1.前言
公共建筑设计是建筑学专业《建筑设计（1）-（6）》主干课程的重要教学内容，围绕公共建筑设计教学内容，同时开设了诸如《公共建筑设计原理》、《外国建筑史》、《校园/高层/体育/医院建筑设计专题》等理论课程加以支持。目前，理论课程教学以PPT讲授为主，在讲授过程中，学生获取某一类型公共建筑设计相关知识的途径主要来自于文字描述和照片图像资料。
在这种以教师讲授为主导，文字图片资料为途径的教学过程中，学生没有成为教学认知活动的主体，对空间理解深度不足，对各类公共建筑的设计原理及设计工作过程缺乏直观的、浸入式的认知和理解。
长安大学建筑学院目前在数字化课程方面已经与广联达科技股份有限公司开展了多项合作，可以对教学体系内容进行重构，通过可视化的场景和虚拟体验，模拟完整的建筑设计工作过程，为学生建立正确、全面的设计概念；引导学生正确理解公共建筑设计的逻辑思维过程，理清主要设计问题；培养学生主动解决设计问题的意识和能力，从而为今后的设计学习建立专业系统化和协同化的概念。
2. 基于数字技术的课程建设
2.1 课程建设背景
医疗建筑功能复杂，医疗工艺流程所决定的医疗空间类型多样，洁污分区严格，在建筑设计流域属于难度高、技术性强的建筑类型。长安大学建筑学院从2014培养计划开始就开设了《医院建筑设计专题》，针对医疗工艺流程下的医院建筑功能分区、空间组织方式、医疗功能单元等开展教学，并安排医疗建筑参观环节和撰写调查报告，以使学生能够真实体会医疗建筑的功能要求。
但是由于医院建筑本身的卫生及管理要求，以及如2020年初新冠病毒这样的突发公共卫生事件，都对实地参观体验造成很大影响，并不能让学生了解到完整的医疗工艺流程和空间关系。只有通过引入BIM+VR技术，对教学体系内容进行重构，才能把医疗建筑流线设计模块（人流、物流）进行三维空间实体化建模，利用其沉浸性、构想性和交互性的特征，虚拟出特定的现实环境，实现流线动态可视化效果，给学生听、看、感等方面的学习体验，学生可通过设备直接深入建筑物内部全方面探索医疗建筑空间、功能、流线等，与虚拟环境产生互动，并获取直接信息反馈，做设计时，实现“所见即所得”，提高设计能力，并通过网页、移动设备或台式机对项目进行虚拟交互管理。
2.2 课程建设情况
本课程为校级虚拟仿真实验教学课程。医院建筑功能复杂，综合医院包括门诊部、急诊部、医技部、住院部、后勤保障系统、行政管理和院内生活用房等部门，各部分之间的总平面流线是关键点，医院内的各医疗功能单元关系紧密又各自独立（表1所示）。
表1 综合医院功能组成
医疗建筑的流线设计是该类型建筑设计的难点与重点，医疗流程主要包括人流和物流2部分，人流包括就医流程和工作流程，物流包括洁净物品、污染物品的传递过程。本课程从实际工程中选择典型形式进行BIM建模与虚拟场景搭建。根据不同医疗流程流线的具体特点，形成场地、门诊、急诊、传染病区、住院部、手术部共6大场景（图1所示），对每一场景结合理论知识讲解，创建项目知识库，师生可以通过浏览器直接在线查看立体模型，并且可以在线交互，突破了传统的安装客户端查看立体的模型和交互的方式，为师生提供优质的教学资源与学习资源。
图1 医疗建筑流线设计虚拟仿真的6个场景11个知识点
课程充分发挥学院数字实验室作用，学生以真人视角浸润体验医院建筑不同流线关系，了解基本功能分区设计要点，并根据设定的教学目标自我探索完成知识学习，让学生对日常难以体验的医院空间有了直观的空间认知，课后通过实验报告+概念设计的流线设计专项图纸小样巩固知识点，辅助课堂教学以达成良好教学效果。
其中BIMVR虚拟仿真平台由长安大学建筑学院联合广联达科技股份有限公司、北京睿格致科技有限公司进行联合搭建。该平台基于虚拟现实三维互动引擎运行的网络环境，能够实现大量并行用户快速下载及构建渲染动态三维互动场景。平台采用虚拟仿真技术制作各种具有物理属性的构件、连接件及三维互动虚拟实验场景，用户可根据实验要求自主操作，达到可身临其境进行虚拟仿真实验的目的（图2-图4所示）。
图2 医疗建筑流线BIMVR虚拟仿真平台 图3 学生佩戴设备操作示意图
图4 医疗建筑流线设计数字场景重现示意图
3. 结语
国家推行的“2011计划”以“协同创新”为主题，将人才、学科、科研三位一体创新能力提升作为核心任务，旨在突破大学体制机制壁垒、释放多种创新要素活力，推进产学研多元组织深度合作，通过构建面向科学前沿、文化传承创新、行业产业以及区域发展重大需求的四类模式和深化大学科教机制体制改革，转变其传统的科研创新与教育创新模式。BIM+VR技术的应用，充分发挥学院数字实验室作用，打破建筑学不重实验教学、设计课与设计实践脱节的问题，推行理论课程与实验课、科研成果、实际工程相结合的“四结合”，形成 “基础—提高—创新”三层次、完整的虚实结合的实践教学体系，保证适应当代建筑发展的高素质创新人才培养的需要。
参考文献
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[2] 刘启波、侯全华、余侃华、胡振博、杨雨丝. 数字赋能—建筑行业数字化转型下的建筑学专业课程体系建设研究[C]. 2022中国高等学校建筑教育学术研讨会论文集，中国建筑工业出版社，2022.11
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