数字设计课程范文第1篇

说教学资料

本课程选用教材为高职高专公共基础课“十一五”规划教材，由汪红主编，电子工业出版社出版。该教材特点：体现“淡化理论、够用为度、培养技能、重在应用”原则，采用模块式编写方式及“先数字、后模拟”的学习顺序。但该书还是按照学科体系编排，难以体现“工学结合、项目引导、任务驱动、教学做一体化”的原则。因此，课程组教师自编学才及课件，有序整合课程内容。充分发挥多媒体课件信息量大、形象生动的优势，提高教学效率。另外，向学生推荐《电子技术基础》等其它版本教材、《数字电子技术习题与解析》、《模拟电子技术习题与解答》等参考资料，以加深学习深度，拓宽学习广度，供学有余力、有志继续深造的学生学习参考。此外，引导学生查阅中国知网、中国电子技术论坛等网上资源，拓宽学生收集整理资料的渠道及能力，扩宽学生知识面。

说教学内容

根据课程特点、学生的认知规律和，将工作任务按从易到难、从简单到复杂原则，确定教学内容和教学顺序，教学内容组织所遵循的教育理念是教学目标紧贴岗位职业能力要求，坚持重在应用，突出学生主体，践行“教学做”合一的教学原则。通过对课程内容的整合序化，构建了五个项目，每个项目包含若干个任务的教学内容。体现了“项目导向、任务驱动”的教学模式。教学重点是基本概念、基本理论、基本计算、分析方法及电路分析设计、组装调试。教学难点是理论知识的实际应用、电路的分析设计、组装调试。解决教学难点的办法即以项目导向，任务驱动，淡化理论，借助多媒体，实验实训设备，力求教学做一体，实现学生在做中学、学中做，理论与实践融会贯通。整合后的《电子技术》教学内容见表1。

说教学方法

教学方法的采用基于对学情的分析和课程特点的分析。高职学生学习基础大多不扎实，学习自主性不强，但相对来说思维活跃，喜欢动手。《电子技术》课程知识点多、散、碎，课程集知识与技能为一体，理论性和实践性都很强。根据学生特点和课程特点，从实际出发，优化组合各种教法，引导学生积极思考、乐于实践，“学、做”合一，既重视学生的专业能力提高，又重视方法能力和综合素质的培养。采用主要教学方法有讲授法、演示法、练习法、讨论法、任务驱动法。以上教法学法不是单一运用，而是根据具体教学环节灵活地综合运用。如项目一常用电子仪器仪表的使用，教师先通过边讲解边操作万用表，然后要求学生测量实验台的电压、某标准电阻的电阻值，激励学生大胆动手、自己操作、亲身体验，同时回答教师的设问，形成师生互动交流的活跃课堂气氛。这样既能观察学生对新知识的接受程度，查缺补漏，又能培养学生的能力。

说教学组织

以5个项目为导向，每个项目采用任务驱动的教学模式实施教学。教学过程按照布置任务、计划实施、讲解演示、任务实施、总结提高、考核评价六步进行，充分体现了实践性和开放性。具体的教学组织以二极管整流电路的组装与调试为例，见表2。

教学评价

采取过程评价与终结评价相结合，学生自评、互评和教师评价相结合的方式。在课程考核中，过程性评价占60%，终结性评价占40%。过程性评价考核各项目的完成情况，根据项目的难易程度，分别占不同的比例。各项目考核评分表见表3。终结性评价考核电子技术综合知识和技能。

教学效果

数字设计课程范文第2篇

改革的方法

1.设计题目及内容的改革

对于“电子技术课程设计”题目的选择尤为重要。首先，设计的题目要够多，这样学生的可选择性才够大；其次，设计内容要新颖有趣，有一定的使用价值，每个题目都可以巩固学习电子技术课程重要的知识点，比如：电压超限报警电路的设计可巩固学习比较器和555电路以及各种逻辑门的使用；编码电子锁的设计可巩固学习触发器和门电路；多路数据巡回检测电路会用到包括寄存器、计数器、数据选择器和数据分配器等多个中等规模集成电路的内容；广告灯控制电路包括了可逆计数、逐位显示和蜂鸣报警电路等单元部分，会用到显示译码器、计数器和555电路等电子知识。指导教师在告诉学生设计题目的同时还要把实验室的现有资源给学生讲清楚，学生可在这些限定的条件下进行设计，比如：实验室可提供的触发器只有D触发器，逻辑门只有与非门。这样，学生在设计过程中用到其他的触发器和逻辑门时可以相应地改成实验室已有的器件。这就要求他们要熟练地掌握课本上的理论知识，能够随机应变。当然如果实验室确实无法提供器件，也要鼓励学生自己去购买，这使得他们熟悉了更多新型电子器件的规格和功能，提高他们亲历亲为的能力和学习兴趣。

