高建華

[摘 要]云技術(shù)是指在網(wǎng)絡(luò)上將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等一系列資源統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)共享、計(jì)算、處理的技術(shù)。結(jié)合高校建筑設(shè)計(jì)課程教學(xué)和管理特點(diǎn)，高?？梢允褂迷萍夹g(shù)來(lái)輔助建筑設(shè)計(jì)教學(xué)，并初步構(gòu)建高校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)云平臺(tái)，以加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外建筑院系的資源共享、合作學(xué)習(xí)，優(yōu)化教學(xué)體系、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方法、課程設(shè)置等，為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)人才。

[關(guān)鍵詞]云技術(shù)；云計(jì)算；建筑設(shè)計(jì)課程教學(xué)；云平臺(tái)

[中圖分類號(hào)] G642 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 2095-3437（2018）11-0044-03

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助（CAI）教學(xué)模式已經(jīng)在高校各個(gè)專業(yè)中得到廣泛、深入的應(yīng)用，借助于計(jì)算機(jī)輔助手段，教師的教學(xué)理念、教學(xué)方法、教學(xué)效果都得到了更新和優(yōu)化。而云計(jì)算技術(shù)的發(fā)展和普及，必將挑戰(zhàn)現(xiàn)有的高校建筑設(shè)計(jì)教學(xué)方式方法。2017年發(fā)布的《國(guó)家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》指出，要全力推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，學(xué)校要綜合利用信息技術(shù)創(chuàng)新教學(xué)管理方式，探索未來(lái)教育教學(xué)新模式，提升教學(xué)水平。本文具體分析了建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)，結(jié)合云技術(shù)的應(yīng)用，提出了云技術(shù)輔助建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的手段與方法，論述了云技術(shù)應(yīng)用在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)各個(gè)環(huán)節(jié)及教學(xué)管理中的可操作性。

一、 云技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

（一）云技術(shù)概念及范疇

目前唯一得到廣泛認(rèn)同和支持的云計(jì)算的定義是由美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)與技術(shù)研究所（NIST）的Peter Mell 和Tim Grance所提出的：云計(jì)算是一種按使用量付費(fèi)的模式，這種模式提供可用的、便捷的、按需的網(wǎng)絡(luò)訪問(wèn)，進(jìn)入可配置的計(jì)算資源共享池（資源包括網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器、存儲(chǔ)、應(yīng)用軟件、服務(wù)），這些資源能夠被快速提供，只需投入很少的管理工作，或與服務(wù)供應(yīng)商進(jìn)行很少的交互[1]。云技術(shù)是指在網(wǎng)絡(luò)上將硬件、軟件、網(wǎng)絡(luò)等一系列資源統(tǒng)一起來(lái)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)共享、計(jì)算、處理的技術(shù)，它的五大核心技術(shù)是高效的分布式編程模型、海量數(shù)據(jù)的分布式存儲(chǔ)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)的處理技術(shù)、虛擬技術(shù)和云平臺(tái)管理技術(shù)。云技術(shù)的核心技術(shù)為云平臺(tái)服務(wù)提供了保障，云平臺(tái)的主要服務(wù)形式有SaaS（軟件即服務(wù)）、PaaS（平臺(tái)即服務(wù)）、IaaS（基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)）。

（二）云技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年來(lái)，谷歌、微軟、IBM、阿里等公司都在積極探索云技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用，云計(jì)算技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用有云存儲(chǔ)、私有云、云視頻、云會(huì)議等。云存儲(chǔ)是指將互聯(lián)網(wǎng)中各種不同類型的存儲(chǔ)設(shè)備通過(guò)應(yīng)用軟件集合起來(lái)，對(duì)海量數(shù)據(jù)統(tǒng)一進(jìn)行存儲(chǔ)和管理；私有云是將相關(guān)機(jī)構(gòu)或企事業(yè)單位的軟硬件資源用防火墻保護(hù)起來(lái)，只提供內(nèi)部的公共云服務(wù)；云視頻融合了超大規(guī)模的分布存儲(chǔ)、智能并行分布處理技術(shù)、動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分布轉(zhuǎn)碼技術(shù)等技術(shù)，將客戶端的計(jì)算任務(wù)轉(zhuǎn)移到云服務(wù)器端，使得用戶的操作最大限度的簡(jiǎn)單化；云會(huì)議是一種高效、便捷、低成本的會(huì)議模式，通過(guò)云技術(shù)支持，分布在世界各地的用戶可以實(shí)時(shí)進(jìn)行語(yǔ)音、數(shù)據(jù)文件及視頻的交換。

