虛擬仿真技術(shù)在《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的應(yīng)用探析

向耘郎 張 靜 （九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 332007）

虛擬仿真技術(shù)在《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中的應(yīng)用探析

向耘郎 張 靜 （九江職業(yè)技術(shù)學(xué)院 332007）

《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》是重要專業(yè)課，因其實(shí)踐性強(qiáng)，在傳統(tǒng)的“以教促學(xué)”模式下，教師講授過于單一，學(xué)生授知更覺抽象、乏味，教學(xué)效果不甚理想。虛擬仿真技術(shù)能夠通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)目標(biāo)，特別是在仿真環(huán)境下來滿足裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)的“自主學(xué)習(xí)”，讓學(xué)生從動手操作中獲得視、聽、觸覺等感官的綜合體驗(yàn)，更易提升教學(xué)質(zhì)量和效率。

虛擬仿真技術(shù)；裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)；教學(xué)應(yīng)用

現(xiàn)代信息技術(shù)特別是虛擬仿真技術(shù)的成熟與發(fā)展，使其在《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》課程教學(xué)中得以發(fā)揮其可視化、互動性、沉浸式學(xué)習(xí)優(yōu)勢，將抽象、枯燥、乏味的構(gòu)造設(shè)計(jì)課程，以動態(tài)化、虛擬化、場景化呈現(xiàn)。比如在虛擬三維空間環(huán)境下，對于架空木地板的結(jié)構(gòu)、干掛石材等施工要點(diǎn)及過程，以及不同施工選材的加工、制作過程等，都能夠通過形象直觀的方式讓學(xué)生接受和理解并掌握，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)教學(xué)的局限和不足。

一、虛擬仿真技術(shù)在《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》中的應(yīng)用作用

虛擬仿真技術(shù)作為現(xiàn)代教育技術(shù)的一種表現(xiàn)形式，其在整合知識體系，營造真實(shí)、生動學(xué)習(xí)環(huán)境下具有獨(dú)特優(yōu)勢。其作用主要表現(xiàn)在四方面。

1.進(jìn)一步增強(qiáng)了不同教學(xué)內(nèi)容的系統(tǒng)性關(guān)聯(lián)

《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》屬于專業(yè)課，但對教學(xué)實(shí)踐性要求較高，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，要了解不同材料的選擇、不同構(gòu)造設(shè)計(jì)的要點(diǎn)，以及施工工藝的差異性。因此，從課程教學(xué)內(nèi)容上，知識點(diǎn)分散，缺失系統(tǒng)性整合，加之傳統(tǒng)課程講授又過于突出原理與工藝，學(xué)生在學(xué)習(xí)時感到枯燥，難以把握學(xué)習(xí)重點(diǎn)。借助于虛擬仿真技術(shù)，通過將課程內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性關(guān)聯(lián)，可以直觀的呈現(xiàn)不同知識點(diǎn)的特征，增進(jìn)學(xué)生的理解。比如對于木地板的安裝，從木質(zhì)條件、顏色分類上，有柚木、檀木、櫻花木、花梨木、楓木等等，其顏色也要不同的變化，利用虛擬仿真的多感知優(yōu)勢，讓學(xué)生來加深對材料特性的識別。另外，在鋪裝要領(lǐng)上，空鋪、實(shí)鋪、粘貼方式的選擇，也可以通過虛擬仿真手段來呈現(xiàn)，較之傳統(tǒng)教學(xué)，更能從差異性學(xué)習(xí)中了解不同施工工藝做法，提升裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)的真實(shí)性。

2.進(jìn)一步增強(qiáng)了課程教學(xué)實(shí)踐性應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)能夠?yàn)閷W(xué)生提供逼真、生動的學(xué)習(xí)環(huán)境，便于將課程理論裝飾轉(zhuǎn)換為動手實(shí)踐實(shí)用技術(shù)，特別是從視聽觸覺等感官，讓學(xué)生從虛擬體驗(yàn)中來親身經(jīng)歷，感受裝飾構(gòu)造知識的交互性、應(yīng)用性。在教學(xué)成本上，虛擬仿真可以避免傳統(tǒng)場地實(shí)踐教學(xué)中對設(shè)施、設(shè)備、材料等條件的限制，且可以從虛擬實(shí)驗(yàn)中對不同材料的特性進(jìn)行反復(fù)操作，而無需承擔(dān)設(shè)備維修、折舊、材料損耗等費(fèi)用，為裝飾構(gòu)造實(shí)踐教學(xué)節(jié)約了大量成本。在風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避上，藉由虛擬仿真環(huán)境來進(jìn)行操作實(shí)踐，可以避免真實(shí)施工現(xiàn)場可能帶來的工具使用不當(dāng)?shù)娜松韨︼L(fēng)險(xiǎn)。比如人造石、天然石的特性差異，我們可以通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)直接來完成，而無需進(jìn)行真實(shí)切割，避免粉塵、噪音等對人體健康的影響。虛擬仿真技術(shù)打破教學(xué)時空局限，可以從虛擬環(huán)境下來觀察各類裝飾構(gòu)造材料及設(shè)計(jì)工藝方法。比如對于傳統(tǒng)一個裝飾工程，在實(shí)操環(huán)節(jié)可能耗時幾個月，但利用虛擬仿真環(huán)境，可以在一節(jié)課內(nèi)完成整個構(gòu)造及施工過程。

