農村中的科技輕構「竹」:一場環境設計教育的歷險

大標題:農村中的科技輕構「竹」:一場環境設計教育的歷險

課程名稱:智慧生活與場域義築

學校/系所/名字:國立交通大學/建築研究所/許倍銜

課程摘要:

以鄉村(新竹縣峨嵋鄉湖光村)做為實習場域,以輕型、互動性的竹構築做為練習的目標,且以竹材做為主要的構築材料,發展生態、永續的構築方式。課程融合互動科技、傳統竹工藝和空間構築,透過建築領域的設計studio教學模式和工藝領域的師徒傳授模式進行教學訓練。基於”做中學”的精神,透過動手實際構築在真實的農村場域中,進行跨領域知識與技術的整合,而同時達成務實的社區營造的學習過程。在專業能力養成之外,同時培養學生的團隊合作以及領導統合能力。教學上分為四個大的步驟:「環境觀察與服務學習」、「傳統工法與輕構築設計」、「互動科技與構築實作」、「實作整合與構築成果展示」。這樣的步驟是一個從「課堂授課」、到「走出教室」、而後「走出校園」、一直到「落實於社區」的過程規劃。從課程初期在教室進行的理論性介紹,而後進行實作訓練,在教室之外進行構築的訓練與測試,直到最後走出校園、進入農村場域完成構築作品與實踐社區營造。

 

 

課程內容:

標題

請自行為四個大綱下標題

內容

(四大標題全文總字數請控制在3000至3300字)

照片/圖片說明

根據左欄位的編號說明內容

輕構築與環境改造

(請描述想要用科技解決的社會問題)

公共文化場所遍佈於城市與鄉村,支援公共性文化活動,例如表演、展覽、文創活動等。這樣的公共文化場所,因為不同的活動舉辦,而在空間與設施層面上產生不同的需求。透過輕型空間結構的加入,可以相對快速改變環境,提供人們聚集、或者支援某些特定活動的場所。近年來,因為互動科技的興起,空間結構開始與互動科技產生結合。除了透過實體的構造物對既存空間進行改造之外,亦透過互動科技提升人與環境之間的互動關係。這樣的作法,成為空間與環境設計者的新挑戰。另一方面,過去大部分的環境設計者,受到的訓練大多是靜態環境創造,以一般建造行為所產生的環境形態為訓練的目標。這樣的訓練,經常忽略了對材料、構造的基礎認識,亦忽略了動態與互動環境開發的可能性。

透過本課程的實施,以鄉村中的公共文化場所做為實習場域,以輕型、互動性的空間結構做為練習的目標,整合空間設計、基本材料與搭建工法知識、簡易互動科技,培養跨領域的設計創造能力;且以竹材做為主要的構築材料,發展生態、永續的構築方式。透過場域實習、以及與傳統工匠的學習,學生們可以跨出教室、與社區居民接觸,並從實際環境觀察與實作中培養敏銳的環境觀察力以及務實的環境創造基礎能力。透過這樣的課程規劃,學生們不但以跨領域的方式學習構築搭建、並與簡易互動科技結合,設計與實作永續、生態的輕構築,並透過動手實際構築在真實的農村場域中,而同時達成務實的社區營造的學習過程。

本課程企圖突破服務學習與科技應用的界線,課程融合互動科技、傳統竹工藝和空間構築,透過建築領域的設計studio教學模式和工藝領域的師徒傳授模式進行教學訓練。透過動手實際構築在真實的農村場域中,而同時達成務實的社區營造的學習過程。跨領域的學生與教師組成,加上實際任務導向的”做中學”,在專業能力養成之外,同時培養學生的團隊合作能力以及領導統合能力。

 
科技應用結合傳統工藝

(技術或應用面的創新方法)

本課程試圖結合科技、發展永續的生活環境與輕型構築設計;其核心價值並非直接去發展資通訊科技,而是將科技做聰明的應用,促進更友善、健康、生態的環境的創造,並將透過課程發展的成果直接應用於場域。基於這樣的精神,本課程的科技元素出現在以下幾個層面上:

1.     數位科技輔助設計與製造

透過電腦軟體輔助環境規劃與設計、以及構築型態的模擬與生產。其中包含設計階段的建築配置規劃、空間與型態設計,使用3D建模數位工具達成不規則形態的設計規劃(圖01、02)。另一方面,在設計後期階段,將3D模型處理後產出實體構築上需要的輪廓線條,並與電腦輔助製造的程序作結合。其後以數位機具介入實作的生產,例如在實作階段使用雷射切割機具直接切割材料、或做為手動切割前的放樣方式,以及使用3D列印製作構築的局部零件。(圖03、04)

2.     簡易互動科技

本課程使用以微控制器(例如Arduino)、各式感測器以及相關的致動裝置所形成的互動設計系統,並結合再生能源提供(太陽能發電系統和電池等相關設備),能夠與實體構築結合,創造具備科技的輕型構築。除了實體的設計與裝設,需要與互動行為配合,容許反應動作的發生之外,還需要整合軟體端程式的開發與測試。為了降低學習的門檻,本課程使用圖形化程式開發(visual programming)的方式來進行互動科技部分的教學訓練。這部分的訓練包含基本感測器的使用、電腦的演算規則建立、以及基本的電路串接以及供電控制。(圖05、06)

