“虚拟与实体”双模式下的建筑模型课程教学探究

王诗彤，刁 艳

（辽宁科技大学，辽宁 鞍山 114051）

1 建筑模型课程现状及定位

现建筑学高校课程中所涉及的建筑模型已不再属于原有雕塑、器皿的范畴，也不再使用五花八门的材料以及多样化的手工工艺来完成建筑物的微缩处理，其更多是成为一种辅助设计手段来展现建筑形态。

1.1 建筑模型课程现状

随着高等教育对学生综合能力要求的提高，在建筑学中有关三维空间认知的课程愈发受到重视，而目前大部分高校并不能追随时代的发展而实现对人才综合素质的培养，对于建筑模型课程来说，许多学校还仍采用传统材料以模型制作的方式来进行授课，比如结合设计课程制作建筑模型，或是模仿大师经典作品来作为课程成果，无论是哪种方式都存在着一些不足。

1.1.1 课程内容深度不足

在三维空间的培养中，应展现出三种层次的内容深度，首先是整体关系，学生应该学会处理好建筑与周围环境间的关系；其次是建筑层面上的关系，这里主要指建筑形体与空间间的关系；最后才是微观局部关系，即对建筑结构、局部空间细节的推敲。而目前大部分模型课程主要停留在第二种层次上，不管是学生还是老师要求的成果多以精致的外观为主，过于注重效果，导致课程深度不足。

1.1.2 课程不能引发学生思考

这类课程，大部分学校基本采用团体协作的模式，让同学们形成团队，团队间经常采用流水线式模式制作模型来完成任务，整个过程并不利于培养学生的解读力和创造能力。

1.2 课程定位

建筑模型课其实是一门多课程交叉的学科，其会与其他课程教学作业重叠，例如在模型课中学生们需要制作模型，在中外建筑史课程中也需要还原制作古建或教堂模型，抑或是在设计课中学生们也会制作模型来推敲建筑空间。纵观整个建筑学教学体系，会发现始终离不开模型制作来配合设计学习，这就使得建筑模型课程的存在略显尴尬，因此在课程随时代更新补充的同时，也需要完善课程交叉时的衔接问题，任课教师之间应做到加强沟通，并且明确建筑模型课程的定位。

一种以辅助为主的课程定位。“辅助”主要指的是一种协助、帮衬的含义，在本科建筑学学习中，模型始终一种辅助专业课程的工具，罗德·林顿（Harold Linton）认为：“模型的深入推敲可使建筑体的各个角度都能更准确地观察到，模型是将我们引入复杂视觉天地的有效工具”[1]。因此模型课程的设立，主要意在帮衬建筑设计以及其他专业课程更为直观、真切地解决问题，随着学习和设计的深入，帮助学生与老师沟通、推敲空间、材料比较、记录灵感等等，进而来实现自己心中最“完美”的设计。

2 虚拟数字化技术对传统建筑模型课程的影响

2017年，教育部在复旦大学召开的研讨会上提出了新工科的建设，并先后形成了“复旦共识”“天大行动”“北京指南”，发布了《关于开展新工科研究与实践的通知》《关于推进新工科研究与实践项目的通知》，积极推动新工科建设[2]。建筑学虽然是一门历史悠久的学科，但它也需要跟随时代的脚步，积极融入新兴技术，推动新工科计划。而BIM、3D打印以及VR等新兴技术的引入，是帮助建筑学这门古老科学向新工科转化的有力手段。

2.1 虚拟数字化技术

虚拟数字化技术主要是指以BIM为主的，通过使用三维信息化技术手段来实现全建筑生命周期的协同与优化的目的，以此来实现设计前期的可视化，便于建筑师进行方案推敲；设计中期以实现高效性制图的目标；设计后期还能促进施工管理者详细了解各个阶段的设计概况。而在建筑模型课程中可以通过计算机软件将实体模型实现三维信息可视化，让学生快速感知模型内部空间、结构，理解知识要点，因此虚拟数字化技术具备以下优势。

