一、高校智能化教学楼设计
新型人才的培养需要新的教育模式。现代教育重视素质教育,高等教育强调培养的人应 当是能够突破专业和职业领域限制的,具有较强适应能力的复合型人才。学生大学期间,不仅要掌握一定的专业知识,更要学会学习方法,具备从事科学研究的能力,培养学生具有强 烈的事业心和认真负责的态度。这样的大学生才具有较强的竞争力和应变能力。新的要求促进新的教学模式的产生。
21世纪的教学模式不仅呈现高度信息化、电子化的特征,同时在教学过程上也有较大 的改变。学生获取知识不再主要依靠教师课堂讲授,而从多方面吸取“营养”,除教师外,书籍资料、信息网络、同学间交流,甚至报纸、杂志电视,都是学生获得知识的源泉。因此 ,21世纪的教学场所,也不是简单地装上现代化设备就可以满足需要的。要适应新教学需要就应该提供相应的功能空间,以教学楼为例,传统的教室“一统天下”的状况应相应改变 。教学楼中要拥有多种空间,以便于学生多渠道获取知识。教室、资料室和教师办公室在现代学生学习过程中地位同等重要;中庭、内街、休息角、交流区、室外平台走廊等便于人际 交流的多功能空间,不仅仅是提供休息的场所,也是学生相互交流的地方,这里有同专业不同年级的纵向交流,也有同年级不同专业的横向交流,来自不同知识体系的思想在这里撞击 产生“火花”,不少发明创造往往就来自与人的闲谈之中。
此外,以信息技术为代表的高新技术进入教学过程后,对传统教学模式的冲击也是巨大 的。多媒体教材、远程教育以及交互网络系统等有效的辅助教学手段的应用,大大地改善了传统的授课方式,21世纪的教学楼正在向能提供多种信息传递方式的智能化教学楼方向发 展。
行为方式的改变会引起建筑功能的调整,而建筑功能的变化也必然会导致整个建筑由内 而外的变革。现代教育模式的转变和现代技术的发展使得高校教学楼建筑进入了一个崭新的时代。
(一)智能化教学楼的现代技术。
现代的教育体系中,不仅有现代的教育思想,而且有先进的技术设施配合教育。因此智 能化教学楼中除具备一般智能化建筑所应有楼宇控制系统如建筑设备自动化、办公自动化、通讯自动化以外,还应引入智能型的辅助教育设施。
1.计算机和多媒体技术在教学中的应用。
(1)教学过程中全面应用计算机是智能型教学楼的一大特点,计算机作为未来工作中的重要工具,学生在校期间要更多地熟悉其操作及性能。比较理想的条件是,教室中为每人配 备一台电脑。如日本九州工业大学情报工学部,其教室中央是座位,可以供学生听课,座位区两侧及后部,则全部是计算机桌,可供全体学生当场操作。条件不容许的学校,也可由学 生自备电脑。如澳大利亚,学生靠打工挣的钱就可以自己买一台手提电脑。因此,教室中不必再配备电脑。学生在课堂上作笔记可以直接敲入计算机。
(2)教师用多媒体辅助教学,因此要求教室为多媒体教室(图7-7-13),其设备包括:投影仪、幻灯机、投影电视系统、录像机和影碟机。在教师的讲台上,有一台总控制器,用来 控制教室中的各设备和教室中灯光。另外,教师会自备一台便携式电脑,其中装有教案,上课时通过投影电视系统把授课内容投影到屏幕上,以便于学生反复记录。利用多媒体教室中 的各种设备,教师授课的内容可以籍影音于一体,包括幻灯片、录像带、光盘等,使课堂不再枯燥无味。
2.运用计算机网络和通讯技术改进教学。
除了多媒体教室外,网络学习也是现代学生获得知识与信息的重要渠道。智能教学楼是校园网的分站点,其网络端口延伸到每一个教室,为学生开展网络学习打开了大门。应用网 络的学习方式可以分为以下几种,如图7-7-14所示:
(1)独立式(集中式):这是最简单的,计算机相互之间是独立的,学生可以和计算机交互复习课程或作练习题。
(2)计算机互联:学生们分为小组,计算机通过网络互联,可以进行多种学习活动如合作、竞赛、交互等。
(3)广播式:利用Video OnDemand进行交互,实现单机对多机的操作。这种方式可以用来帮助教师与学生联络。在任何时间、任何地点,学生如果想与教师联系,交作业或问 问题,他都可以通过网络实现。而教师对学生的指导也不必受地域和时间的限制。例如,一个学生如果在晚上11:00提一个问题,很有可能他在11:15就能得到答案。而这个问 题如果要等到第二天或隔几天的课堂上才能问,也许他就不去问了。