3.新式輕構築實作

有別於學習與複製傳統的竹工藝、或者竹建築,本課程企圖融合現代建築的觀點與技術(例如不規則型態的電腦輔助設計與構築生產)與傳統竹構工法做結合,截長補短。在學習傳統的竹藝工法之後,以科學、理性的方式,對竹材的加工與搭建方式進行一系列的測試,尋求工法突破。一方面在工藝層面上追求,學習竹工藝、木工、乃至稻草編織的相關工藝技術,並使用現代的機具輔助竹構築(例如用一部份的電動工具切割取代高難度的細剖竹子動作)(圖07);另一方面以現代的建築構造為基礎,再加以改良、適應竹構築的特定狀況(例如使用拉力鋼索取代常見的垂直水平板材接合)。

01:數位3D建模

02:數位3D建模

03:雷射切割製作構件

04:雷射切割結合手動切割

05:互動設計軟體

06:互動設計教學

07:細竹加工與稻草編

 

跨領域的多元學習

(教育創新應用面(課程執行方式)

本課程企圖突破傳統課堂授課,而具備跨領域、”向外發展”精神,並具備一個基本的發展策略:從「課堂授課」、到「走出教室」、而後「走出校園」、一直到「落實於社區」;從課程初期在教室進行的理論性介紹、到進入農村場域進行調查,而後開始進行實作訓練,逐漸在教室之外進行竹構築的相關訓練,直到最後走出校園、進入農村場域完成構築作品與社區營造。更具體地描述,這樣的教學步驟可以分為四個大的步驟:

第一部分「環境觀察與服務學習」從環境設計本身出發,講述與環境創作相關的設計知識、場所創造理論、環境與使用者觀察技巧、結合服務學習的構築案例分享以及其他公共場所創意改造的案例與具體實踐方法。在此部分的實作,先以交大校園的場域觀察與調查做為練習,而後實施校外教學,進入農村場域做實際而深入的調查、訪談與記錄。(圖08~09)

第二部分「傳統工法與輕構築設計」進入建築與構築的領域、並與傳統工匠合作,從理解傳統的輕構築工法出發,進而納入新式構築的基礎知識,並開始小型且具延伸潛力的實作練習。這個階段已經將學生們分組,各分組依據場域調查以及設計題目的要求,提出農村中竹構築的設計,包含可能的構築結構、型態、功能、與互動性等,並在這個階段與社區人士進行意見交換。(圖14)

第三部分「互動科技與構築實作」教授簡易的互動科技,練習互動設計實作,另一方面加強竹構築的相關技巧例如竹編、烤竹子、剖竹子等,且在課堂中實際演練(圖15)。這個階段中,竹構築與互動科技並進,並讓學生開始思考兩者的結合方式結合,發展能適應在地的、生活化的輕型互動空間架構,並從專業工匠及在地使用者交流中、以及竹材加工測試的實際經驗中,獲得設計修正的方向。(圖17)

第四部分「實作整合與構築成果展示」引導學生將吸取的知識、設計回饋與練習轉化為動手實作的雛形設計,在校園內先期測試各項實作的關鍵部分、檢討與修改構築設計,並開始製作最後在場域上使用的構築零件。學期末透過一個密集的構築工作坊、結合竹工藝師以及募集來的志工的力量,將構築作品實際完成、存留在農村場域。

以上的教學執行,結合建築教育領域經常使用的”studio”(設計工作室)模式、以及實作工作坊。學生基於設計題目提出創意想法,每週與教師進行討論與設計修正,並在後期進入動手實作、完成實體構築(而非停留在圖面上的設計發想)。另外,透過分組,在各小組內有建築以及其他領域的同學,除了一方面確保各組基本的環境設計能力,並提供互相學習以及團隊協調的練習機會。

08:場域調查

09:訪談社區人士

14:社區人士至學校參與討論

15:竹材加工練習(烤竹子)

17:校園中的構造測試

課程成果與社會參與

(成果以及後續對所欲解決的社會問題之影響力)

對應本課程的教學目標,以及四個教學階段,學生皆達成具體的成果。在「環境觀察與服務學習」階段,學生們學習環境調查與創意提案,在校內先期進行小規模練習,之後到合作場域做真實的場域調查與人員訪談。在「傳統工法與輕構築設計」階段,學生們學會基本竹編、以及烤竹、劈竹等技法,且在學期中以分組方式,根據場域調查提出輕構築創意設計方案。在「互動科技與構築實作」階段,學生們學會基本的互動科技與程式編寫,並且對於竹工藝技法進行更多練習。在「實作整合與義築成果展示」階段,學生們在校內做一系列的真實尺寸構造與結構測試,之後到場域密集工作,以團隊合作的方式,將結合科技的輕型竹構築實際完成。透過這樣的過程,學生們在各階段皆有學習成果,且參與學習到難得的社區營造經驗。存留在在合作場域、成為實際使用的五件構築作品,是最為具體的教學成果(圖19~28)。另外,基於這門課程,我們建立了課程的專用社群交流平台,學生們持續有互動。透過團隊合作,學生們之間成為親密的朋友,且與農村場域人士也成為朋友,自發的後續互動不斷。這門課建立了學生之間、以及與土地之間的特殊情感,也經由實際構築以及社區營造的達成,建立學生的自信心與社會關懷意識。