2.1.1 模拟性

主要指建筑模型在虚拟空间内呈现，其能更为真实的还原各个空间场景，这有利于提前发现建筑实体化问题并及时修改[3]。

2.1.2 可视性

不仅能将传统的二维平面转化为三维立体模型，还可以采用BIM软件进行全周期设计，通过改变参数来修改模型，既方便又精确，同时也可以利用3D打印和VR技术来实现虚拟和实体的相互转化，更为直观的了解模型内部空间和外部形态。

2.2 丰富教学内容，提升课程活力

建筑模型制作课主要着力于培养学生的动手能力以及空间想象力，而虚拟数字化技术的引入，可以帮助学生更为真实地体验到自己所设计的建筑空间，突破传统的二维以及基础的三维层面，利用3D打印和VR影像技术在丰富课程内容的基础上，提升学生们的学习兴趣，特别是对于一些低年级的建筑学学生来说，可以通过虚拟数字化技术来体验学习大师建筑，拓展学生思维，学习不同的空间设计手法。

3 双模式下的建筑模型课程教学模式探索

当前我们正处在这个信息化变革的时代，这个时代的科学技术正在冲击着我们的教育，因此在大学课堂中，不同的时代就应该刻有着不同的治学理念和课程体系。建筑模型课程亦是如此，势必需要对这个时代变革作出回应，但是原有建筑模型课程中所固有存在的课程属性不能抛弃，即原有课堂中实体模型的手工制作，所以本节就新时代下的虚拟模型以及原有课堂所固有的实体模型的融合，对高校模型课堂教学模式的改革进行研究，提出适合的课堂教学模式以供参考。

3.1 注重模型制造与创造的结合

与以往的建筑模型课不同，这里所强调的课程需要模型制造和模型创造相融合。模型制造主要包括对经典大师作品、成型的实际工程项目的模拟，同时结合虚拟数字化技术，考验学生动手能力的同时，能让学生们更好地感知经典，体味前辈们对建筑空间的营造以及对建筑细节的把控，也能提高学生对于建筑学的认知，积累沉淀于自身设计之中；而模型创造主要强调的是模型课程与建筑设计课程的融合，这部分课程与设计课相似的地方在于都是通过对设计任务书的解读来完成方案设计，而与建筑设计课不同的是，不以图纸为最终输出目标，以模型为最终成果。但由于模型课程授课时间普遍较短，因此在模型创造部分主要以自拟题目为主要来源，来考验学生们的空间想象力。这两部分按先模仿后创造的顺序，先后进行，在追求真实空间感受的同时，不抹杀学生的创造力和主观能动性，这才是这门课程所要探求的根本。

3.2 引入全过程教学

全过程教学指的是遵从模型课程规律，让学生在课程教学过程中实现了解模型制作流程，掌握模型制作技巧，积累模型制作经验，强调对模型制作的全面认知[4]。从课程教学角度主要分为四个阶段，第一阶段为理论教学阶段，掌握模型制作流程以及虚拟数字化软件的使用；第二阶段为模型制造阶段，即对经典建筑进行模仿制作；第三阶段为模型创造阶段，为提高阶段，即上文所提，通过自选任务书，来完成建筑模型的设计；最后第四阶段为反思总结阶段，即对全过程记录总结，记录整个制作模型和创作模型的过程，即有利于学生收集灵感，便于未来设计中回味反思，也有利于老师最终存档评分。通过这样四个阶段的全过程教学，学生会在其中学会思考，更好地展现个性，并且通过虚拟与实体的对比，让学生可以全身心的参与其中，能更全面的和多维度的了解空间属性，激发学生的创作欲望。而老师在全过程教学中除了要对学生进行技术指导外，还需要对模型制作过程进行跟进，以实现教师与学生之间的全过程沟通，从而达到课程的最优效果。

