以《建筑效果圖制作》為例談?dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)融入建筑裝飾課程教材的研究和建設(shè)

江曉明，梁建超

(1.北京醫(yī)藥集團(tuán)職工大學(xué)，北京 100078；2.高等教育出版社，北京 100029)

0 引言

《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)》明確指出：“職業(yè)教育要把提高質(zhì)量作為重點(diǎn)。以服務(wù)為宗旨，以就業(yè)為導(dǎo)向，推進(jìn)教育教學(xué)改革。實(shí)行工學(xué)結(jié)合、校企合作、頂崗實(shí)習(xí)的人才培養(yǎng)模式。積極推進(jìn)學(xué)歷證書和職業(yè)資格證書“雙證書”制度，推進(jìn)職業(yè)學(xué)校專業(yè)課程內(nèi)容和職業(yè)標(biāo)準(zhǔn)相銜接?！?/p>

2012 年11 月，教育部發(fā)布了“十二五職業(yè)教育教材建設(shè)的若干意見”， 目的在于貫徹落實(shí)全國教育工作會(huì)議精神和《國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要(2010—2020)》，明確了教材建設(shè)在提高人才培養(yǎng)質(zhì)量中的基礎(chǔ)性作用，在現(xiàn)代職業(yè)教育體系建設(shè)中的促進(jìn)作用，最終達(dá)到全面提高職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的目的。

由此可見，教材建設(shè)在課程和教學(xué)中的重要作用。本文以《建筑效果圖制作》為例談?wù)動(dòng)?jì)算機(jī)技術(shù)融入建筑裝飾課程的嘗試和研究。

1 當(dāng)前計(jì)算機(jī)技術(shù)融入建筑裝飾課程的背景和問題

1.1 計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展對當(dāng)前建筑裝飾課程提出了更高的要求

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，建筑裝飾的表達(dá)手段和教學(xué)方式都發(fā)生了巨大的變革，三維技術(shù)將逐漸成為設(shè)計(jì)表達(dá)的主要手段。首先，計(jì)算機(jī)技術(shù)為建筑裝飾提供了技術(shù)支持。各種便攜式設(shè)備可以很方便地展示建筑效果圖，為三維模型的展示提供了硬件基礎(chǔ)。各種計(jì)算機(jī)軟件的飛速發(fā)展為三維模型的展示提供了軟件基礎(chǔ)。技術(shù)手段的更新和表達(dá)內(nèi)容的演變必將導(dǎo)致制圖課程內(nèi)容的深刻變革。其次，三維設(shè)計(jì)技術(shù)是連接模型和實(shí)體的橋梁，使得設(shè)計(jì)和施工的對接更加無縫。在三維技術(shù)產(chǎn)生之前，設(shè)計(jì)師在頭腦中構(gòu)建建筑物的三維模型，將其轉(zhuǎn)化為二維模型反映在計(jì)算機(jī)中，再進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)計(jì)和調(diào)整，最后工程施工人員需要將二維模型還原為三維形體進(jìn)行施工建造，即表達(dá)為“三維形體——二維模型——三維形體”的過程。三維技術(shù)出現(xiàn)以后，設(shè)計(jì)師在設(shè)計(jì)和表達(dá)模型的時(shí)候就可以使用三維的，這樣所有操作都在同一個(gè)維度進(jìn)行，避免了二維和三維轉(zhuǎn)換中出現(xiàn)的問題。可見，這次的融入不僅僅是計(jì)算機(jī)技術(shù)與課程的整合，而是計(jì)算機(jī)技術(shù)作為教學(xué)內(nèi)容進(jìn)入建筑裝飾課程，引發(fā)的深層次改革。

1.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)融入建筑裝飾課程的問題

1.2.1 功能強(qiáng)大，應(yīng)用范圍廣，使用靈活，從而造成學(xué)習(xí)難度大。

制作建筑效果圖不僅需要二維圖形制作工具和三維建模工具，還包括圖像合成工具。一方面，每種軟件都有上千個(gè)命令，像3ds Max這樣的超強(qiáng)功能軟件則有近50000個(gè)命令。另一方面，一種模型的創(chuàng)建可以使用多種軟件或者同一種軟件不同方式進(jìn)行。要完成一個(gè)項(xiàng)目或者任務(wù)，不再是單一的、確定的方法，而是多元的、多途徑的手段。這些都對教師的教和學(xué)習(xí)者的學(xué)提出了很大的挑戰(zhàn)。

