理论教学、设计教学、实践操作全过程培养学生勤于用脑、长于操作的素质和能力[6]。首先，提高教师的教学“想法”。教师自身信息化素养的高低是其综合能力强弱的重要体现。传统的教师能够非常熟练地将“建筑认知”“建筑环境”“建筑分析”等理论内容全面地教授给学生。但由于课堂时间限制、总体课时安排等因素，课堂往往过于注重理论知识的全盘灌输，忽视对学生学习的引导和启发，学生思维的灵活性和课堂的活跃性难以调动。而信息化教学恰恰弥补了传统教学的不足，教师有更多的时间引导学生认知建筑，学习如何了解建筑，如何分析问题，如何去破解难题。在学习理论知识的同时，充分开发和锻炼学生的抽象思维、理性思维、创造思维。以“建筑环境”章节的学习为例，教师基于信息化移动平台“Moodle”结合任务驱动型教学模式进行教学。具体表现为利用“Moodle”聊天室功能、小组讨论功能等主线任务——“建筑环境可以分为哪几类？请分别举例说明”。小组合作的形式提高了学生自主探究建筑学习的能力以及团队协作能力。其次，提高教师的教学“方法”。信息化教学根据不同的教学任务制作对应的教学设计，使课堂不再拘泥于线下形式。提高对“Moodle”“Ansys”“微信”等平台的利用率，弥补传统课堂时间限制、人数限制的缺陷，极大提升学生学习的积极性和学习效率[7]。以“建筑功能与空间”的教学为例，介绍教师对于信息化技术平台——“微信”的利用。微信已成为人手必备的社交平台，而它同时也是一个强大的移动学习平台，具有灵活方便、互动及时、功能多样等特点。首先，教师在进行新章节教学之前，建立微信群，进行师生互动、通知，了解学生的学习进度以及做好课前安排。通过朋友圈、公众号推送等方式分享最新建筑设计信息，引导学生提前进入相应的学习公众号，领取学习任务，拉近师生关系，课前完成“破冰”计划。其次，提供“建筑功能与空间”的经典案例——“案例一：耶鲁大学拜内克藏书馆”“案例二：苏黎世高工信息科学实验楼”“案例三：麻省理工学院小教堂”。相应的预习任务，让学生在实际案例中去感受建筑的复合型功能、重复性功能与空间之间的组合和碰撞，激起学生对于建筑功能和空间的兴趣。最后，在课堂学习结束后，教师上传学习资料，供学生***，方便课后进行复习巩固。同时，开通后台提问互动平台，利于学生之间交流合作以及教师答疑解惑。最后，提高教师的教学“技法”。在建筑设计基础教学中，能促使学生形成高级思维的教学才是好教学。建筑理论的学习最终要归于实践的操作，脱离实践的建筑理论将成空壳。只有让学生真正地参与其中，引导学生思考和“试错”，才能真正实现“做中学”[8]。以学习“建筑的支撑与包裹”为例，一座建筑能否被投入使用需考虑风力、重力、保温、安全等多种因素。如果教师只是单纯运用口述，学生对建筑的支撑体系只能有一个模糊化、浅显化的认识，很难达到真正意义上的理解。而若教师采用信息化虚拟技术，利用三维模拟软件，构建建筑模型，能够让学生直观地感知各种构建所承受的作用力是否在合理范围内。例如，房屋屋架、柱、梁等受压、受弯以及受剪能力在何种程度会超出它的负荷载，若超出负荷建筑建构又会发生怎样的应力和形变，威胁安全。
2.2主动性学习：促进学生学习“得之于心，应之于手”
建筑设计的过程也是艺术创造的过程，它既需要雄厚的理论基础，又需要冷静的理性思维和独特的创新思维。因此，思维能力的训练对于建筑专业学生的学习尤为重要，活跃的头脑才会迸发好的设计。《建筑设计基础》课程作为建筑专业学生踏进建筑学习领域的基础课程，能否发挥其关键的奠基作用对于学生高级思维的形成具有决定性影响。一方面，促进学生学习“得之于心”。《建筑设计基础》课程的理论学习同其他课程一样，均是知识“输入”学生头脑的过程，但“输入”质量的高低直接决定着后续知识“输出”的效果。传统教师通过讲授的形式进行满堂灌，结果导致“两不行”，教师“累得不行”，学生“困得不行”。信息化技术引入教学，能够最大程度改变这种现状，释放教师压力，激发学生自主学习的动力。以“建筑认知”的学习为例，摈弃传统的课前预习、课堂讲授的方式，基于信息化教学，采用“一分三微三步骤”的方式[9]。首先，“一分”是指分层。在正式上课之前，教师利用网上匿名问卷方式调查学生的层级差异，方便教师了解每个学生的个性差异和潜能特点，建立学生“最近发展区”，实施分层化教学。其次，“三微”是指上课前动员学生组建好“微团队”，准备好“微新闻”，制作好“微课程”。“微团队”的建立有利于学生增进互相了解，为后期小组合作奠定基础，体现以学生为中心的理念。“微新闻”是指教师提前搜集好与本节内容“建筑形式”“建筑空间”“建筑质感”相关的热点话题，以建筑与人们生产生活、社会贡献为问题导向，筛选、整理相关的新闻话题进行导入，激发学习兴趣。“微课程”是指教师将本章节重点难点“建筑质感”和“建筑节点”制作成易于理解和学习的“微课”。