2.预设计方案的确立

进行预设计时要鼓励学生用模块化的分析和设计方法进行设计。学生通过查阅资料，根据设计要求自行确定实施方案，给学生提供更大的自主权，使学生能够相对独立地进行实践，充分扬其所长。由于学生受到知识面的限制和其他主、客观原因的影响，初步的设计方案难免存在遗漏和错误，教师要对学生的设计进行把关，保证他们的设计能实现基本功能。同时，也可通过集体答疑的方式组织学生公开讲解设计方案，让学生互找问题、讨论解决方法，从而达到优化设计方案的目的。这些方法增强了教学的互动性，同时也为学生提供了充分发挥个人能力的空间，调动了学生们学习和创作的积极性。初步的设计方案确定以后就要进行仿真实验。Multisim是非常适合模拟/数字电路仿真的软件，它提供了大量的仿真元件模型，且仪器仪表种类之多是很多电子实验室无法比拟的。通过Multisim进行功能仿真可以发现一些设计中存在的问题，进一步优化设计方案，同时增强了学生学习的兴趣，加深了学生对理论知识的理解，提高了学生的实践能力，也使学生掌握了电子仿真软件的使用方法，为后续课程学习打下良好基础。最后，学生把初步的设计方案上升到理论的高度，写出一份详细的预设计报告，包括设计题目、设计任务、总体方案的设计、单元电路的设计、元器件的选择与参数计算，画出总体电路图，列出所用元器件的详细列表和参考文献。这样，做到设计思路清晰明了，为后面的安装调试做好充分的准备。

3.安装调试

按照自己的设计方案进行安装调试，是学生非常期待也是最能得到满足感的一个环节。按照预设计报告中元器件列表领取器件，然后分模块进行安装。在这个环节指导教师要引导学生注意整体布局的美观、规范，比如：电源线和地线要分开，各成一列，并分别用不同颜色的导线进行区分。在确定安装无误的情况下进行通电调试。在调试阶段，有些学生只要发现实验结果不对就手忙脚乱无从下手，指导教师要引导学生从信号输入的一端开始逐个模块进行调试，排除故障的方法要从大范围到小范围，最终找到故障的确切地点。在调试过程中要启发学生自己查找、分析原因，找到解决的方法。通过调试使学生加深对电路工作原理的理解，学会调试电路查找故障的方法。调试完毕后，不要马上拆线交给老师完事，指导老师要鼓励学生用调试好的电路做实验，例如：可以对单元电路的输出进行实际的测算，并跟理论分析结果进行比较，进一步理解电路的特性。这样做可以通过课程设计为学生提供锻炼的平台，提高学生的实践能力和学习积极性。

4.撰写总结报告

总结报告是学生对课程设计全过程的系统总结，不能等同于平时的实验报告，因此，学生应按规定的格式进行书写。总结报告的图纸要规范，所有图纸都按工程设计标准严格要求。这样可提高学生的方案表达能力、工程制图能力和科技写作能力等基本综合素质，为毕业论文的书写打下基础。

5.建立完善的成绩评定体系是保证课程设计教学质量的关键

在注重结论正确的同时，应该强调整个设计方案实施的全过程。成绩评定包含五个部分：一是预设计方案的正确性与合理性及仿真的结果，占总成绩的25%；二是实验动手能力（包括安装工艺水平、仪器使用、调试过程中分析和解决问题的能力以及创新精神等），占总成绩的30%；三是学生的答辩情况，占总成绩的10%；四是设计过程中的学习态度、工作作风和科学精神，占总成绩的10%；五是总结报告（包括方案的论证、调试过程中出现的问题及解决方法、数据处理、结果分析、收获和体会等）占总成绩的25%。这样一种相对完善的成绩评定体系使学生在课程设计的任何一个环节都能认真对待，提高了学生学习的积极性和主动性。

改革的效果

1.培养了学生对设计性实验的兴趣，增强了学生动手实验的信心由于设计题目与实际紧密联系，充分调动了学生的学习热情和自觉性，学生在独立完成电路后兴奋不已，很多同学对自己设计并调试成功的电路爱不释手。

2.提高了学生多方面的能力在动手实践设计过程中，学生们从通过查找资料给出预设计方案到互相配合着进行安装调试，最终得出实验结果，每一环节都发挥了他们的主动性和创造性，提高了分析和解决各种问题的能力以及相互合作的能力。

结束语

数字设计课程范文第3篇

PBL和TBL教学法的结合应用

电子技术课程设计的教学过程因对象、内容不同，并受到诸多因素的影响，在实际教学中，单一的教学法很难满足实际教学工作。应认识到PBL和TBL教学法的利弊，结合电子技术课程设计的特点灵活选择教学法，充分发挥这两种教学法的优势，真正达到“授业、解惑”的目的。通过表1可以看出PBL教学法对培养学生解决问题的技能非常有效。电子技术课程设计正是以解决实际工程中遇到的具体问题为基础，因此非常适合在该学科中应用PBL教学法。同时电子技术课程设计综合应用模电、数电、EDA软件、单片机等电子技术，包含的知识面相当广，单纯采用PBL教学法对学生能力要求和跨学科能力太高，也会使得教学目标不够清晰。而且电子技术课程设计内容难度跨度较大，尤其是在难度最大的设计性实验时不可能一个人独立完成，必须要以团队合作的形式完成。