(4)局域网或广域网:学生可以通过局域网或广域网学习,如许多大学和研究机构采用万维网(WWW)多媒体系统学习。学生和教师可以通过网络与别人
(5)高速网络:通过高速网络实现远程教育,既不同区域间的多媒体传输,包括有视频和语音交互操作。通过远程教育系统,一个学校的学生可以选修远在另一个城市的另一所学 校的某一门课程。在上课的时间,只要打开多媒体交互系统,就可以和主教室的学生同步上课。在主教室,授课教师也可以通过显示屏看到分教室中同学的听课情况,而且通过多媒体 交互系统分教室的同学还可以当堂向授课教师提问。远程教育可以使学生摆脱地域和学校师资的限制,更充分地利用学校的现有资源。随着校园网的进一步完善和发展,远程教育将成 为未来主要的辅助教学手段。
有些大学还利用这种技术进行国际和校际的教学交流,即让同专业同年级而来自不同学 校的一组学生同作一个课题。这些学生不必在地域上坐在一起讨论,却可以通过高速网络的多媒体交互传输系统,在同一时间坐在电脑前共同探讨课题,其效果就好象面对面的谈话一 样。
网络学习要求教室中有足够的网络端口。这种教室一般采用顶棚布线方式,用立柱或沿墙体出线。用立柱方式如图7-7-15所示,在教室中,每隔一段立一根很细的柱子,柱子并非 用来承重,而是用来引线,在柱子上安有若干电源插座及网络接口,一个区域内的几个同学可以公用一个引线柱。
3.利用计算机网络技术。
技术实现教室监控和观摩系统:
教室监控和观摩系统是现代技术在教学管理中的应用。在教室中安装有电视摄像系统, 通过教学楼内的局域网把教室内的教学情况传至楼中的监控中心,监控中心的若干台显示器可以同时显示出不同教室的教学情况。应用这一系统,不但方便了教学管理,而且当有外校 同行来观摩教学时,可以在监控中心观看而不会影响教室中的正常教学。
(二)现代智能型教学楼的空间变化。
传统的教学楼建筑,由于受到功能的限制,往往设计成中间走廊两边教室的长廊形式。 走廊作为汇聚楼中所有人流的人流集散地,却仅仅具有交通功能。这种传统的教学楼建筑已经无法满足现代教学的要求,单一的获取知识的学习方式不能培养出全面型的人才。现代个 性化的教学,需要高效、灵活而有弹性的教学空间,以满足学生多渠道获取知识的学习方式。
智能教学楼中的教室空间有由固定的小隔间向可分割的大空间转化的趋势。
教室空间由固定封闭的小隔间改为可灵活分割的大空间,结构采用标准柱网,教室的大 小不再受固定墙体的限制。教室的层高相对比较高,以留出夹层地板和吊顶的高度。教学楼中的功能空间也随之产生变化,以教室为核心,周围兼有资料室和办公室,在不同大小的各 功能空间中,有机地穿插交流和休息空间。丰富灵活的空间布局,不仅是适应现代化个性化教学的需要,而且比起单调平直的长廊式空间来,更能够引导学生的思维向多样化发展。
以美国爱荷华州(IOWA)州立大学建筑系馆为例,该建筑共六层,供建筑系、景观系、规划系和艺术系共同使用。主体建筑平面呈平行四边形,入口处设有一廊道,廊道左边是圆形 的大报告厅,右边是圆形的下沉露天广场。沿着廊道走进主楼,你便发现自己已经置身于一个通透明亮的中庭中了。中庭纵贯主体建筑,高达五层,上用玻璃拱顶覆盖。中庭内阳光充 沛,功能丰富,包括有交通部分,由电梯和两部开敞的半圆型楼梯组成;休息餐饮;展览部分等。其中展览区布置有学生最新的作品,供各系同学观摩点评。在中庭的两侧是教室、工 作室、教师办公室和资料室。此外,在每层中庭的端部,还有一小块交流休息区。布置一些桌椅,旁边的白墙上贴着同学的作业,这里经常会有自由组合的小型研讨会。看似随意的设 计,其实蕴涵了设计者对于现代教学过程的深刻的理解。整栋建筑以中庭为核心,联系各部分功能,而且动静分开,互不干扰。建筑师成功地在建筑中营造了浓郁的学术气氛。
，大厦智能系统规划与设计实例分析