目前云技術(shù)平臺(tái)在高校中的應(yīng)用還處于調(diào)試階段，在建筑學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，哈佛大學(xué)、巴特萊特建筑學(xué)院、AA 建筑聯(lián)盟學(xué)院等院校都在積極思考如何將建筑類課程教學(xué)方法、教學(xué)目標(biāo)及設(shè)計(jì)過(guò)程、項(xiàng)目管理等借助云技術(shù)來(lái)進(jìn)行管理[2]。國(guó)內(nèi)大多數(shù)高校的教學(xué)管理模式和授課方式還是傳統(tǒng)型的，其存在的問(wèn)題有：教學(xué)資源庫(kù)不能對(duì)外開放并且信息冗余、重疊，本學(xué)科的教學(xué)資源不僅不能和同一學(xué)校的相關(guān)學(xué)科互通有無(wú)，與其他建筑類高校也不能共享優(yōu)秀教學(xué)資源[3]；數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)基本上都是本地服務(wù)器模式；數(shù)據(jù)交流交換僅限于校園網(wǎng)內(nèi)；教學(xué)數(shù)據(jù)更新緩慢；教學(xué)管理人員、教師、學(xué)生三類人員之間溝通不暢等。構(gòu)建教學(xué)服務(wù)云平臺(tái)后，這些問(wèn)題將得到徹底解決。

二、建筑設(shè)計(jì)教學(xué)特點(diǎn)

（一）建筑學(xué)教學(xué)大綱分析

《全國(guó)高等學(xué)校建筑學(xué)專業(yè)本科（五年制）教育評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)》中指出，建筑學(xué)專業(yè)本科教育中必須達(dá)到的智育要求有：具備建筑設(shè)計(jì)能力、掌握建筑相關(guān)知識(shí)、掌握建筑技術(shù)知識(shí)、參與教學(xué)實(shí)踐環(huán)節(jié)、有一定的外語(yǔ)基礎(chǔ)。五年制建筑學(xué)本科課程設(shè)置如圖1所示：

（二）建筑設(shè)計(jì)課程特色

1.建筑設(shè)計(jì)課程在整個(gè)課程體系中具有主導(dǎo)地位。建筑設(shè)計(jì)課程所耗學(xué)時(shí)數(shù)大約占了建筑學(xué)專業(yè)學(xué)生在校學(xué)習(xí)總學(xué)時(shí)的一半以上；在長(zhǎng)達(dá)五年的本科教學(xué)學(xué)制中，建筑設(shè)計(jì)課程貫穿始終，從一、二年級(jí)的建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)到三、四年級(jí)的建筑設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)再到五年級(jí)的畢業(yè)設(shè)計(jì)。很多專業(yè)基礎(chǔ)課程也是圍繞著建筑設(shè)計(jì)課程展開的。

2.建筑設(shè)計(jì)教學(xué)采用師傅帶徒弟的言傳身教、單獨(dú)指導(dǎo)交流的上課模式。除課內(nèi)學(xué)時(shí)數(shù)外，學(xué)生在課外一般需要保證課內(nèi)兩倍以上的時(shí)間用于方案思考推敲，所以加班熬夜習(xí)以為常，但平常時(shí)間學(xué)生有問(wèn)題很難有機(jī)會(huì)與教師討論，課后交流較難。

3.建筑設(shè)計(jì)課程教學(xué)沒(méi)有教科書，但是其以有海量的參考書和資料，以及高精度的圖像文件多為特征。建筑學(xué)院或建筑系一般設(shè)立獨(dú)立于學(xué)校圖書館以外的專門圖書資料室以應(yīng)付師生隨時(shí)查閱的需要，但是也很難保證通宵開放。