因此，电子技术课程设计教学改革中将PBL教学法与TBL教学法相结合，针对该门课程三个层次实验（基础性实验、综合性实验和设计性实验）各自的特点和难易程度进行教学方法的选择和综合应用。基础性实验（如基本放大电路、集成运算放大电路、门电路等）主要是考核学生基础知识的掌握，内容较为简单，可以只采用PBL教学法。教师只需要给出实验设计的问题，由学生独立完成，不需要进行分组，培养学生自主的动手能力；综合性实验不再是单一的知识点、单一的学科，考核的知识可能是跨学科多个知识点，比如“基于单片机的信号发生器的实现”结合了单片机原理、模拟电子技术和数字电路三门课程的内容以及EDA仿真软件的应用。综合性实验最明显的特点是跨学科。教师只需给出实验的要求和技术指标，学生自主选择决定学习哪些知识来解决问题，体现了典型的PBL教学法的应用优势。具体实验过程中主要采用分组讨论，单人完成或按组汇报两种方式；设计性实验在三个实验层次是难度最高的，学生几乎不可能单独完成，同时老师还需要给予一定的指导，给出明确的学习目标及知识点，适合采用TBL教学法分组讨论，按组汇报。同时设计性实验往往都是给出一个需要解决的实际问题，比如心电图采集系统设计，实现的方法也不是唯一的。这又是PBL教学法应用最适合的情况。因此，对于设计性实验最好采用两种方法综合应用。

教学实践结果

经过一段时间的教学实践，PBL和TBL教学法结合应用于电子技术课程设计的教学，培养学生分析和解决问题的能力、增强了团队协作精神，激发了学生的兴趣，有利于创新思维的培养。但是，在教学的过程中也存在值得注意的问题：学生负担明显增加，学生查资料整理出合理的方案基本上需要一周的时间，再做实验调试完成，基本上又是一周的时间，大大占用学生平时的时间，需要学生主动配合；分组实验后，有少部分学生的依赖思想比较严重，在小组中承担的任务量少，对这部分学生独立动手能力的培养缺乏；考核评分阶段不再是根据单纯的考试成绩考核，包含了对小组贡献、讨论发言积极性、前期材料收集的部分等等，增加了评分考核的难度。需要老师对每个部分的过程有充分掌控和了解，对老师的能力有更高的要求。

结束语

数字设计课程范文第4篇

关键词：电子技术；精品课程；课程建设；课程开发；实践策略

近年来，现代科学技术的日新月异推动了社会的发展，电子产业也随之发展壮大，面对市场的全新需求，高职院校应结合当前经济发展的客观需要对人才进行有针对性的专业培养，以此来更好符合当前经济发展的现实状况。现阶段，高职院校电子技术专业人才的综合能力难以与行业需求相适应，面对此种状况，高职院校应逐步加快自身的教学改革进程，构建精品化和内涵化并存的新型教学模式，以此来培养高层次的技能人才。基于当前电子技术的大范围渗透，各个行业都在迎合时代的发展浪潮加大改革创新力度。而高等教育作为社会人才培养的重要阵地，唯有对传统课程的建设与开发模式与时俱进地创新，才能切实立足于对学生实践应用能力的培养，更好地满足行业创新发展的实际需求。“电子技术”广泛应用于当前高职教育体系之中，如机械维修、软件技术开发、工程自动化等，但是其作为基础教育课程，在新的发展形势之下，也逐渐暴露出自身存在的弊端，这对人才培养质量的根本性提升极为不利。因此，深入研究“电子技术”精品课程建设与开发与实践策略具有着积极的现实意义。

一、以精品课程建设为导向的高校教育改革的意义

当前，社会的发展已进入全新的转型阶段，包括高职教育在内的高等教育改革已然成为大势所趋。为此，教育界针对教育改革的理论与实践研究成果也在不断深化。从高等职业教育的定位来看，该种教育体系侧重于学生工作技能、职业能力的培养与发展，德国教育实践理论为其奠定了稳固的基础，并为其有序发展指明了前进方向。德国实践教育理论的应用能够更好的提高人才培养的综合水平，对但是德国教育模式的重新构建起到了良好的推动与促进作用，从这一层面来说，德国实践教育理论是教育模式改革的重要驱动力。在千禧年初期，我国高等教育体系深受德国实践教育理论的影响，并且将其应用在学生理论能力教育与岗位结合的模式构建之中，对我国教育体系的整体发展产生了深远影响。相关人员将德国实践教育理论与我国现阶段的发展国情相结合，并由此创建了工学结合的教育机制，这对学生职业能力的培养、应用能力的深化具有极为重要的现实意义。同时，教育者作为高职教育事业的主力军，需要对工学结合教学模式进行全面深化理解，明确职业教育与普通高校教育之间的差别，以便为人才的日后发展做出科学指导，促使人才的未来职业生涯进一步步入正轨[1]。由此可见，工学结合教学模式关注学生社会能力、职业能力的培养，引导学生将学习理论更好地应用在实际工作之中，并在实际中检验理论项目。因此，这种新型的教学模式符合高职院校自身的教学定位。同时，以精品课程建设为导向加强高职院校教学改革，是相应我国国家教育方略、迎合我国素质教育改革形势的具体举措，要求教育者要制定明确、精准的教学计划，通过自身能力的提升来为高职院校提供强有力的师资队伍，为精品课程建设奠定见识稳固的基础，借助创新性和科学性并存的教学模式来更好的彰显课程改革的实际价值，在教学过程中兼顾理论与实践教育，强化学生的综合素养，为学生的职业规划创设更为良好的教学环境。“电子技术”的教学已经成为了社会发展新形势下的重要基础，教学要求明确提出不仅应当全面重视起对学生基础知识的灌输，更应当重点培养学生将理论转化为实践的能力，并以此能力为基础，形成运用电子技术解决实际问题的创新能力。因此，该学科课程内容的改革也应以此为指导，使学生通过对此的学习充分掌握电子技术设计内容，以为未来工程的应用与实践打下坚实的基础。