1.2.2 計(jì)算機(jī)技術(shù)與建筑裝飾的融合難以體現(xiàn)在教材上。

目前大部分職業(yè)學(xué)校響應(yīng)計(jì)算機(jī)技術(shù)與建筑裝飾課程的整合，從課程設(shè)置、實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)、教材選擇上進(jìn)行改進(jìn)，但是在教材編寫上仍然難以將兩者有機(jī)無縫地融合。當(dāng)前教材多數(shù)以介紹某一種制圖軟件為主，按照軟件的功能設(shè)計(jì)教材的編排，包括AutoCAD、3ds Max或其他繪圖建模工具。然而，建筑效果圖的制作不可能由某一種軟件獨(dú)立完成，需要多種專業(yè)軟件融合。每種軟件都有自己的優(yōu)點(diǎn)和不足，如果只運(yùn)用一種軟件難免會(huì)對學(xué)生的視野有局限，做出的效果圖也不能達(dá)到最佳結(jié)果，不能體現(xiàn)職業(yè)教育的終身學(xué)習(xí)的理念。

1.2.3 學(xué)生的制圖能力達(dá)不到崗位的工作要求，工學(xué)結(jié)合被割裂。

這個(gè)問題是在第二個(gè)問題基礎(chǔ)上衍生出來的。由于教材編寫著重于某一種制圖軟件的介紹，所以章節(jié)是以軟件制作的過程為邏輯編寫的，而不是按照工作過程。每種軟件根據(jù)不同的特點(diǎn)，其制作過程不盡相同，與工作過程也不相同。如果學(xué)生按照這個(gè)邏輯進(jìn)行學(xué)習(xí)，等到了工作崗位以后，就無法很快進(jìn)入角色，達(dá)不到崗位的工作要求。這樣人為地造成了教學(xué)內(nèi)容與實(shí)際操作的割裂、工和學(xué)的割裂，不利于學(xué)生的理解和運(yùn)用。當(dāng)前的建筑裝飾呼喚以工作需求為導(dǎo)向，任務(wù)驅(qū)動(dòng)為手段，工學(xué)結(jié)合為人才培養(yǎng)模式的教材。

2 《建筑效果圖制作》的設(shè)計(jì)理念

《建筑效果圖制作》是“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材，依據(jù)教育部頒布的建筑類相關(guān)專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和行業(yè)相關(guān)崗位技能要求編寫，力圖突出以下五個(gè)特點(diǎn)。

2.1 體現(xiàn)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)

本書嚴(yán)格按照職業(yè)學(xué)校建筑類專業(yè)教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行編寫，以建筑崗位的工作需求為導(dǎo)向，體現(xiàn)產(chǎn)教結(jié)合、工學(xué)結(jié)合，是建筑裝飾設(shè)計(jì)繪圖方向的專業(yè)核心課，培養(yǎng)制圖員、室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)員、建筑模型設(shè)計(jì)制作員和室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)員。具體來說，完成本門課程的學(xué)生能熟練運(yùn)用建筑構(gòu)造知識(shí)和計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)，正確識(shí)讀與繪制多層民用建筑的建筑施工圖和室內(nèi)裝飾圖，會(huì)整理或輸出繪圖文件，讓客戶或?qū)彶檎吣軌蛞荒苛巳坏乜吹绞┕ず蟮膶?shí)際效果。

2.2 構(gòu)建課程體系

本書構(gòu)建的課程體系是圍繞教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和教學(xué)目標(biāo)展開。以建筑裝飾課程為課程主體，根據(jù)建筑裝飾的工作過程編寫教材，注重建筑裝飾的系統(tǒng)學(xué)習(xí)和培養(yǎng)，講究實(shí)用價(jià)值；以計(jì)算機(jī)技術(shù)為輔助手段，兼顧多種軟件技術(shù)為本課程服務(wù)。本書分為兩個(gè)部分：第一部分是建筑施工圖制作，重點(diǎn)是介紹建筑效果圖的工作過程和其中要用到的幾種軟件。第二部分是室內(nèi)裝飾圖制作，在掌握前面的宏觀項(xiàng)目基礎(chǔ)上，學(xué)習(xí)客廳、書房、臥室等的裝飾，是對第一部分的進(jìn)一步復(fù)習(xí)和深化。