学生利用碎片化时间进行“微学习”，起到查缺补漏、温故知新的作用，提高学习效率。最后，“三步骤”是指将教学设计分为“课前准备、课中学习、课后任务完成和交流”。课前将“建筑认知”章节相关的学习资料上传学习平台，供学生***了解；课中利用“微新闻”导入，并抛出探究性问题——“你所了解的建筑类型有哪些？举例说明”；课后“微课”，供学生温习巩固[1]。另一方面，促进学生学习“应之于手”。建筑专业学生对于建筑设计的学习，必须勤于用脑、善于观察，最终归于实践中的应用。然而传统教学偏向于纯理论知识教授，学生难以运用理论知识解决实际问题，知识“输出”困难重重。信息化教学在分析问题、探究方法中获得知识，在理解的基础上去动手操作，真正达到“脑”与“手”的同时锻炼，充分实现“做中学”。现以“建筑支撑体系”的学习来说明。首先，学生在“钢筋混泥土框架结构”“钢框架结构”“传统木框架结构”中选取一种应用BIM技术建筑信息模型，加强学生软件的应用能力，促进知识的吸收和掌握。另外，利用空间的开放性，进行资源共建共享，发挥群体智慧。教师利用教育云平台共享资料，充分利用MOOC进行线上线下、课内课外的交流与合作，成功实现翻转课堂[10]。学生利用BIM平台将传统的建筑剖面设计***、工程量计算汇聚在一个平台完成，团体协作不仅能够汇聚思想，激发想象力和创造力，又能够利用各自优势，取长补短，提高运用信息化手段处理建筑设计难题的能力[11]。
2.3信息化融入：加强教学形式的“丰富性、针对性”
教学手段信息化能够增加《建筑设计基础》学习的趣味性，既能够提高教师教学质量，更能够增强学生学习动力，保障教学的高效性。随着教育信息化的快速发展，信息化教学资源的应用形式也呈现多样化特点。教师需要针对不同的施教内容选择针对性的信息化教学形式，才能够真正提高学生的信息素养、创新精神和实践能力。信息化融入教学，具有丰富的形式，主要包括“BIM平台”“虚拟仿真技术”“移动学习平台”等。“BIM平台”作为建筑专业必须了解的信息技术，主要指建筑物在设计和建造过程中创建和使用的“可计算数码信息”[12]，简而言之，即是数字化的建筑三维模型。BIM技术的应用可以使教师和学生在同一平台，对构建的建筑模型进行多次修改、评价、反馈，极大提高师生之间的沟通效率。同时，BIM技术具有多种的表现形式，主要包括三维立体***、剖面***、材料表、采光照明等。学生可以根据自身需求实现三维立体***和平面***之间的任意转换，对建筑的内部进行分析观察，也可以实现设备管理、工程监测等，提高学生信息软件的应用能力和高级思维的转换能力。另外，虚拟仿真技术可以根据学生的学习需求对真实场景和事物进行模拟还原，进行任意剖面的切除等。更真实地将建筑构造设计展示在学习者面前，打破传统单一的理论教学形式，又避免实地参观工地带来的安全风险。信息技术与教学的有机结合能够极大提高教学的效率，但两者之间的适配性是决定教学效果的关键。面对丰富多样的信息化手段，教师能否根据课程内容进行适当选用，直接决定着教学质量的高低。从《建筑设计基础》课程的学习来看，整体的课程安排是从基本理念过渡到建筑认知再到设计操作，是由整体到部分、由表及里、由抽象到具体的过程，顺应了学生学习的认知规律。因此，相对应的教学形式也必须有所区分，例如，对于BIM技术和虚拟仿真技术的应用则不宜用在前几章的教学，更适合在学习设计操作方面应用。而相对于前两章基本理念的教学，教师可选择电子书包、Moodle搭建的移动学习平台等，方便教师对于学生课程内容的掌握情况，实现动态监测[13]。而“微课”作为特殊的教学手段，既能减轻教师重复工作压力，又能增强学生自主学习动力，则宜贯穿整个课程教学的始终。不管是对建筑形式的认知，还是对建筑的设计分析；不管是抽象的概念，还是复杂的实验[14]，教师都可将其难点重点制作成精美的“微课”，供学生预习、学习、复习，进而锻炼学生自主学习的能力，强化教学的质量和效果。
结语
信息技术在教学中的恰当运用对于教师和学生都能实现“双赢”。一方面，增强教师教学的多样化，减轻教学任务量的同时实现了预期教学效果，更踏上了个人素养的新台阶；另一方面，促进学生学习高效化，包括创造力的提升、合作共享能力的提高、批判性思维的养成和自我认知意识的觉醒。基于此，在《建筑设计基础》课程中引入信息化教学，必须促使教师进行创造性教学、提高学生学习的主动性、加强信息化教学融合性。只有如此，学生才能打下坚实的基础，本课程的教学质量和效率才能得以保障。
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作者：李本云 单位：浙江工业大学教育科学与技术学院
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