二、“电子技术”精品课程建设与开发实践策略

现在大部分电子技术相关课程皆通过大荧幕方式来实现，即运用多媒体实现教学，正是由于此种方式显示出信息较多，才更应注重课程的建设与开发。虽然大荧幕教学方式实现了教学效率的提升，但落后的教育方式尚未受到关注，进而使得电子技术课程教学效果仍然无法发挥，更不能有效的吸引学生的注意力，导致多媒体技术应用如同鸡肋。长此以往不仅不会提升学生的学习兴趣，更会因为枯燥技术知识灌输而使得课程学习如同“填鸭”，运用电子技术是现代教育发展的要求，是提升当代教学效率的重要方式，但无法有效的利用电子技术则将会成为学生学习的另一大羁绊。从当前电子技术课程学习现状来看，学生通常死记硬背基础知识，进而使得电子技术知识无法应用于实际操作之中，久而久之，将会学生知识的增加而逐渐被遗忘。电子技术基础应用类课程较为繁杂，内容之多，操作之细，众多项目皆要求着学生不仅要掌握充足的知识，还要进行上机实验，在实际操作后将知识转变为能力。对电子技术精品课程的建设与开发也就成为了必要举措。

（一）结合实际岗位需要致力于对学生电子应用能力的培养

“电子技术”精品课程的建设与发展，要结合当前岗位需求的现实情况进行有针对性的科学设置，致力于培养学生的电子应用能力，以便更好的相应社会经济、市场发展对人才的客观需要，为高等教育事业的新发展打下稳固的课程基础。对此，笔者认为相关教育者及教材编撰者要对市场的现实情况、岗位对人才的实际需要进行调研分析，将所搜集到的数据资料进行重新整合，借助数据、图表的形式来更好的为教材优化做出依据。教育者要还需要将教学思想与学生实践能力的培养相结合，不断提高“电子技术”精品课程教学效率。在教学项目的实施过程中，要增加实训环节，提高学生理论能力的同时，保证职业能力、岗位技能的深化发展，更好的为我国社会发展所服务，从而提高人才的专业素养[2]。与此同时，更要将培育的目标进行实际定位，从目标着手，以培养出具有高素质人才为出发点，综合学生的各项素质，以此融合实践技术与应用知识，逐渐引导学生在遇到问题时，学会运用所学习的知识来解决问题，以此不断的提升学生综合实践能力。针对不同专业的相关要求，应逐渐明确人才培养之间的异处，以此进一步保证电子技术精品课程改革的科学性。

（二）落实“双证制”

要落实“双证制”教学措施，从制度和模式两方面入手加快“电子技术”精品课程建设与开发的进程，推动高职院校教育模式的新发展。“电子技术”课程作为高职院校理工科专业学生的基础性课程，在教育过程中扮演举足轻重的教学地位，能够巩固学生的专业理论能力，进而在实际工作之中起到学以致用的效果。应试教育思想仍旧根深蒂固，在教育过程中，依旧有不少教师沿用传统模式，这对学生工作能力、职业素养的发展极为不利。对此，教育者需要运用德国实践应用理论进一步提高专业课程教育的应用性，对学生职业生涯的规划给予足够的重视，深刻认识到学生实践应用能力培养的重要性，进而促使“电子技术”精品课程的建设与应用。同时，笔者认为高职院校要加强对学生的正确引导，鼓励学生在重视毕业证书获取的同时，要积极考取与电子技术相关的资格证书，将此作为学生日后能力证明的重要标志，实现人才理论能力和实践能力的双向互动式、协同均衡发展。