4.建筑設(shè)計(jì)教學(xué)不需要工科專業(yè)通常使用的各類實(shí)驗(yàn)室，但是會(huì)有模型室和VR實(shí)驗(yàn)室，通過(guò)模擬的立體的形象教學(xué)建立學(xué)生三維空間概念，還要經(jīng)常去實(shí)地參觀同類建筑物實(shí)體，以取得圖紙形象與實(shí)物的統(tǒng)一思維。

5.建筑設(shè)計(jì)需要合作與交流，互動(dòng)性強(qiáng)，教學(xué)形式多樣；多校聯(lián)合設(shè)計(jì)教學(xué)，國(guó)內(nèi)外名師合作指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)等活動(dòng)紛紛開展，需要設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)實(shí)時(shí)溝通，不斷地交流想法，調(diào)整思路，最終完成設(shè)計(jì)。

6.教學(xué)成果評(píng)價(jià)。建筑課程設(shè)計(jì)的成果是學(xué)生的設(shè)計(jì)方案，對(duì)方案的優(yōu)劣評(píng)判會(huì)有個(gè)人的主觀成分，而且不能生硬地統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，這就可能產(chǎn)生不認(rèn)同和矛盾，目前經(jīng)常采用教師間交叉評(píng)圖來(lái)增加客觀性。鑒于成本，校際交叉評(píng)價(jià)方案并未通行。

7.學(xué)生作業(yè)管理。每年都會(huì)有大量?jī)?yōu)秀學(xué)生作業(yè)被作為范圖留下，此外學(xué)校為了應(yīng)付專業(yè)評(píng)估，通常都將超過(guò)五年的學(xué)生全部作業(yè)作為檔案保留備查，所以每個(gè)建筑系都會(huì)有個(gè)龐大的圖檔室，用于保存紙質(zhì)圖紙作業(yè)。學(xué)生作業(yè)的歸檔管理是件煩瑣的工作。

三、建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中云技術(shù)的切入點(diǎn)

云計(jì)算技術(shù)的廣泛應(yīng)用給建筑設(shè)計(jì)教學(xué)指明了新的發(fā)展方向，將云計(jì)算技術(shù)應(yīng)用到建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中，結(jié)合建筑設(shè)計(jì)課程與教學(xué)管理特點(diǎn)，必定能夠促進(jìn)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)模式和方法的變革、更新。

（一）云計(jì)算技術(shù)降低教學(xué)成本，提高效率

當(dāng)前，建筑設(shè)計(jì)教學(xué)需要引進(jìn)生態(tài)、節(jié)能、低碳等可持續(xù)發(fā)展的理念和技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)科學(xué)技術(shù)化趨勢(shì)越來(lái)越明顯[4]。BIM（Building Information Modeling）是傳統(tǒng)的建筑模型實(shí)驗(yàn)課程和三維數(shù)字技術(shù)的融合。建筑模型課程的設(shè)置貫穿整個(gè)本科教學(xué)進(jìn)程，建筑模型也是建筑設(shè)計(jì)、建筑創(chuàng)作的重要表達(dá)方式，借助于計(jì)算機(jī)虛擬仿真技術(shù)和3D建模技術(shù)，學(xué)生在搭建模型的過(guò)程中對(duì)建筑方案能有更深的理解，對(duì)空間能有更直觀的表現(xiàn)。

建筑數(shù)字模型的建立對(duì)用戶硬件設(shè)備要求比較高，構(gòu)建院系云計(jì)算平臺(tái)，借助于云計(jì)算，所有的數(shù)字模型的建立、修改、渲染都可以在云服務(wù)器端運(yùn)行，作為用戶的客戶端不需要任何高端處理器和顯卡，就能完成建模。云計(jì)算技術(shù)計(jì)算能力非常強(qiáng)，不僅能解決海量模型的存儲(chǔ)問(wèn)題，還能提高建筑建模的效率。

通過(guò)VR技術(shù)，建筑設(shè)計(jì)教學(xué)可實(shí)現(xiàn)對(duì)世界各地建筑實(shí)例的遠(yuǎn)程訪問(wèn)參觀，增加了學(xué)生的實(shí)際項(xiàng)目學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)。