2.3 改革教學(xué)模式

教材改革的成果最后都要體現(xiàn)在教學(xué)模式的改革中，從而達(dá)到教學(xué)標(biāo)準(zhǔn)的目的。本書的編寫有三大特色：一是保證教學(xué)模式選擇的靈活性。第一部分建筑施工圖制作，第二部分是室內(nèi)效果圖制作，兩個(gè)部分的任務(wù)既可以獨(dú)立成為一個(gè)任務(wù)，也可以是組成最后效果圖的一部分。教師在教學(xué)過程中既能開展融合式教學(xué)，也可以開展分段式教學(xué)。二是保證了教學(xué)模式邏輯的遞進(jìn)性。第一部分是一個(gè)完整的最基礎(chǔ)的工作過程，也是學(xué)生必須完全掌握的內(nèi)容。在掌握第一部分基礎(chǔ)上，再學(xué)習(xí)第二部分室內(nèi)陳設(shè)的建模、設(shè)置材質(zhì)等更高要求、更高細(xì)節(jié)的內(nèi)容，使得教學(xué)內(nèi)容層層遞進(jìn)又互相促進(jìn)。三是保證了教學(xué)模式內(nèi)涵的綜合性。由于教學(xué)是工作過程導(dǎo)向的，所以學(xué)生在習(xí)得操作技能的過程中，教師會(huì)穿插相關(guān)理論知識(shí)和概念的講解。學(xué)生既能學(xué)到建筑裝飾的理論知識(shí)，又能培養(yǎng)建筑效果圖制作的技能，符合職業(yè)教育的培養(yǎng)目標(biāo)與學(xué)生認(rèn)知規(guī)律。

2.4 優(yōu)化教學(xué)過程

本書以工作過程為導(dǎo)向，將項(xiàng)目教學(xué)、任務(wù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)和情境教學(xué)融為一體，突出“做中學(xué)、做中教”的職業(yè)教育特點(diǎn)。以“提出任務(wù)——完成任務(wù)——復(fù)習(xí)”為教學(xué)過程編寫每章內(nèi)容。在每章的開篇提出本章的教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)方法, 點(diǎn)明本章需要完成的項(xiàng)目和任務(wù)，作為教師教學(xué)和學(xué)生預(yù)習(xí)的基礎(chǔ)。每章和每節(jié)的編寫均按照工作過程步驟的先后，以真實(shí)場景為背景，在論述相關(guān)問題時(shí),會(huì)穿插相關(guān)術(shù)語、概念或制圖原理的介紹，將理論知識(shí)融入實(shí)際操作中，避免理論與實(shí)操的割裂。每章的總結(jié)和復(fù)習(xí)是教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)的再現(xiàn)；思考和練習(xí)是教學(xué)內(nèi)容和學(xué)習(xí)目標(biāo)的具體應(yīng)用; 學(xué)習(xí)自測幫助學(xué)生復(fù)習(xí)和回憶每章的知識(shí)和概念。

2.5 整合教學(xué)資源

本書盡量運(yùn)用各種計(jì)算機(jī)建模、圖像工具為建筑裝飾課程服務(wù)。在建筑裝飾的各個(gè)環(huán)節(jié)使用不同的軟件，哪種軟件更好用、制作出的效果圖更好就用哪種，以達(dá)到整合教學(xué)資源的目的。比如第5單元應(yīng)用V-Ray渲染建筑效果圖。此部分內(nèi)容主要是渲染器的功能和使用方法。當(dāng)前市場上的渲染器比較多，每種渲染器都有自己的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，V-Ray渲染器具有如下特點(diǎn)：1.渲染速度很快，適合時(shí)間有限的課堂教學(xué)；2.渲染質(zhì)量不錯(cuò)，便于學(xué)生制作效果圖，開展下一階段的工作；3.參數(shù)設(shè)置相對簡單，對于初學(xué)者來說入門比較輕松，即使沒有基礎(chǔ)的人也可以快速掌握。

3 《建筑效果圖制作》在教學(xué)中使用建議

教材是為教學(xué)服務(wù)的，教材建設(shè)必須與教學(xué)改革相統(tǒng)一，因此教材編寫的效果好壞只有在運(yùn)用到教學(xué)中才能檢驗(yàn)。以下從教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教學(xué)過程三方面為教材的使用者提出一些建議。

3.1 教學(xué)內(nèi)容選擇的建議

本書既涉及軟件功能的介紹，又涉及工作過程的介紹；既涉及技能的操作，又涉及建筑原理和術(shù)語概念的介紹；既涉及建筑物這樣的宏觀物體，又涉及室內(nèi)陳設(shè)這樣的中觀物體。如何將這些不同內(nèi)容有機(jī)、無縫地結(jié)合起來關(guān)系到課程體系的優(yōu)劣和教材編寫的成敗，從而影響教學(xué)內(nèi)容選擇的合適與否。本書的課程體系如下：