（三）强化实践教学模式促进学生实践能力的提升

实践是电子技术课程的灵魂，关注学生的实践能力是电子技术课程发展的必然要求。对此，应该通过实践教学模式的强化训练来进一步促进学生实践能力的提升，巩固“电子技术”精品课程的教学成果。高职院校学生要从自身做起，将“电子课程”的专业学习与自我的可持续发展相结合，明确认识到该课程的学习能够更好的满足自身岗位的客观需要，实现自我能力与岗位需求、市场发展之间的融会贯通。在注重电子技术理论能力培养的同时，还需要通过实践活动来将自身所学习到的知识更好的应用在实际工作之中，强化对自身岗位业务流程的熟悉程度。同时，教育者要对电子课程教学体系进行重新调整，优化课程教学结构，增强实践训练在课程教学中的所占比例，为学生创设更为广阔的实训空间和能力拓展领域，从而进一步提高学生的社会适应能力。

（四）打造校内外一体化教学格局近年来，校企合作教学模式的影响程度不断深入，并且对高职院校教育事业的发展、学生综合能力的提升均具有积极的现实意义。故此，想要保证电子技术精品课程建设与开发的实践效果，就应将教育教学与专业应用相融合，以培养专业人才与社会需求相互连接，搭建电子技术的精品课程新模式，协调专业人才与社会需求之间的要求，不断更新知识。“电子技术”精品课程的建设需要在理论研究的基础之上得到进一步的深化发展与实践论证，通过直接有效的实践方式来对教学成果进行检验与评价。对此，笔者认为要对校企合作教学模式的领域、内容、理念、形式等方面进行深化研究，坚持“两定”原则，即定量分析、定性分析，以此来为学生呈现更为优质的校企合作教学体系，打造校内外一体化教学格局。具体来说，高职院校可以邀请企业资深岗位者来校进行指导，并通过岗位实训的形式促使学生将所学知识投入到工作之中，以此来完成相应的教学任务。

三、结语

高职院校要结合“电子技术”课程教学的实际情况为基础，通过行之有效地创新做好精品课程的开发。以搭建综合性教学模式为出发点，关注自主创新，探索创新，在提升个人观念基础上，逐渐整合各种教学内容，重新搭建更高效率的教学水准，充分的发挥电子技术课程的优点，搭建高素质应用型人才培养新模式，更好的提升电子技术课程教学质量。

参考文献：

[1]刘颖，侯建军，黄亮.“电子技术课程设计”精品课程建设与改革实践[J].电气电子教学学报，2015，（02）：3-4+7.

[2]卢玉和，杨春花，张丽，仝庆华.加强精品课程建设全面提高教学质量———《模拟电子技术基础》课程建设的探索与实践[J].中国科教创新导刊，2015，（08）：11-12.

数字设计课程范文第5篇

关键词：环境设计专业数字化设计参数化设计设计方法教学方法

引言

随着信息时代的到来，各种数字化技术由于其自由、高效、精确等优点被广泛地应用于设计行业中。由此，设计专业也迎来了一场空前的技术革命。但由于国内环境设计教育大多借鉴“布扎”和包豪斯教育体系，并不完全“包容”以数字技术作为设计工具和教学载体的数字化设计教学。加之很多高校对数字技术的理解存在误区，导致目前国内环境设计专业数字化设计教学体系相对单一化且缺乏系统性。在这样的背景下，探讨环境设计专业数字化设计教学体系便具有了现实意义。

一、国内环境设计专业数字化设计教学的现状

环境设计是一门新兴的学科专业，经过近70年的发展，已经成为涵括建筑设计、景观设计、室内设计等许多方面；设计对象涉及自然生态环境与人文社会环境各个领域的综合学科。但其教学体系大多依托于建筑学基础而展开，同时将艺术学、风景园林学等学科理论“拿来主义”式的应用，一直没有形成系统的专业教学理论。面对当前新的数字化浪潮，环境设计学科的发展面临前所未有的机遇与挑战，国内设计院校纷纷行动起来，相继开展了数字化设计教学的实践。如：清华大学美术学院是国内最早开展数字化设计教学的高校。2006年左右由徐卫国教授开始尝试在建筑学专业开设参数化非线性建筑设计课程，随后环境设计专业也开设了数字设计思维等课程，经过多年的教学实践，已经取得了丰硕的理论和教学成果。于此同时，同济大学在数字设计和建造方面开始了教学尝试，开设有开源硬件与编程、数字化环境等课程，并且每年举办一届DigitalFUTURES工作营，十分注重与国际专业前沿的交流；南京艺术学院开展数字化设计教学始于2010年，采用中荷联合教学的方式开设了实验性设计、毕业设计——参数化设计，注重从设计到建造的全过程教学，在国内外各类设计竞赛中成果斐然；江南大学将算机辅助设计作为专业选修课，并设有虚拟现实实验室、交互设计实验室、先进制造实验室等数字实验平台，把虚拟现实技术与设计教学进行了深度融合。这些院校的共同特点是在数字化设计教学活动中都以参数化建模、生成设计、算法、数控建造、虚拟现实等“数据编译”内容为教学核心。还有一部分如：苏州大学、浙江大学、湖南大学、北京服装学院等代表了国内绝大部分环境设计专业的数字化设计教学内容，即以常规的CAD、Sketchup、photoshop等“图形表达”内容为教学核心。最后还有个别院校如中国美术学院等，在本科教学期间不开设数字化设计的课程，相关的知识主要靠学生在课下自行学习。