（二）分布式云存儲(chǔ)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)教學(xué)軟硬件共享

建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的基礎(chǔ)理論課程有建筑歷史、建筑材料、建筑技術(shù)等，此類課程的特點(diǎn)是概念、原理、理論性比重較大，需要記憶的內(nèi)容多，教師的授課偏向于傳統(tǒng)模式，在授課的過(guò)程中需要進(jìn)行大量知識(shí)點(diǎn)的灌輸。不同的高校此類課程的大綱、內(nèi)容和教授形式差別不大。

設(shè)有建筑學(xué)專業(yè)的本科院?？梢酝ㄟ^(guò)云技術(shù)建設(shè)課程數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，提供建筑基礎(chǔ)理論類課程相關(guān)資源的管理和動(dòng)態(tài)配置。

通過(guò)云存儲(chǔ)的分布式文件系統(tǒng)功能，將各個(gè)高校建筑基礎(chǔ)理論課程的大綱、教學(xué)課件、知識(shí)要點(diǎn)等集中到公共云平臺(tái)中，由云平臺(tái)對(duì)文件進(jìn)行保護(hù)和管理，對(duì)不同的用戶設(shè)置不同的訪問(wèn)和操作權(quán)限，相關(guān)用戶可以根據(jù)需要訪問(wèn)、創(chuàng)建、刪除、讀寫、修改文件。云平臺(tái)系統(tǒng)通過(guò)統(tǒng)一的應(yīng)用接口對(duì)外提供服務(wù)，用戶不必關(guān)心系統(tǒng)的架構(gòu)和數(shù)據(jù)的傳輸方式，只要設(shè)備接入網(wǎng)絡(luò)，就可以訪問(wèn)、管理共享文件，甚至共享其他院校的硬件設(shè)備。云存儲(chǔ)技術(shù)為教學(xué)資料的收集整理、教學(xué)內(nèi)容的保護(hù)更新搭建了有利的平臺(tái)，促進(jìn)了教學(xué)水平的不斷提升。

各個(gè)高校建筑系建立在云平臺(tái)上的數(shù)字圖書資料，可以不限時(shí)間段提供給學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)過(guò)程中所需要的參考資料。

（三）云會(huì)議、云視頻技術(shù)使得聯(lián)合教學(xué)更加方便、快捷

建筑設(shè)計(jì)課程是建筑學(xué)專業(yè)的核心課程，設(shè)計(jì)類課程旨在培養(yǎng)學(xué)生綜合性整體設(shè)計(jì)的能力及與其他各專業(yè)的協(xié)調(diào)能力。當(dāng)前，建筑設(shè)計(jì)聯(lián)合教學(xué)已逐漸成為國(guó)內(nèi)建筑學(xué)專業(yè)教學(xué)過(guò)程中的重要環(huán)節(jié)和一種常態(tài)化的教學(xué)模式[5]。聯(lián)合設(shè)計(jì)教學(xué)既有國(guó)內(nèi)院校的交流與合作，也有國(guó)際溝通和學(xué)習(xí)。云會(huì)議技術(shù)是云技術(shù)的應(yīng)用之一，參與聯(lián)合設(shè)計(jì)的師生通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)界面，就可以運(yùn)用云會(huì)議與國(guó)內(nèi)外其他院校的師生同步分享語(yǔ)音、視頻、數(shù)據(jù)。云會(huì)議效率高，使用簡(jiǎn)單便捷，聯(lián)合設(shè)計(jì)前期的選題、中期的專題講座、后期的成果匯報(bào)都可以借助云會(huì)議技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，云視頻還可以幫助學(xué)生與專業(yè)課教師在正常課時(shí)之外進(jìn)行實(shí)時(shí)輔導(dǎo)與交流。

在后期的教學(xué)成果評(píng)價(jià)體系上，借助于云技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程校際交叉評(píng)圖，提高評(píng)價(jià)的客觀性，以實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。

云視頻技術(shù)的特點(diǎn)有分布式存儲(chǔ)規(guī)模大、并行分布處理能力強(qiáng)、能夠動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)分布轉(zhuǎn)碼等，借助于云視頻，各大院校在聯(lián)合設(shè)計(jì)過(guò)程中，可以隨時(shí)隨地進(jìn)行討論和交流，及時(shí)解決設(shè)計(jì)過(guò)程中遇到的瓶頸問(wèn)題，而不需要選定共同時(shí)間共同地點(diǎn)來(lái)集中討論，很好地解決了各個(gè)院校的及時(shí)溝通問(wèn)題，推動(dòng)聯(lián)合設(shè)計(jì)順暢有序地進(jìn)行。

