虛擬現(xiàn)實背景下室內(nèi)設計專業(yè)教學改革研究

段平艷

摘要：針對目前室內(nèi)設計專業(yè)教學現(xiàn)狀，探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設計專業(yè)教學中的應用。通過調(diào)查與分析室內(nèi)設計教學中的問題，歸納虛擬現(xiàn)實及虛擬教學的特征，提出了室內(nèi)設計專業(yè)虛擬教學的具體方法和實踐流程。虛擬教學是提高室內(nèi)設計專業(yè)教學質(zhì)量的有效手段，能實質(zhì)性的解決教學中的重難點問題。最后，指出了“虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）+增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）+人工智能+大數(shù)據(jù)化技術(shù)”的應用是將來室內(nèi)設計專業(yè)教學的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬教學 室內(nèi)設計專業(yè) 教學改革 研究

中圖分類號：JO 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）03-0106-03

引言

當前，我國室內(nèi)設計專業(yè)的發(fā)展水平較為落后，教學質(zhì)量低，設計人才的培養(yǎng)不能滿足社會的需求，需要大力加強改革，推進室內(nèi)設計教育的進步。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛應用，室內(nèi)設計教育教學的方式也受到了影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、多感知性、交互性的特點，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設計專業(yè)教學相融合，更有利于提高教學效果，激發(fā)學習興趣，推動室內(nèi)設計教育的發(fā)展。

一、室內(nèi)設計專業(yè)教學現(xiàn)狀分析

教育是推動室內(nèi)設計發(fā)展的前提，但目前我國的室內(nèi)設計教育發(fā)展不起來，教學資源和設備缺乏，導致教學質(zhì)量低。在教學中學生不能學習到真正的技能和知識，嚴重陰礙了優(yōu)秀設計人才的培養(yǎng)。教學方式還停留在死記硬背理論知識和應付于考試，模仿已有的設計圖紙已成為了當今設計教育的主要趨勢，學生缺乏創(chuàng)新與動手能力，設計作品與實際脫節(jié)，學生不能獨立完成整個設計方案及實施等問題突出?；谔摂M現(xiàn)實技術(shù)下，筆者通過對我國多所環(huán)境藝術(shù)設計類專業(yè)院校進行了相關(guān)調(diào)研，分別對虛擬現(xiàn)實教學效果與傳統(tǒng)教學效果進行了問卷調(diào)查和分析[1]，并發(fā)放了160份調(diào)查問卷，收回有效問卷150份，以十分制為評價標準，將回收的有效問卷按等量分為10組，并統(tǒng)計問卷結(jié)果（如表1、2）。經(jīng)過對比與分析得出，虛擬現(xiàn)實教學高于傳統(tǒng)教學質(zhì)量，并表示對虛擬教學的滿意度較高，而室內(nèi)設計是環(huán)境藝術(shù)設計專業(yè)的一部分。因此，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用于室內(nèi)設計專業(yè)教學中是有意義的。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬教學的概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)興起于20世紀70年代，發(fā)源于美國，是一種多元化的信息整合技術(shù)，包含計算機技術(shù)、多媒體技術(shù)、圖像技術(shù)、仿真技術(shù)等（27。它具有沉浸性、交互性、多感知性的特點，人們能夠通過視、聽、觸、嗅的方式進行各類交互式體驗[3]（如圖1），已被廣泛應用于各個領域中，如醫(yī)療、軍事、建筑等，并取得了好的研究成果。

虛擬教學是推動教育事業(yè)發(fā)展的一種教學手段。而在國外的教育事業(yè)中，虛擬教學已取得了較大的成果。如美國東卡羅琳那大學的虛擬教育實驗室、牛津大學的化學虛擬實驗室等。近年來，我國教育界也對虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行了相關(guān)的研究和應用，如同濟大學建筑專業(yè)的虛擬仿真實驗、天津大學開發(fā)的虛擬校園等，都取得了好的教學效果，但在我國教育教學中還未普及，需要積極推進和應用。同時，我國政府也大力支持，如習近平在十九大報告中明確指出虛擬現(xiàn)實技術(shù)為主的信息化教學將成為新時代教學的主要發(fā)展方向[4]。將虛擬教學應用于室內(nèi)設計教學中是設計專業(yè)發(fā)展的前途。