根據課程執行的具體成果,我們證明基於跨領域的課程架構,可以在一個學期的時間內,產出規模不小的構築實作。成果並展示出,工藝結合建築與互動科技的可能作法。無論在課程設計層面、或是實作成果層面,本課程皆提出不錯的示範性,可以做為未來相關課程的施作參考。另一方面,藉由課程達成的社區營造,也已經見到成果。因為構築的介入與學生的參與,社區場域有了新的生命力。構築作品已經開始被利用,成為社區居民活動的場地,並加入了更豐富的在地元素。另外,社區居民進行的後續環境改造,亦在持續發酵中。

20:第一組作品(Line One)

21:第二組作品(傳青)

22:第二組作品(傳青)

24:第三組作品(織竹)

26:第四組作品(映韻)

28:第五組作品(有閒)

 

 

 

設計理念

科技元素

(100至150字)

科學工具與科技的應用呈現在幾個層面:「數位科技輔助設計與製造」、「簡易互動科技」、「新式輕構築實作」,透過科學的態度以及科技來輔助環境設計之進行、構築工法的改良、以及塑造結合互動科技的新式構築型態。
文創元素

(100至150字)

課程以人本觀點思考環境設計,透過創意的方案整合構築設計與互動科技。根據對於傳統竹工藝以及建築構造的學習,加上新式的電腦輔助設計與製造相關技術,發展創新的竹材構築方式,並以此做為社區營造的積極手段。
應用場域

(100至150字)

以鄉村中的公共場所做為實習場域,以輕型、互動性的空間構築做為練習的目標,整合空間設計、基本材料與搭建工法知識、簡易互動科技,培養跨領域的設計創造能力;且以竹材做為主要的構築材料,發展生態、永續的構築方式。實際的場域位置在新竹縣峨嵋鄉湖光村。
創新或特殊性

(100至150字)

突破服務學習與科技應用的界線,課程融合互動科技、與傳統竹工藝和空間構築結合。課程循序漸進,由理論性的介紹出發,導引至設計提出、實作練習、科技學習、直到設計與科技的竹構築實作整合。深度的跨領域教學與成員組成,加上完整的由理論到實作的學習過程,並以場域中的真實構築,達成構築創作與社區營造的雙重目標。
跨領域交流機制(或永續機制、創業平台、新場域開發)

(100至150字)

透過交通大學的”橋接計畫”,課程得以同時做為開課單位的選修課程以及全校性課程(通識課程或服務學習課程),成功打造跨領域的學生組成。透過課程施行,已經促成與業界專家以及相關單位的合作機制。這樣的課程架構以及合作機制可以持續,用於未來的課程。

 

 

教學BOX

主題 課程名稱
參考資料 一、網站:

1、交大「義築實驗室」網頁

http://ahainformosa.wix.com/nctuyichulab#!about-us/c1zeq

2、「友智慧生活與場域義築」課程網頁  http://goo.gl/dSqvlN

3、峨眉農村義築活動網頁

https://www.facebook.com/nctufab

4、交大建築研究所網站

http://www.arch.nctu.edu.tw/

5、義築協會網頁

https://www.facebook.com/Buildforneed

6、客家電視台專題報導

7、「台灣數位新聞網」報導
http://www.enewstw.com/focus01.asp?ItemID=17229

8、Arduino 開源互動硬體開發資源網站

http://www.arduino.cc/

9、任課老師個人網頁

https://www.facebook.com/peihsien.hsu.1

10、南投縣竹藝學會網站

http://bamboont.blogspot.tw/

11、教材連結  http://goo.gl/eGHD8R

 

二、文章、書籍:

1、Architecture for Humanity, Design Like You Give A Damn: Architectural Responses To Humanitarian Crises, Metropolis Books, 2006
2、 Andrea Oppenheimer Dean, Rural Studio: Samuel Mockbee and an Architecture of Decency, Princeton Architectural Press, 2002
3、陳冠華《走進內壢裡:以合作取代介入的社區藝術行動》(台北:田園城市,2014)

邵義強,《現代樂派樂曲賞析》(台北:錦繡出版,2000),67。

反思討論 如何定義社區營造的成功?社區人士的觀點與環境設計專業的觀點衝突時,該如何協調?

“跨領域”帶來絕對的好處嗎?是否也造成問題(例如領域之間的協調、或者探討往廣度發展而不夠深入)?

跨領域的教學該如何進行?如何能夠達到最大的跨領域效益?

 

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