二、存在的不足

（一）数字化设计教学方式单一化

从以上国内环境设计专业数字化设计教学的内容可以看出，在数字技术的使用上有单一化的现象。例如，清华大学、同济大学等以参数化建模、算法设计等数字技术为核心的设计教学过程中，几乎都排除了对常规计算机辅助绘图软件的教学。而国内大多数院校的数字化设计教学还是围绕对CAD、Sketchup等软件的操作方法的讨论，甚少将“算法设计”类技术作为设计手段。这使得与参数化设计等数字技术有关的教学具有明显的精英化教育的倾向。虽然某一时期内，参数化建模、算法、数控建造等数字技术不是多数高校环境设计专业学生必须掌握的基本技能，但是长远来看，缺失以上几个部分的数字化设计教学，将使得数字技术之于环境设计教学的作用容易停留在表达层面，不仅无法让数字技术在设计教学中真正发挥出自身的潜力，也无法拓展本专业在教学内容方面的深度。

（二）对数字技术的理解存在误区

从上世纪80年代开始，计算机辅助设计技术（CAAD）开始广泛地应用于国内的设计行业和高校的教学之中。现今，对CAD、sketchup等软件的使用和掌握已经成为环境设计专业学生的必备技能。这也导致绝大多数院校的师生对数字化设计的认识也停留在采用各种图形技术，以传统的平、立、剖面图或效果图来表达设计造型的阶段。但随着人工智能、大数据等新技术的蓬勃发展，以及数字化设计的理论体系的逐渐成熟，其智能化、高精度、自组织、以及设计过程与生产过程相关联等特性，使数字技术开始在各个设计领域中崭露头角。在这种情况下，如果仍将数字技术单纯地视为是辅助绘图的工具，那么这样的认识不仅不能使数字技术真正融入以建造为目的的环境设计核心，也难以发挥数字技术作为设计工具和思维方式的强大作用。

（三）缺少与学科内部及外部的联系

数字化设计课程的教学不能完全脱离环境设计专业其他课程而独立纯在，且与相关学科有着密不可分的联系。国内大多数院校都会在大二至大三学年开设独立的计算机辅助设计类课程，固然有助于推动高校数字化设计教学的开展。但在课程性质上，大多属于设计基础课类中的专业选修课，内容上与其他主干设计课程也缺少教学内容上的连贯性。尤其是部分院校禁止或者不提倡学生在学习设计之初便接触电脑，担心学生因为电脑绘图的便捷而忽略手工制图的表达，这无疑会对数字技术在学科内的推广和应用造成了较大阻力。此外，当代数字化设计是一种自下而上式的思维模式，强调设计结果与环境变量之间的响应与互动，其设计过程往往涉及到数学算法和计算机编程语言的相关知识。这对于当前的环境设计教学体系无疑提出了很大的挑战，一方面优秀的数字化设计教学师资紧缺，无法对以上课程提供有针对性的前导教学；另一方面，环境艺术专业的学生长期受到艺术、哲学、历史等人文学科的熏陶，对于这类偏理工思维的跨学科知识往往抱有敬而远之的态度。以上种种无疑增加了学生掌握数字化设计方法的难度。

三、环境设计专业数字化设计的发展方向

虽然在国内环境设计专业的数字化设计教学推进中遇到了各样的阻力，但在“实践先行、理论跟上”的学科指导思想下，近年来，数字化建筑设计教学已经呈现出了多种层面的教学转向。

（一）从表达工具到设计方法

目前，国内大多数环境设计专业的数字化设计教学是讲授CAD、Sketchup、photoshop等软件知识为主，其优点是：简单易学、绘图效率较高、有助于学生完成各种课程设计的表达，且其在环境设计专业的课程体系中相对独立，便于灵活的采用选修课或自学的形式完成知识的积累，堪称普及程度最高的数字化设计表达“工具”。而与之相对应的，国内如清华大学、同济大学、南京艺术学院等学校开设了以运用算法生成、结构找形、数控建造等数字技术为主的数字化设计教学。这种伴随着计算机技术发展而来的新设计方法，诞生于上世纪90年代哥伦比亚大学的“无纸化”教学中，其设计理论受到了法国后现代哲学家吉尔．德勒兹提出的“游牧政治学”、“茎块”理论、“生成”理论等概念的影响。在工作中设计师借助Grasshopper、processing等编程工具，制定算法和生成逻辑，通过对功能、环境影响、经济制约等客观因素的分析，可以量化事物之间的设计逻辑，通过参数的改变来控制设计形态的产生、发展、变化、修改，从而获得自由、动态、复杂、多解的形态，为设计者提供解决问题的新方法。其不同于传统基于欧几里得几何空间的空间思维方式和非线性的思考方式，使得数字技术不再作为单纯的设计图像表达工具，而是可以作为一种设计方法被越来越多的设计师所认识。