三、“虛擬現(xiàn)實”背景下的室內(nèi)設計專業(yè)教學改革內(nèi)容

（一）室內(nèi)設計專業(yè)虛擬教學的具體措施

1.教學模式雙重化

教學模式雙重化是指在以往的教學中應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為教學手段，解決室內(nèi)設計教學中的重難點問題，形成虛擬與現(xiàn)實有機結(jié)合的教學模式。以往的教學模式是虛擬教學的前提，而虛擬現(xiàn)實教學是對當前室內(nèi)設計教學中不足的彌補，更有利于激發(fā)學生學習和提高教學質(zhì)量。如室內(nèi)照明設計課程的教學，首先可以以當前的教學模式，讓學生了解照明設計的理論知識和相關(guān)要求，以及設計軟件的學習。在掌握基本的設計技能和理論后，可以運用虛擬教學手段幫助學生理解和消化知識并獲得相應的實踐，如照明效果的設計，需要虛擬教學環(huán)境幫助學生體驗到燈光的顏色、亮度大小及給人帶來的生理和心理感受，然后完善設計方案以及照明設計實施等環(huán)節(jié)。

2.教學環(huán)境虛擬化

教學環(huán)境虛擬化是指運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建的具有交互性的仿真教學環(huán)境[5]。它是對現(xiàn)實生活中真實教學環(huán)境的模擬，并且讓人具有身入其境的真實感，可以感知與交互。學生可以利用虛擬教學環(huán)境學習到多方面的室內(nèi)設計知識，如室內(nèi)空間透視學、室內(nèi)色彩學、室內(nèi)裝飾構(gòu)造、室內(nèi)陳設與設計等。以某室內(nèi)空間設計實訓課為例，在傳統(tǒng)的室內(nèi)設計教學中，學校無法提供完整的項目實訓環(huán)節(jié)，學生不能真正到設計工地去動手學習和體驗，通常只能以教師運用多媒體的教學手段學習技能操作和實踐方面的知識，而虛擬教學環(huán)境可以幫助學生完成設計實踐的學習，如現(xiàn)場勘察與測量、設計效果感受、虛擬施工等，能夠更好地掌握室內(nèi)空間設計的相關(guān)知識。

3.教學過程交互化

教學過程交互化主要是指人機交互[6]。一方面，是指虛擬教學環(huán)境與人之間的互動;另一方面，是指利用虛擬教學平臺，促進師生之間的合作學習與交流，是激發(fā)學生主動獲得知識的有效途徑。以往的教學中，通常是先由教師教、然后學生學，以至于課堂氣氛沉悶，導致學生不愛學、厭學的現(xiàn)象較為嚴重。而虛擬化的教學可以激發(fā)學生主動學習，并且與教師和同學之間頻繁互動。如家具設計課程的教學，學生在接收教師布置的學習任務后，會主動去探索知識。學生可以運用虛擬環(huán)境感受各類家具的形態(tài)大小、色彩、家具尺度與陳設要求，然后利用虛擬環(huán)境與同學一起探討家具的設計要求和構(gòu)造方法，并且體驗設計效果。在學習的過程中遇到困難時，能夠主動向教師求解，促進師生之間的互動。