本書的課程體系是樹形結(jié)構(gòu)，相互之間有關(guān)聯(lián)，但是也可以相對獨(dú)立。教師可以完全按照本書的課程體系選擇教學(xué)內(nèi)容和安排教學(xué)進(jìn)度，也以根據(jù)學(xué)生的不同水平靈活選擇教學(xué)內(nèi)容或安排教學(xué)進(jìn)度。

主要部分單元內(nèi)容建筑施工圖制作(2-6單元)使用AutoCAD制作二維圖形1.繪制建筑平面圖,并介紹直線、多段線、圓弧線、等分線段等的繪制2.繪制建筑立面圖,并介紹圓形和切線等的繪制使用3ds Max制作三維模型1.創(chuàng)建建筑墻體,并介紹AutoCAD圖形導(dǎo)入、定義材質(zhì)、旋轉(zhuǎn)移動(dòng)圖形等2.創(chuàng)建窗洞和窗戶3.創(chuàng)建門和門框使用3ds Max定義表面材質(zhì)1.設(shè)置材質(zhì)編輯器,并介紹各種表面材質(zhì)2.設(shè)置貼圖材質(zhì),并介紹貼圖坐標(biāo)3.設(shè)置鏤空貼圖使用V-Ray渲染建筑效果圖1.利用V-Ray設(shè)置材質(zhì)2.設(shè)置渲染環(huán)境3.設(shè)置光照效果4.渲染文件,并輸出效果圖使用Photoshop制作建筑效果圖1.創(chuàng)建圖像2.添加綠化環(huán)境3.調(diào)整圖像色彩室內(nèi)裝飾圖制作(7-9單元)制作客廳效果圖1.創(chuàng)建客廳墻體2.創(chuàng)建門窗和陽臺(tái)的模型,并介紹ViewCube的使用3.創(chuàng)建客廳內(nèi)陳設(shè)的模型(包括窗簾、踢腳線、燈飾等)4.定義室內(nèi)陳設(shè)的材質(zhì)5.設(shè)置室內(nèi)燈光6.渲染與后期處理制作書房效果圖1.創(chuàng)建書房墻體2.創(chuàng)建書房內(nèi)陳設(shè)的模型(包括書柜、書桌、椅子、窗簾、裝飾畫等),并介紹攝影機(jī)設(shè)置和場景合并制作臥室效果圖1.創(chuàng)建臥室墻體2.創(chuàng)建窗戶模型,并定義材質(zhì)3.創(chuàng)建臥室內(nèi)陳設(shè)的模型(包括建筑裝飾物、地毯、床、床上用品、燈具等)

圖1 《建筑效果圖制作》的課程體系

3.1.1 第一部分教學(xué)內(nèi)容選擇的建議

第一部分的主要部分和單元之間是總體過程與步驟的關(guān)系，學(xué)生需要先學(xué)習(xí)使用AutoCAD制作二維圖形，然后學(xué)習(xí)使用3ds Max制作三維模型和定義材質(zhì)，再學(xué)習(xí)使用V-Ray渲染建筑效果圖，最后使用Photoshop制作建筑效果圖。后一個(gè)步驟的開展需要以前一個(gè)步驟的結(jié)果作為基礎(chǔ)，如果學(xué)生已經(jīng)具備某部分知識(shí)，可以直接跳過。

3.1.2 第二部分教學(xué)內(nèi)容選擇的建議

第二部分的單元之間是平行的關(guān)系，學(xué)生在學(xué)習(xí)客廳、書房、臥室陳設(shè)效果圖制作的時(shí)候沒有先后關(guān)系，可以互相獨(dú)立。如果學(xué)生曾經(jīng)學(xué)過客廳內(nèi)陳設(shè)模型的制作，那么教師可以跳過這部分內(nèi)容，直接從書房陳設(shè)開始教學(xué)，只是需要補(bǔ)充室內(nèi)材質(zhì)、燈光和渲染等知識(shí)。

3.2 教學(xué)模式制定的建議

3.2.1 融合式教學(xué)模式的建議

融合式教學(xué)模式是將三維幾何建模的原理、方法和技能融合、滲透到工程制圖課程中，形成新的教學(xué)理論、內(nèi)容和過程。學(xué)生在學(xué)習(xí)本門課程之前不具備計(jì)算機(jī)制圖的技能，學(xué)習(xí)過工程制圖的相關(guān)課程，需要在本門課程的學(xué)習(xí)過程中兼顧工程制圖知識(shí)的復(fù)習(xí)和計(jì)算機(jī)制圖的學(xué)習(xí)。教師可以直接使用本書將兩者結(jié)合起來，讓學(xué)生在實(shí)際工作過程中逐漸掌握。