（四）云存儲(chǔ)技術(shù)管理教學(xué)圖書資料

建筑設(shè)計(jì)專業(yè)的圖書資料存儲(chǔ)是個(gè)大問(wèn)題，每個(gè)建筑學(xué)院系都必須配備圖檔室，用于存放大量的學(xué)生作業(yè)、圖紙資料、國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)等，圖檔室占地面積大，資料數(shù)量多且復(fù)雜，查閱調(diào)用不方便，還需要有專人管理。云存儲(chǔ)的功能是實(shí)現(xiàn)海量數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)和管理，將圖書資料進(jìn)行云存儲(chǔ)，不僅能夠解決建筑院系圖書資料存儲(chǔ)問(wèn)題，而且管理方便，可以對(duì)圖書資料進(jìn)行分權(quán)限查閱、借讀、歸還等操作。另外，云存儲(chǔ)實(shí)效性長(zhǎng)、存儲(chǔ)量大、通用性強(qiáng)，高校之間通過(guò)各自的云存儲(chǔ)平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)圖書資料的共享，大大優(yōu)化了圖書資料管理工作。

四、適合于建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的云技術(shù)應(yīng)用開發(fā)

基于建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的特點(diǎn)，筆者構(gòu)想了輔助建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的云技術(shù)平臺(tái)雛形（圖2）。

通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)和虛擬化技術(shù)整合各個(gè)建筑院系的物理資源，為各院系師生提供云平臺(tái)服務(wù)，幫助廣大師生管理存儲(chǔ)教學(xué)資源、圖書資料、文檔、音頻、視頻等；構(gòu)建強(qiáng)大的計(jì)算環(huán)境和分布式交流平臺(tái)，使得各個(gè)院系的師生之間的合作交流不受時(shí)間和環(huán)境的影響；為師生提供個(gè)性化的郵箱服務(wù)，具有安全快速、管理簡(jiǎn)單、方便快捷等特點(diǎn)；為建筑學(xué)教學(xué)管理者構(gòu)建教學(xué)管理系統(tǒng)，在共享平臺(tái)上為教學(xué)服務(wù)。

五、結(jié)語(yǔ)

目前，國(guó)內(nèi)的建筑學(xué)教學(xué)偏重于工程技術(shù)類，以應(yīng)用為主，培養(yǎng)目標(biāo)面向設(shè)計(jì)單位。國(guó)內(nèi)建筑師的需求量較大，對(duì)建筑學(xué)專業(yè)畢業(yè)生的要求較高。云技術(shù)的蓬勃發(fā)展為傳統(tǒng)教育帶來(lái)新的活力。借助于云技術(shù)來(lái)輔助建筑設(shè)計(jì)教學(xué)，將信息技術(shù)手段與傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)方法進(jìn)行整合，構(gòu)建建筑教學(xué)云平臺(tái)，必定能夠加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外建筑院系的資源共享、合作學(xué)習(xí)，優(yōu)化教學(xué)體系、培養(yǎng)目標(biāo)、培養(yǎng)方法、課程設(shè)置等，為國(guó)家、為社會(huì)培養(yǎng)出優(yōu)秀的建筑設(shè)計(jì)人才。

[ 參 考 文 獻(xiàn) ]

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[3] 劉愛(ài)華，朱昱.基于云技術(shù)的高校數(shù)字化教學(xué)資源共享研究[J].教育與職業(yè)，2015（8）：98-100.

[4] 王毅，王輝.轉(zhuǎn)型中的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)思考與實(shí)踐——兼談清華大學(xué)建筑設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課教學(xué)[J].建筑教育，2013（3）：125-127.

[5] 鄧蜀陽(yáng)，龍灝.聯(lián)合中的跨界與多元——建筑學(xué)聯(lián)合設(shè)計(jì)教學(xué)的啟迪與思考[J].西部人居環(huán)境學(xué)刊，2013（1）：28-32.

[責(zé)任編輯：劉鳳華]