3.3 建立多维度评价体系

目前很多高校的建筑模型课的考核方式都与普通课程并没有什么不同，都是由任课教师根据模型最终成果给予相应的考核分数。这种评价体系具有极大的主观性，并且学生的参与感太弱，外加上现在的学生具有很强的个性化因素，喜欢张扬展示自己，不仅是喜欢发朋友圈来展示自己所制作模型的最终成果，还喜欢分享出自己在模型制作过程中的所见所闻以及通过3D打印和VR影像技术所感受大师建筑的学习想法，大家的制作过程可能是诙谐的、也可能是严肃的，不管是什么的样的经历其实都是一个非常有趣的过程。我们的最终评价体系可以融入这个过程，即既有最终的评价，也有在模型创作过程中的评价，既有任课教师的点评，也有不同模型制作小组之间的交流点评，形成多重评价体系。最终的实施方案可以通过作品分析报告、模型制作过程的展示以及各个阶段的成果以答辩的形式进行展示，同学间的互评以及投票所得的分数可以占据总成绩的30%，这样学生不仅需要制作精美的模型来打动老师，还需要在制作过程中对自己的设计作品有更深入的思考来吸引其他同学的关注投票，同时在互评过程中，同学们可以相互学习，取长补短。而在答辩过程中，不同小组成员间还可以相互提出问题进行交流反馈，使得学生可以从不同的角度来思考问题，加深学生对于建筑模型的认知。这使得整个答辩过程不再是以往的老师机械性的点评，更多是增加了学生与教师间的互动，是一个相互学习，教学相长的过程，并且还能保证成绩评定的客观公平性。

4 虚拟与实体融合下的课程反思

4.1 注重虚拟模型与实体模型的结合

虚拟模型的使用在建筑模型制作中主要起到的是媒介作用，同时未来会随着时代的发展，虚拟模型和实体模型间的界限会越来越模糊，例如3D打印技术完全就可以将虚拟模型转化为实体模型，同时，利用三维扫描技术又可以将实体模型转化为虚拟模型。所以，笔者认为我们应该利用好虚拟模型与实体模型间可以相互转化的优势，各尽其责，虚拟模型对实体模型的制作具有指导意义，它不仅能掌控实体模型的尺寸，还可以再色彩和材料上进行推敲选择，而实体模型对比虚拟模型更具有展示意义，不管是从手工工艺，还是从材料质感方面都更具有价值。因此，当前的模型课程需要大家灵活转变思维，注重好虚拟模型与实体模型的结合利用。

4.2 手工为主、技术为辅的工艺使用原则

目前建筑模型课程中最为广泛的模型制作方式为手工模型制作和半自动化模型制作，手工模型即通过使用传统工具，包括尺、刀、锯等手工机械进行模型制作，而半自动化模型制作是采用激光切割机等机械手段通过简单的电脑辅助工具进行模型制作，后期再配合手工贴合来完成模型，这两种模型制作方式是目前高校普遍采用的模型制作方式，由于目前许多高校还没有发展到通过建立可识别的3D源文件来使用3D打印技术，从而实现全自动化的模型制作，所以就目前的发展情况而言，笔者认为，不管未来模型制造技术发展如何，传统手工模型技艺仍不能抛弃，其仍然是模型制作者的首选，首先手工模型制作随意，灵活度较大，工具等其他因素的限定较少；其次手工模型最大的魅力就是在于其制作和组装模型的过程，学生通过摆弄手中的体块来实现对建筑形体关系的想象，这个过程正是学生思考空间、体味形体关系的过程，这也是模型切割机和3D打印机等设备所不能给予的，我们应用这些机械劳动设备更多的是帮助我们进一步的感知和校对空间，只能等到模型制作结束后辅助我们来检测我们制作的空间尺度是否符合我们的设计目标。而不是只关注于模型本身是否精密、精美，而忽略设计所带来的模型魅力。

5 结语

建筑模型课程既要坚守传统的有价值魅力的教学方式，也要追随时代的脚步，接纳虚拟数字化技术，引入新兴设备。同时，对于课程而言，要有明确的认识，无论是BIM还是3D打印以及VR影像都是建筑设计的辅助工具。而更应该注重的是模型制造与模型创造的相结合的教学模式，同时在授课过程中实现全过程教学的模式，即四个阶段的全过程教学，以及任课教师的全过程监督，最后引入学生参与形成多维度的评价体系。文章是对新时代高校建筑模型课程的一种思考，以期对未来课程的教学研究提供参考。