融合式教學(xué)模式可以模仿拋錨式教學(xué)或者情境教學(xué)，包含以下環(huán)節(jié)：呈現(xiàn)任務(wù)——教學(xué)準(zhǔn)備——完成任務(wù)——總結(jié)評價(jià)。

3.2.2 分段式教學(xué)模式的建議

分段式教學(xué)模式是設(shè)置另外的必修課或選修課，與工程制圖、計(jì)算機(jī)制圖一起構(gòu)成新課程體系，也可以將本門課作為實(shí)訓(xùn)課程或者綜合課程。學(xué)生之前已經(jīng)學(xué)習(xí)過工程制圖和計(jì)算機(jī)制圖相關(guān)課程，了解工程制圖原理，能使用AutoCAD繪制建筑的二維圖形。教師可以有選擇地使用本書，選擇學(xué)生沒有學(xué)過的內(nèi)容開展教學(xué)。

分段式教學(xué)模式與前面的課程聯(lián)系很緊密，所以需要學(xué)生已經(jīng)掌握本次任務(wù)所需要的先行知識(shí)或技能，包含以下環(huán)節(jié)：呈現(xiàn)任務(wù)——復(fù)習(xí)舊知——教學(xué)準(zhǔn)備——完成任務(wù)——總結(jié)評價(jià)。

3.3 教學(xué)過程開展的建議

本書每章內(nèi)容按照“提出任務(wù)——完成任務(wù)——復(fù)習(xí)”的教學(xué)過程而編寫，而在最重要的“完成任務(wù)”階段也給出了一些建議。無論是融合式教學(xué)模式，還是分段式教學(xué)模式，教學(xué)過程都需要根據(jù)實(shí)際的教學(xué)內(nèi)容而制定。以單元3使用3ds Max制作三維模型中的創(chuàng)建建筑墻體內(nèi)容為例，分析教學(xué)內(nèi)容：

教學(xué)內(nèi)容子內(nèi)容知識(shí)點(diǎn)和技能點(diǎn)創(chuàng)建建筑墻體在3ds Max設(shè)置測量單位知識(shí):1.3ds Max界面組成2.各種公制單位(單元2已學(xué))技能:1.新建和保存場景2.單位設(shè)置在3ds Max中導(dǎo)入AutoCAD圖形知識(shí):“AutoCAD DWG/DXF導(dǎo)入選項(xiàng)”對話框的三個(gè)選項(xiàng)卡功能技能:導(dǎo)入AutoCAD圖形在3ds Max調(diào)整尺寸和位置知識(shí):“視口導(dǎo)航控件”工具欄的組成和功能技能:調(diào)整尺寸和位置創(chuàng)建建筑墻體知識(shí):1.“柵格和捕捉設(shè)置”對話框的四個(gè)選項(xiàng)卡功能2.“名稱和顏色”面板功能3.“擠出”修改器功能4.“組”菜單功能技能:1.設(shè)置目標(biāo)捕捉功能2.創(chuàng)建樣條線3.打開捕捉功能4.繪制閉合的直線段5.設(shè)置對象名稱6.創(chuàng)建墻體7.定義組名

圖2 創(chuàng)建建筑墻體教學(xué)內(nèi)容和知識(shí)點(diǎn)

由上圖可以看出，無論是教學(xué)內(nèi)容還是技能都是按照工作步驟進(jìn)行編排的，所以教學(xué)過程也應(yīng)該按照這個(gè)順序進(jìn)行。在操作過程中，涉及一些需要了解或識(shí)記的知識(shí)點(diǎn)，建議教師在教學(xué)中將這些知識(shí)點(diǎn)融入相關(guān)的工作步驟中，以便學(xué)生更好地理解知識(shí)、掌握技能。

4 結(jié)語

通過在職業(yè)院校中一年多的使用，可以看出本教材能解決計(jì)算機(jī)融入建筑裝飾類課程中遇到的一些問題；能夠很好地體現(xiàn)和貫徹“十二五”職業(yè)教育國家規(guī)劃教材的要求；作為職業(yè)教育建筑專業(yè)的建筑裝飾設(shè)計(jì)繪圖方向的課程，能夠培養(yǎng)該專業(yè)方向?qū)W生的核心技能和專業(yè)素養(yǎng)。值得一提的是，在使用本教材的時(shí)候，學(xué)生應(yīng)該已經(jīng)具備本專業(yè)所需的一些核心能力，如：素描與色彩、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、建筑裝飾設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。