3.進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)科領(lǐng)域知識的前沿性

從虛擬仿真技術(shù)中，可以走出設(shè)備、工具、材料局限，利用軟件來生成不同的教學(xué)設(shè)備，由此來促進(jìn)學(xué)生沉浸于交互性學(xué)習(xí)氛圍中，更真實(shí)、全面的了解裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)的不同內(nèi)容。比如在玻璃裝飾仿真教學(xué)中，對于玻璃材質(zhì)及應(yīng)用領(lǐng)域較廣，如玻璃家具、玻璃幕墻、彩繪玻璃、隔熱玻璃、特種玻璃、空心玻璃磚、槽型玻璃等等材料，還有一些陶瓷玻璃、憎水玻璃、LED玻璃等新型材料，這些新材料也為裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)提供了更多新穎化選擇。

4.進(jìn)一步增強(qiáng)了學(xué)生對裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性

從學(xué)科專業(yè)發(fā)展及實(shí)踐教學(xué)目標(biāo)來看，建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)需要學(xué)生能夠從設(shè)計(jì)思路上組織和使用材料，而虛擬仿真環(huán)境，可以讓學(xué)生快速掌握和應(yīng)用新的裝飾方案，來構(gòu)筑不同的設(shè)計(jì)效果。比如在傳統(tǒng)裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)前，需要結(jié)合房屋結(jié)構(gòu)、外形等進(jìn)行準(zhǔn)確、細(xì)致的量化，加之不同設(shè)計(jì)圖紙方案的選擇、對比，需要?dú)v經(jīng)長期實(shí)踐來完成。而對于虛擬仿真環(huán)境下的裝飾設(shè)計(jì)，學(xué)生可以根據(jù)自己的構(gòu)思來“虛擬”房屋空間，并從不同要素的組合、搭配、選擇、應(yīng)用中來觀察設(shè)計(jì)效果，大大提升設(shè)計(jì)效率。

二、虛擬仿真技術(shù)在《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》中的教學(xué)應(yīng)用

虛擬仿真技術(shù)利用浸入感、互動性、想象性學(xué)習(xí)模式，突破單一多媒體教學(xué)中的局限性，讓學(xué)生主動參與到課程教學(xué)實(shí)踐中，來利用虛擬環(huán)境完成對建筑裝飾部位、裝飾構(gòu)造、工藝設(shè)計(jì)流程等內(nèi)容的全面認(rèn)知和學(xué)習(xí)，提升了學(xué)生的參與熱情，也讓教學(xué)實(shí)效性更突出。

1.虛擬仿真讓裝飾構(gòu)造過程更具體、更可視

從建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容來看，由于課程涵蓋的知識點(diǎn)多且分散，在進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)時，學(xué)生難以有效完成對相關(guān)知識點(diǎn)的可視整合和應(yīng)用。比如對于室內(nèi)裝飾中的各個構(gòu)造節(jié)點(diǎn)的教學(xué)，如何從多層次、多視角上來進(jìn)行宏觀、微觀展示，讓課程知識化抽象為具體，化虛為實(shí)。借助于虛擬仿真技術(shù)，通過軟件教學(xué)模型等來仿真真實(shí)學(xué)習(xí)材料，讓學(xué)生從視覺、觸覺等感知中來進(jìn)行對比、辨析。比如在虛擬的室內(nèi)裝飾工程環(huán)境下，教師帶領(lǐng)學(xué)生對室內(nèi)空間任何一個構(gòu)造節(jié)點(diǎn)，通過相關(guān)配套模型的組合與展示，讓課堂教學(xué)更加生動、真實(shí)。再如，對于構(gòu)造課程中輕鋼龍骨吊裝與吊頂設(shè)計(jì)，由于不同金屬龍骨類型繁多，在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上相對復(fù)雜，學(xué)生難以通過實(shí)物來認(rèn)知，語言講解又難以講明。虛擬仿真環(huán)境下可以從不同角度來觀察輕鋼龍骨的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并允許學(xué)生自己進(jìn)行親手演練操作，來完成不同吊裝過程與吊頂節(jié)點(diǎn)的設(shè)計(jì)，幫助學(xué)生掌握相關(guān)知識與技能。

