（1）实验项目背景

本项目依托于建筑遗产测绘实习课程（原名“古建筑测绘实习”）。 天津大学古建筑测绘活动始于1941年，测绘课程正式开设于1954年，目前是建筑学、城乡规划、风景园林专业本科教学中重要的综合性实践环节，在国内建筑院校中享有很高的声誉和影响力（图1）。

图1 我们的足迹：天津大学古建筑测绘地图

近十年来，随着建筑教育的深入改革、文化遗产保护持续升温、测绘技术的信息化发展，本课程的价值和意义更加突出，对学生在专业知识技能和创新能力方面的要求也越来越高。 一方面，建筑教育改革和测绘技术发展为本课程提升提供了有利条件，另一方面，形势的变化对传统教学体系产生了一定冲击，存在着“测绘要求不断提高与基本技能训练不足”的若干矛盾和困境。

（2）传统测绘教学面临的挑战、困境和机遇

A）挑战和困境

近十余年来，建筑教育更加注重培养学生空间认知和思维能力，注重“实体建造”训练，相应的课程体系也进行了改革。同时，测绘需要掌握的专业知识技能更加复杂，要求更强的综合分析和探索发现的能力。然而，在实际教学中存在这些基本要求不断提高与实际技能训练不足的突出矛盾（图2），加上测绘活动本身固有的限制和风险，使测绘课程面临挑战和困境，具体表现如下：

1）课程体系调整削弱了与测绘相关的知识技能训练。建筑教育课程体系的调整，在取得成效的同时，也对本课程产生了局部负面影响，使得一部分测绘相关的基本知识技能训练明显不足， 例如：a)画法几何课时削减；b)建筑制图训练要求降低；c)徒手草图训练不足；d)原有的测量学课程取消，使相关知识出现真空；e)建筑史课程涉及古建筑构造做法较少等。

图2 测绘技术要求与测绘基本技能训练不足矛盾示意图

2）前期培训的课时限制。现行课时分配中，前期培训时间短，在旧教学体系中尚能满足基本要求，但在新形势下就难以完成要求更高的知识技能培训。按相关政策和现行教学计划，增加课时或另开新课均不可行。

3）前期培训的成本限制。限于经费，前期培训地点往往局限在校园和市区，学生很难接触到类型多样的古建筑，而每次实习的测绘对象又各不相同，沿用传统教学方式，往往无法满足学生面对不同测绘任务的多样化需求。

4）前期培训中的安全风险。完整的测绘调查，传统上需搭脚手架、梯子进行高空作业，有一定安全风险，且经济和时间成本较高。到达实习现场后可以开展，但在前期培训中往往不可行。

B）发展机遇

另一方面，也应看到，新形势的发展为建筑遗产测绘课程的提升也创造更好的发展机遇，表现在：

1）信息化社会的不断发展进步和国家一系列关于教育信息化、智能化的战略和规划创造了绝佳的历史机遇。

2）强调三维空间认知和实体建造等方向的建筑教育改革，与建筑遗产测绘教学中强调对空间认知、结构和建造逻辑的分析的目标一致，两者相辅相成。

3）建筑信息模型（BIM）技术的应用与测绘研究过程中重视建造逻辑还原和类型学分析方法是一致的，两者互为表里，相辅相成；从历史发展看，BIM的技术思想某种程度上是建筑遗产测绘发展的“宿命”。

4）三维空间数据采集技术包括三维激光扫描和摄影测量技术的普及，为建筑遗产测绘走向信息化的提供了重要条件。

综上，不论从外界条件还是内部动因角度看，测绘课程如果在发展方向和教学内容、方式上抱残守缺，只能故步自封，停滞不前，只有跟上时代的步伐才能突破困境，实现自我提升。

（3）本项目的必要性：融入教育变革，参与技术演进

基于上述利弊分析，教学组提出既保持传统特色，又融入建筑教育变革和测绘技术提升的原则。跟进国家教育信息化、智能化发展战略和规划，结合学生人文素质培养和“新工科”人才培养需求，教学组进一步提出课程提升策略，要点包括：

积极向“在线公开课程”拓展，突破课时限制和时空阻隔（图3）；

积极引入BIM等测绘信息化技术，拓展教学的深度和广度。

其中，作为关键环节之一，专门设置虚拟仿真实验，在教学实践中用作线上线下课程的关键考核环节（图4），让学生提前进入角色，掌握基本技能后，再进入实习现场，解决了以往教学矛盾较为突出的两大“痛点”问题：

建造逻辑认知分析与测稿编绘；

测量原理应用和手工测量技能。

测绘基本技能的强化，承前启后，为后续学习夯实基础，并促进学生自主学习、独立思考习惯的养成，培养善于活学活用、勇于探索发现的创新能力。

图3 建筑遗产测绘在线公开课程 （中国大学MOOC网：icourse163.org）

图4 在传统实习流程中插入“测绘基本技能虚拟仿真实验”环节

（4）实验目的

本实验是学生进入实测现场前重要培训测评考核环节，从学生后续学习需求和创新能力培养出发，其目的如下：

1）通过对虚拟场景中建筑对象的测稿编绘，包括徒手草图、图表分析、虚拟摄影等手段的综合运用，训练考核学生对建筑学基础知识技能综合运用和观察分析的能力，包括空间认知、建筑历史、建筑构造、制图表达、徒手绘图等，让学生进一步理解测稿编绘的一般方法和要求，为后续现场工作中的测稿编绘奠定基础。

2）通过对虚拟场景中常见节点的虚拟测量，加深学生对测量学原理的认识，并训练考核学生对测量学原理和基本方法的灵活运用，加深学生对测量方法和技术要求的理解，提高后续实测工作效率，少走弯路。

3）通过虚拟仿真综合训练，促进学生自主学习、独立思考习惯的养成，培养探索发现新事物的创新能力，使学生初步理解材料、构造、工艺、审美、历史文化与空间、造型之间相互关联又相互制约的复杂关系，激发对中国传统建筑文化的兴趣和情感，增强文化自信，培养爱国主义情怀。

本实验同时可以作为在线课程结业条件。