专访张天宇：以科技为驱动力的建筑设计创新教学
（作者：于航）建筑艺术和设计教育是现代社会中极为重要的一项教育，特别是随着人们对生活品质、环境保护和文化传承等多方面的关注程度不断提高，对建筑艺术和设计的需求也越来越高。但是，建筑艺术和设计教育也面临着一些挑战和困难。当下，国内城乡建设从增量扩张向存量提升过渡，衡量建设任务的标尺不再是解决空间“从无到有”的问题，而是人居环境品质“从低到高”的问题。
面对建筑行业转型提出的新要求，中国建筑设计教育专家张天宇尝试对建筑学培养方案改革进行系统性探索。她面向建筑学科前沿和未来建筑行业需求的不确定性，力图通过一系列改革措施，研发出一系列原创性技术成果和教学成果，实现了更具灵活性和系统性、契合当前人才发展规律、应对建筑行业转型升级需求的人才培养方案。
传统建筑设计教学的整合与创新
新时代要有新作为。实践教学中，张天宇探索形成了多层次教育教学培养模式，注重以卓越设计师人才培养为目标，培养学生理论联系实际能力，激发学生专业兴趣和社会责任感，同时结合学科前沿、生产实际及自身科研成果，逐渐建立了涵盖课堂教学、实践教学、工程设计、科研训练的全链条教育教学培养模式，经她培养指导的本科学生多次获得优秀毕业设计奖、杰出设计奖等。为推进绿色建筑学科群交叉融合发展，张天宇陆续发表了《新型环保材料》、《自然中的赞美诗》、《人身体建筑》、《人体安全意象的表达》《建筑空间组织与心理组织图式》等学术论文，通过这些创新的教育教学方法，有效地提高了学生的设计能力和创新思维，同时也促进了学科间的交叉融合，加深了学生对绿色建筑理念的认识和理解。
2020年4月，由张天宇主持的中 央电化教育馆“十三五”全国教育技术研究规划课题《基于创造性思维培养的建筑设计教学模式探究》顺利结题，经课题专家组鉴定，荣获科研成果一等奖。在课题研究过程中，张天宇针对大型建筑环境与节能关键技术在基础理论、核心技术和设计方法中所面临的难题进行了长期攻关，取得了一系列创新性成果。该课题基于当前建筑教育中创新能力培养的迫切需求，综合国内外建筑教育的成功经验，借鉴跨学科教学理念，开发出一套结合理论教学与实践活动的教学方法。在教学实践研究中，张天宇发现，这种教学模式可以在培养学生专业技能的同时，通过设置模拟建筑设计项目，鼓励学生在实际操作中学习和应用新知识，解决实际设计问题，强化学生的理论基础，同时提高他们的实际应用能力。
AR赋能 打造新一代实训教学模式
为响应国家号召，促进建设行业向工业化、绿色化、大数据和智能化的方向转型发展，张天宇一直在积极推广最新研发的新技术、新应用，为行业赋能。2021年9月，她发布了原创性技术成果“建筑设计AR实景化仿真实训系统V1.0”，为建筑类学科智能化教学的快速发展再添“利器”。建筑设计课程是需要大量场地实践的学科，但当前的教学环境学生在课程设计前期无法对设计场地进行踏勘，在教学后期老师又往往只能通过文字、语音或图像视频等媒介向学生传达修改方案，极大地影响老师对方案指导与修改的效果。传统教学模式和教学手段的局限性，导致学生在建筑设计学学习过程中常常出现无法充分了解场地的环境要素，对场所感的营造认识不足，对建筑与环境的关系认知十分片面，对建筑空间形体细化能力不足等问题。
“建筑设计AR实景化仿真实训系统V1.0”借助AR实景技术，实现沟通交流可视化、拟真环境下体验建筑真实尺度与细节、克服时空限制实现实时编辑、多人共享同步场景漫游，能够有效帮助学生理解教学内容、增强空间尺度感并提高学习效率与主动性。这项技术从根本上解决了传统实验场地和开发时间限制的弊端，建筑类专业学生和教师可以随时随地通过线上终端设备进行实验操作和交流。通过全员育人、全程育人和全方位育人的实践，该平台能够更好地关注学生个体差异，促进其全面发展和成才。与传统教学相比，平台在实验考核方面进行了诸多创新和改革，与实体实验考核的本质区别在于考核的量化和细化，平台根据仿真实训考核的课前预习、知识点测试、实验步骤、方案设计、实验报告等多个环节进行自动评分，考核成绩趋于科学化、全面化和精准化，在各个方面体现出学生的综合能力和素养，对于训练学生的设计逻辑思维和创新能力发挥出重要的作用，可从多维度帮助建筑类专业学生完善城市规划、工程建造、建筑设计等学科领域专业知识体系。
目前，该系统已被广泛应用于全国上百所建筑类高校的建筑设计课程中，覆盖了近5万名学生，并大幅提高了学生的学习效率和设计能力。据统计，使用该系统的学生在建筑设计课程的平均成绩比未使用的学生提高了15%。更重要的是，学生的设计作品质量也有了显著提升，其中有20%的学生作品被选为校级及以上级别的优秀作品。
传承匠心精神 肩负行业使命
张天宇作为学科带头人，为了积极推进高水平科研平台体制机制建设，更广泛地面向社会各界做好科普教育工作，建立健全国际化人才培养体系，她曾多次受邀作国内外学术会议大会主旨报告及特邀报告，积极宣传中国在建筑设计领域的技术进步，受到国内外学术界及工程界的广泛关注和赞誉。她引导学生开阔国际视野，鼓励他们参加国际学术交流活动，培养他们的跨文化交流能力。同时，她还借鉴国际先进的教育理念和方法，改革教学模式，提高教学质量。
2022年8月，由她组织策划的第三届亚洲建筑学生论坛在天津城建大学召开，吸引了来自亚洲各地的建筑学生和专家学者参与其中。论坛涵盖了广泛的主题，包括建筑设计、绿色建筑、建筑技术创新等，为与会者提供了一个交流、学习和展示研究成果的机会。张天宇作为论坛策划者，积极推动论坛的筹备工作，并亲自参与了论坛的各项安排。她邀请了包括日本北九州市立大学、马来西亚拉曼大学等在内的国内外知名高校学者和专家作为主题演讲嘉宾，就绿色建筑、建筑设计创新等议题进行了深入探讨，为学生和建筑行业提供了重要的学术启发和理论指导。这些前瞻性的理念和技术进一步推动了区域内的可持续发展和建筑设计的进步。张天宇还亲自发表了题为《Research and Practice on the Teaching Reform of Architecture for Juniors at Tianjin Chengjian University》的演讲，为大家带来了丰富的学术内容和启发性的思考。
后记：
如今，我们正处在全社会的数字化和智能化技术转型时期，人工智能、大数据、物联网等新兴技术的迅猛发展加速了众多技术和产业领域的转型升级，也客观上拓宽了人们对于未来的想象空间。在智能化浪潮之下，智慧城市、智慧建造等新兴理念层出不穷，建筑设计作为城市的基本建设一个有机载体也必然要经历智能化的浪潮的洗礼。张天宇表示，未来她会更加深入地探寻人工智能、大数据、物联网等新兴技术在建筑设计教育领域的应用，相信在不久的将来，智慧建筑设计也将迎来新的机遇和应用场景。