2.虛擬仿真讓教學(xué)資源得到最大化統(tǒng)合和應(yīng)用

《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》學(xué)科技術(shù)含量高，各類施工工藝、方法實(shí)踐性強(qiáng)、新穎性突出。在平時的實(shí)踐教學(xué)中，因課時、場地、教學(xué)資源的局限，很多實(shí)操內(nèi)容無法進(jìn)行有效操練，基本上以動畫演示、實(shí)地錄像觀看為主。虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)仿真實(shí)踐環(huán)境，來對不同構(gòu)造設(shè)計(jì)進(jìn)行模擬，解決了教學(xué)資源不足，降低了教學(xué)成本，也讓學(xué)生能夠從構(gòu)造實(shí)驗(yàn)中體會到設(shè)計(jì)的真諦。比如利用虛擬仿真技術(shù)來構(gòu)造各類墻面裝飾效果，地面裝飾效果、頂棚裝飾效果、門窗裝飾效果等等，而無需考慮真實(shí)的場地空間、材料等內(nèi)容，讓學(xué)生足不出戶就能夠完成對不同裝飾面及結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)與實(shí)踐，增強(qiáng)對構(gòu)造設(shè)計(jì)的深度認(rèn)知。

3.虛擬仿真讓實(shí)習(xí)基地實(shí)習(xí)更安全、更有效

實(shí)習(xí)環(huán)節(jié)是《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》課程的重要內(nèi)容，利用實(shí)地實(shí)習(xí)教學(xué)，可以讓學(xué)生從真實(shí)環(huán)境中來了解學(xué)科發(fā)展及特點(diǎn)。但對于實(shí)地實(shí)習(xí)，耗時、耗力，還存在諸多安全隱患。因此，在實(shí)習(xí)基地學(xué)習(xí)中，多采用播放施工視頻方式，未能讓學(xué)生從實(shí)踐參與中來感知教學(xué)。利用虛擬仿真技術(shù)，可以改變實(shí)習(xí)基地學(xué)習(xí)模式，特別是通過構(gòu)建虛擬的實(shí)訓(xùn)室、實(shí)訓(xùn)基地，讓學(xué)生能夠結(jié)合實(shí)踐學(xué)習(xí)目標(biāo)和任務(wù)，進(jìn)行全面的實(shí)訓(xùn)。比如對各裝飾構(gòu)造面節(jié)點(diǎn)的銜接及施工，對新材料、新工藝的操作與處理，對于不理想的虛擬設(shè)計(jì)效果進(jìn)行反復(fù)修改和實(shí)踐訓(xùn)練。比如墻面軟包設(shè)計(jì)中，需要對各材料的用量進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，這些材料在使用后將無法再次利用。但對于虛擬仿真實(shí)訓(xùn)基地，可以在虛擬現(xiàn)實(shí)下，開展防潮、防腐、防火工藝處理，而無需擔(dān)心材料費(fèi)、誤操作帶來的資源浪費(fèi)，提升了實(shí)訓(xùn)教學(xué)質(zhì)量。

三、結(jié)語

虛擬仿真技術(shù)作為《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》課程輔助教學(xué)工具，其通過近于真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，擴(kuò)寬了學(xué)生對學(xué)科知識、學(xué)科技能的學(xué)習(xí)視野，特別是在沉浸式學(xué)習(xí)、多維交互性操作實(shí)踐中，更能夠發(fā)揮虛擬仿真的軟件優(yōu)勢，突破教學(xué)難點(diǎn)、重點(diǎn)，讓學(xué)生快速提升構(gòu)造設(shè)計(jì)水平，增強(qiáng)創(chuàng)新實(shí)踐能力。

[1]王美.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)裝飾設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].信息技術(shù)與信息化，2015（10）：203-204.

[2]鄭好.虛擬技術(shù)在家居軟裝設(shè)計(jì)行業(yè)的應(yīng)用與發(fā)展前景[J].美術(shù)教育研究，2016（23）：84-85.

[3]魏媛媛.室內(nèi)設(shè)計(jì)中數(shù)字虛擬技術(shù)的應(yīng)用[J].工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2017（06）：217-218.

課題名稱：基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的《建筑裝飾構(gòu)造設(shè)計(jì)》多媒體課件的開發(fā)與應(yīng)用

課題編號：JXJG-14-45-9