数字营造学社(digit-x.org)-以高校为起点

编者按：西安建筑科技大学风景园林专业新特色方向建设——“数字景观营造”本科教学体系建构的探索，思考借助“互联网+”和网络信息化技术，实现“数字营造”教学生态体系“开源社区”的建立，数字营造学社即为开展数字化教学重要内容。

时代背景

近年来随着互联网+、数字智能与虚拟现实等信息技术的涌现，不同行业都面临着新一轮的变革与创新。从信息技术的电子、通信、互联网及移动互联网、智能控制、智能驾驶、智能机器人、智能投顾、智能搜索、智能物流、智能家居、虚拟现实（VR、AR、MR）等，生物医药的智能医疗、中医药及医疗器械、大健康、食品及添加剂、农业生物技术及产品等，先进制造的航空航天航海等领域军民融合技术及产品、无人机、3D 打印、装备制造等，材料工程的新材料、机械、建筑、工程等，到新能源及节能环保的能源、石油、化学、化工、生态、环保等。面对这前所未有的机遇与挑战，立足于建筑\规划\风景园林行业内部，我们却发现受限于自身知识结构的特殊性，相关从业者很难在新一轮的角逐中施展身手，反而面临着越来越频繁的“外部入侵”困境。诚然，多学科合作是未来专业发展的一大趋势，但是从行业到高校，都应当为这一轮新的变革做好充分的调整与应对。

成立动机

能够观察到行业内部分相关企业不断创新，已经不单单是规划设计公司，而是综合各相关专业(从基本的总规、详规、建筑、景观、交通、市政、能源、环境拓展到城乡住房与社区、遗产保护、城市公共安全、城市更新、经济金融、光环境等)，以及新研究方向技术创新中心、数字城市研究、科技情报研究等的综合服务体。企业能够跟随风向较为快速的调整战略，而作为重要的人才战略储备方——高校，受限于于自身机制，需要深扎基础教学，稳扎稳打逐步判断逐步调整，最终会更大程度上影响规划设计行业的”状态”。一方面，高校当前无论是在专业体系建构还是课程设置上，虽已加强了相关课程的设置，但是更多是“求诸于技巧”，缺少对于“数字营造的思维”的强调与渗透（增加新的知识结构，如python等编程语言）；另一方面，在探索中如何将数字化渗入到已有教学体系当中，能够增强原有课程教学的价值，确实需要谨慎行事，避免跑偏而本末倒置。本着从探索与实践中摸索的心态，根据高校自身的情况，于2017年3月20日，在西安建筑科技大学建筑学院成立了数字营造学社(起名有”营造”，意在不忘设计之根本)的探索性组织，由大一至大四的14名同学，与数字化教学团队(包瑞清、王丁冉、段婷…等)共同组成，推进“数字营造”教学体系的建立，初步上线digit-x.org网络教学互动平台(如图1)，拓展自由、开放、共享的交流学习机会(如图2)，并尽可能的暴露我们的每一个环节，接受任何方面有益的”洗礼”。根据学社共同讨论，确定任务、话题、竞赛、读书、调研、信息、报告和建构/实验等讨论板块，根据每个学生各自所在年级和自身学习情况，选择与参与相关内容。并确定编程、数据和设计为主要切入方向，结合各年级所开设的专业(基础)课程，渗入相关数字化内容。

图1:数字有营造学社官网

图2：学社例会

开展活动

从学社成立至今，开展了多次活动。本着“数字辅助设计”的基本理念，采用“课外自主\互助式”教学与学习方法，在网站平台发布阶段性任务，通过限定时间完成自学与成果展示。超出我们的预计的是，包括大一新生在内，能够跟进任务的同学占有80%。例如在小环境差异监测实验中，自行编写可视化程序，分析数据变化(如图3)，同时录制程序编写过程，共享与其他同学学习，建立互动学习的环境。不仅能够看出同学们对于新知识的不懈追求，还能够感受到激发自主学习动力后的强大效果，使得我们对进一步推进充满信心。学社成员在跟进基础专业知识，培养基础规划设计能力的同时，培养数字化设计分析的能力，依托已有设计课程，完成基本设计任务时，扩展新的设计技术。由于数字营造学社的自由弹性，新教学方法逐步尝试新的拓展，遇到磕磕绊绊，能够即时调整策略，为以后学社教学系统的规范化和学社成员的扩大提供参考。

图3：小环境差异监测实验

工作方式

数字营造学社已经推进的内容包括：参数化设计法、地理信息系统、基于processing数据可视化等基础知识部分，在继续原有内容同时，预计逐步推进的内容包括：python编程设计(待开设的选修课程)，当同学具备数字化基础知识之后，既可以开始与专业紧密结合的探索性设计内容，大致分为五个方向：

1. 感知体验。突破传统的模型、照片等外部体验途径，和受限于时间与空间尺度的感官局限，通过建模与可视化，借助VR/MR强化对空间、自然过程、人文过程等的感知与认识。
2. 模拟分析。结合各个年级课程，渗透数据获取、实验测量、模拟分析等更高效的数字分析技术，更有效支持原有课程的教学，强化学生对分析过程的理解与表达；例如结合大一组及“生态与艺术介入空间”课程模型水流模拟，使用Pixy CMUcam5 图像识别传感器捕捉水流路径，在grasshopper中读取数据，自动绘制水流线，认知地形设计与地表径流的关系。
3. 数字设计。依托传统设计，依据数字化技术开展设计任务，强调对“数字思维”的渗透而非仅仅是作为工具应用。通过竞赛等活动锻炼设计技能；
4. 规划辅助。针对高年级渗入GIS+RS+GPS+无人机测量，完善大尺度规划下数据的获取、解译、分析和辅助规划的技术；例如结合绿地系统课程，通过秦岭北麓户县遥感影像解译，以及高程DEM等获取基础数据，探索研究生物适宜性评价的方法，城市洪涝灾害(如图)的自然解决之法和城市低碳等内容。
5. 艺术装置。可以推进的潜在内容数不胜数，也恰恰说明了数字化可以无限拓展的能力。例如学社装置_2实验中力图通过加入嵌入式系统(如图4)，将装置与人的行为互动。

图4：包含嵌入式系统的智能化互动装置

展望期望

高校数字化内容的渗透，必定不能局限于围墙之内，需要更多高校间、高校企业间的互相渗透。随着数字营造学社教学内容的系统化，运营模式的连贯与成熟，亟待需要扩大交流的层面和范围，集”众神”之力，推进高校的数字化设计进程。