（二）从自上而下到生成设计思维

设计者对于设计的理解及其思维意识对设计成果有决定性的作用，因此在设计教学中培养学生的设计思维至关重要。目前的环境设计教学体系长久以来受到“布扎”体系的影响，形成了一套以设计者为主体，基于设计者主观判断定制设计决策的设计思维培养方式。随着时代的发展，设计者所要处理的设计信息愈加的复杂化和多元化，这种“自上而下”的设计思维的局限性也逐渐显露出来：设计过程在大脑这个“黑箱”中的推导过程具有强烈的个性特征，对于设计上的交流有一定的障碍；基于个人经验判断的设计过程在设计精度上也存在局限；最终设计方案的修改和存储也繁琐且耗时。因此，随着数字技术的发展，国内外很多高校开始尝试由建筑形态基层构成要素出发，基于建筑性能变化规律，以自组织方式自下而上地生成设计结果的研究。比如哈尔滨工业大学与Hperbody研究组合作开展了基于风环境模拟数据的非标准建筑形态生成设计探索就充分发挥了数字技术的复杂数据计算优势。生成设计思维引领了设计领域的新趋向，其具有的逻辑性、创造性、开放性、动态性、交互性等特点，为环境设计课程体系中的设计思维教学提供了新的思路。

（三）从数字化表达到数字化建构

环境设计专业的培养体系强调学生的动手能力和社会实践能力，把工艺技术放到与视觉艺术平等的位置。因此，环境设计专业的高年级教学中常常会引入结构、材料、构造等与建造相关的工程知识。它要求学生抛开形体、空间的外部形式，转而去思考形体、空间的内部所应具备的结构逻辑、构造逻辑和材料逻辑。其中所蕴含的设计理性既是建筑得以物质化呈现的关键，又是建筑得以抵抗图像化的一种方法。但在实际的教学中，以表现建筑形式、空间为主要功能的数字技术的广泛使用一定程度上削弱了学生对建造知识的关注。普遍开展的模型制作教学虽然能够让学生通过实体模型完善形体推敲、空间组织、空间造型、结构体系甚至材质肌理的训练，但由于材料和加工方式的限制，往往建筑模型无法模拟实际建造中可能出现的施工及建造难题，建造知识的学习面临与实际操作脱节的困境。基于参数化设计的数字技术很好地弥补了设计与实际建造之间的缝隙。借助Rhino、Grasshopper等参数化设计工具，复杂建筑形式及其节点都可以借助计算机的算法转化为“数据链”，并由激光雕刻机、数控机床、三维打印等设备输出精确的“随机构件”，并可以让学生亲手搭建起来，如图1。这样由学生掌控设计、加工、建造全过程的“建构训练”，更有机会加深对他们材料性能、建造技艺、材料工艺、建筑生产模式的理解。

四、环境设计专业数字化设计教学体系构建

（一）渐进式的教学体系

在数字化建筑设计教学中，从表达层面到建构层面，其知识点的难度总体上呈现递进关系，因此可以按照渐进式的方式在本科二年级到四年级分别镶入数字化设计的教学内容，如图2。在本科二年级，学生需要掌握表达层面的技法，软件知识和数学、编程、数字化设计理论构成了数字化设计教学的基础。其中的软件知识主要是指CAD、sketchup、photoshop等以数字技术在电脑中生成设计形体，让学生获得最基本的数字化绘图能力。同时，可以将数学、编程和数字化设计理论知识合并成一门“数字化设计概论”课程作为学科基础课。设置这门课程的目的在于让学生了解算法、数据分析、生成设计、参数化设计、机器人建造等方面的基本数理知识使学生对于数字化设计的发展过程、涉及的数字技术及其应用情况、相关理论与哲学思想均有一定了解，明确数字化设计与传统设计在方法和思维上的差异和联系，为后续数字化课程的学习做好前导知识的积累。环境设计专业在三年级的教学内容通常包括功能与空间的组合、建筑设计方法、室内设计、景观设计、材料与技术的选择运用等。教学目标通常强调环境、文化等与设计的联系，注重学生思维能力的训练、训练学生解决设计问题的能力。在这个阶段，数字化设计教学主要培养学生运用参数化设计工具解决造型与结构方面的实际问题的能力，使学生掌握一种非线性的设计思路。同时，由于本次设计的目的是以实施为前提的，所以在设计之初就要求学生将其他课程中所学习的结构、构造等知识融入到方案设计之中，因此，通过这个阶段的训练，能够训练学生多角度的方案构思能力、基于物质基础的结构设计能力和复杂造型的表达能力。在课程的设置方面，以上内容中的软件知识可以在独立的“计算机辅助设计”课程中讲授，而有关数字化设计与实施方面的教学内容可以根据各院校情况穿插在“家具设计”或“建筑设计”等设计主干课程之中。在本科四年级，在这个阶段学生已经完成了支撑环境设计的关键能力训练和理论储备，解决设计问题的专业能力以及拓展设计的创新能力开始成为教学的重点。在这个阶段的数字化设计课程也开始关注设计的深度问题，期望通过完整的“数据链”，完成从算法找形，数控加工到实体建造的过程，最终的设计作品会以实体模型或等比例构筑物的方式呈现。在这个过程中，除了材料的加工与连接方式，学生还需要深入到对于构造法则的了解，以便让材料通过合理的组织、有序的加工、连接，来完成各个细部的组成并保证其所应有的功能性，如此能够让学生有机会从虚拟的设计“图纸”到真实的实体建造的转向，从而得到实体建造层面体验，思考、检验和反思自己的设计的机会。以上教学内容可以用“数字建造”专题课程或结合毕业设计来开展。总体来说，上述以时间维度划分的教学节点与数字化设计教学内容和学习难度存在着一定的渐进关系，即关注软件操作学习的课程对应于设计表达层面，关注形态和结构问题的课程对应于实施层面，关注实体建造问题的课程对应于建构层面。

