实验教学平台建设中的“技”与“智”——建筑规划景观国家级虚拟仿真实验教学中心之前世今生
发布时间:2015-05-05

       2015年3月26日于D楼二楼,在建筑规划景观虚拟仿真实验教学中心孙澄宇主任的主持下,我院黄一如、刘松、徐磊青等12位教师,参加了建筑规划景观国家级虚拟仿真实验教学中心,在本学期举办的第一次虚拟仿真实验教学演示交流沙龙活动。活动邀请了国内虚拟仿真界的一线厂商曼恒,来给老师们介绍虚拟仿真技术应用于各种实验教学的案例。由此,拉开了中心核心内容建设的序幕。

       早在20世纪70年代末,同济大学冯纪忠教授就亲自翻译了德国约迪克所著的《建筑设计方法》一书,在国内教育界,首次引入了对设计进行理性分析与推演的概念。随后,同济大学建筑系的多门课程都在这一思想的引导下,开始探索在专业课程中引入实验教学环节,以培养学生的自主学习与独立探究的能力。

一年级设计基础课程的传统实验教学环节《物体坠落保护装置设计与实验》坠落实验现场

       随着计算机图形技术与模拟技术的不断发展,20世纪90年代一批国际一流院校开始将虚拟仿真技术引入设计教学过程中。该技术支持下的实验教学相比传统基于实物的实验教学而言,对那些真实世界已不存在的对象、难以观察或重复的过程,都具有明显的先天优势。因此,它在设计专业教学中,一开始就被应用于建筑历史类课程的遗迹复原与再现、设计类课程的远距离环境认知或拟建方案评价、建筑物理类课程的空间性能评估与物理过程可视化。

       当时,同济大学建筑与城市规划学院,也紧跟国际潮流,在本科开设了计算机辅助设计课程,在研究生中开设了计算机图形学程序开发课程。在1998年成立了“国家现代设计技术实验室”,建成为当时在国内属于标杆性的虚拟仿真实验平台。设备覆盖建筑环境采集、仿真模型再加工、三维立体展示等多个环节。随后,经过不断建设,升级设备与技术,分别在2008年获批了“高密度人居环境生态与节能试验室”,在2012年获批了“建筑规划景观国家级实验教学示范中心”,在2015年获批了“建筑规划景观国家级虚拟仿真实验教学中心”。

研究生课程中对营造法的虚拟认知与装配实验

       经过近35年的耕耘与探索,同济大学建筑与城市规划学院已经在本硕课程中相继探索了一批基于虚拟仿真技术的实验教学环节,并依托实验室、实验中心建设,拥有了一批国内领先、国际一流的虚拟仿真实验设备,与一批国内外虚拟仿真厂商建立了良好的互动关系,确保了技术上的动态优势,即基本实现了设计类专业对计算机行业的“技术引入”。然而,如同国内兄弟院校各实验室、实验中心建设遇到了发展瓶颈一样,今年刚刚成立的“建筑规划景观国家级虚拟仿真实验教学中心”也面临着引“技”之后怎么走的问题。

       由于国内外实验室、实验中心的管理机制不同。欧美高校以实验室、实验中心集聚高水平人才,管控项目资金走向,实现科研量产、研究生培养的成套管理模式,很难在国内的设计类院校落地。而国内实验室、实验中心更多地扮演了支持科研、支持教学的“设备管理员”角色。这一被动地角色与专业教师对新技术的知识壁垒一结合,就直接导致了设备采购的投入产出比低效问题。专业教师是最熟悉教学内容与潜在实验需求的一线工作者,如果没有他们的参与,再昂贵的实验设备也只能静静地等待报废,或偶尔运行厂商的“Demo”发挥一些展示作用。所以笔者认为,国内设计类院校实验室、实验中心的下一步发展,需要开启“引智”时代。

       建筑规划景观国家级虚拟仿真实验教学中心的建设,将会摸索一条“引智”的道路。这里要引的“智”来自于两个专业化人群。首先,当然是我们的一线专业教师。中心将通过一系列的技术讲座与体验活动,逐步消除他们对虚拟仿真技术的知识壁垒,并通过一系列的绩效考核政策,鼓励他们在已有的课堂教学中积极创造基于新技术的实验教学环节,最终服务于人才培养。其次,是我们的虚拟仿真技术厂商。中心将高度关注他们提供的无形的技术服务成果——虚拟仿真实验教学模块软件,把“引技”时代对“硬”设备的关注转移到“引智”时代对“软”内容的关注上。

       目前,中心已在本学期组织了3次系列讲座、2次参观。我院教师徐磊青、刘颂、袁烽、曲翠松、刘悦来、朱玮、谭峥、杨峰、叶海、周鸣浩、刘刚、李彦伯、钮心毅、戴代新、陈静、汤众、臧伟等近50人次先后与曼恒、中视典、WorldViz等国内外一线技术厂商展开互动。中心的实验教学模块建设申报也已经启动,谭峥、朱玮、刘悦来老师分别担任中心的主任助理,负责联络三个系的申报工作。学院对虚拟仿真实验教学中心建设高度重视,已在2015年预算中列入30万元经费用于虛拟仿真课程建设,第一批建设项目的申请将于5月中旬进行专家评审。届时,将启动基于课程的“专业教师负责内容设计+技术厂商负责制作”的虚拟仿真实验教学模块建设。

谭峥、李彦伯老师参观中视典总部,体验自行车城市景观路线漫游

中视典的虚拟仿真技术认知与案例培训

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