（二）多样化的教学方式

对应以上三个时间维度的教学内容各有不同，采用的教学方式也可以结合各个学校的教学资源进行相应的调整。在低年级的软件的学习上，知识点相对分散、网络学习资源丰富、学习难度较低，教师可以采用课堂讲授加学生自学的方式，结合网络教学资源的学习，可以让学生掌握基本的数字化图形表现技法的前提下，个性化地学习其他相关的软件知识，拓展数字化表达的多样性。在三年级的数字化设计课程学习中，可以将虚拟现实技术和课堂教学联系起来，充分发挥体验式学习的优点，让学生在虚拟现实空间中体验空间与人的关系、参数与形态的互动、激发学生学习兴趣。同时，在这个阶段的软件知识的学习上，会出现一个明显的爬坡期，与数学、编程相关的知识点显著增加。因此，在教学方法上更要发挥网络教学与课堂教学相结合的授课模式，充分调动学生的课外时间，使数字化设计工具的运用和设计思维同步起来。在高年级的课程教学中，着重实施和建造层面的教学实践，所有的教学环节都穿插在学生亲自建构作品的过程中。在这种实践性的要求下，相关设计教学可以采用产学合作的方式开展。通过这样的方式，高校的教学资源能够与行业的设计资源形成互动，从而让学生能够在学习中了解企业与市场的需求，熟悉设计行业的产业上下游关系，节省高校在培养环境设计专业数字化设计人才方面的开支。

（三）数字化设计教学知识点与现有设计课程的融合

数字化设计教学的教学体系必须与现有的主流环境设计教学体系相互融合，其在设计方法、思维、手法的上的差异并不是对原有教学体系的颠覆，而是形成互为参照、互为补充的关系。环境设计专业在低年级大多会开设“工程制图”、“环境设计初步”、“优秀设计作品鉴赏”等专业基础课程。在授课内容上，会要求学生学习基本的工程作图方法、空间组织的基本原理以及对经典的设计作品解读和抄绘。在这些教学环节，可以将“软件学习”与这些课程结合起来，在完成尺规作图的之后，进一步采用设计软件的数字建模能力可以让学生更加直观地体会二维到三维的“空间训练”，强化学生对于环境空间的理解，同时也能够促进他们应用数字技术的熟练程度。由于数字技术在设计领域的应用的深度和广度逐年增加，所以在高年级的课程中，数字化设计教学与其他设计课程都有很好的契合度，比如家具设计、陈设设计、展示设计、建筑设计、景观设计、城市设计、数据可视化设计等都能够找到非常成功的教学案例，如图3。同时，由于数字技术在设计思路、设计深度、可建造性等方面与传统设计课程的明显差异性，可以让学生在亲身参与的建构过程中接触到课本中较少提及的“工序”与“合作”的概念，这可以为现有的环境设计教学体系提供教学内容方面的补充。

（四）优秀师资的培养

当下开展数字化设计课程教学的主要难点是数字化设计教学相关师资的缺乏。虽然国内开设数字化设计课程的时间较早，但由于数字化设计课程体系不够健全，相关教材建设不够完善，配套金费投入和实验设施还有待加强，导致目前国内多数高校难以集中师资开展数字化的相关教学。很多院校想到了借助与国外前沿的设计院校联合办学的方式。比如、同济大学与美国南加州大学（USC）合作，后来发展成为DigitalFuture工作营；南京艺术学院与荷兰代尔夫特理工大学建筑学院采取联合教学的方式完成实验教学；其后如华南理工、华中科技大学、湖南大学、香港大学等也参与到这一行列中来。数字化设计工作营有效地促进了最新的设计思想及技术方法的交流，起到了数字设计启蒙的作用。但要真正解决数字化设计教学所需的师资问题，不是靠某一种数字技术、某种数字化设计方法或某一门课程，而是需要一个能够持续性地培养数字化设人才的教学体系。因此，在环境设计专业现有的培养体系内融入数字化设计相关教学内容，给学生建立清晰的数字化设计知识体系，建立完善的培养机制才是解决数字化设计教学落地的关键。

五、总结