4.教學資源虛擬化

教學資源虛擬化是指運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建的具有仿真性的數(shù)字資源，是對以往三維教學資源獲取困難的突破，能夠以視覺交互、數(shù)字化的方式實現(xiàn)三維資源共享[7]，還能滿足線下的遠程式教學需要。如在講解室內(nèi)陳設設計時，學生不能理解教師所講授的陳設尺度、大小、形態(tài)及其陳設效果時，可以通過虛擬資源的獲取感受室內(nèi)家具陳設的尺度和空間關(guān)系、色彩要求等，掌握陳設設計的方法和要求。

5.教學評價虛擬化

教學評價評價化是指以虛擬現(xiàn)實平臺的方式對教學效果進行評價，評價的主體、內(nèi)容、對象是非真實的，但評價的結(jié)果是客觀性的。如室內(nèi)設計實訓課的評價，不再以以往的數(shù)據(jù)收集為依據(jù)，而是通過虛擬平臺的方式對教師的教學能力及學生的學習能力進行評價，如虛擬學生作品、虛擬教師教學。

（二）室內(nèi)設計專業(yè)教學改革實踐與經(jīng)驗總結(jié)

1.推動虛擬教學環(huán)境智能化

虛擬教學環(huán)境除了能夠滿足真實情景化教學的功能外，還可以實現(xiàn)智能化教學需求。虛擬教學智能化是指與虛擬現(xiàn)實信息技術(shù)深度融合的方式。智能化主要體現(xiàn)虛擬教學環(huán)境具備智能監(jiān)控、智能評價、智能輔導等功能，如可以隨時記錄學生學習出勤率、作業(yè)完成情況以及分析學生對知識的掌握程度和學習過程中遇到的問題并加以指導，最后對學生學習結(jié)果進行智能化統(tǒng)計與測試，并通過遠程化的方式反饋于教師，及分享學習經(jīng)驗與成果。其次，虛擬教學智能化可以具有多種識別功能，如語音識別、動作與視角捕捉、表情感應等多種功能，應用形式也可以多樣化，如固定式的與移動式的、在線的與離線的等。這樣的教學環(huán)境可以大大激發(fā)學生學習興趣和內(nèi)部學習動機，實現(xiàn)教學雙贏。

2.實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)與產(chǎn)教深度融合

在室內(nèi)設計專業(yè)中，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)深度融合于校企合作項目化教學中，能夠充分體現(xiàn)“教”、“學”、“練”、“做”一體化的自主構(gòu)建知識的教學模式，是一種堅持市場導向為原則的產(chǎn)教融合方式，主要以虛擬仿真情景化教學為主，融課前、課上與社會實踐為一體的教學架構(gòu)。

課前，教師可以根據(jù)教學目標和教學大綱收集各類與室內(nèi)設計課程相關(guān)的資料與信息，了解學科的前沿信息及需求，并在此基礎上運用計算機軟件創(chuàng)設虛擬教學環(huán)境，設計虛擬教學內(nèi)容與情節(jié)、制作虛擬教學資源，學生提前預習課上學習任務。

課上，以虛擬教學實訓基地為平臺進行項目化教學，主要分為以下八環(huán)節(jié)[8]（如圖2）。首先可以以任務驅(qū)動的方式讓學生以小組合作的形式在虛擬場景中進行戶型數(shù)據(jù)測量與勘察，了解戶型特點、掌握測量技巧和方法，獲得測量數(shù)據(jù)。依據(jù)戶型特點和客戶需求進行分析，并確定設計任務。然后進行方案設計與預算，繪制圖紙和效果制作，并運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建虛擬場景，包括3D建模、導入VR虛擬設計平臺等，在虛擬場景創(chuàng)設完成后，學生可以通過虛擬設備進入虛擬場景中，如手機、電腦、多媒體等，對自己的方案設計效果進行體驗。其中，學生擔任設計師的角色，教師扮演客戶，并一起進入虛擬場景中，一起探討設計效果并修改完善。在設計方案得到完善后，進入虛擬施工環(huán)節(jié)，學生擔任施工員;教師扮演施工監(jiān)理，對施工質(zhì)量嚴格監(jiān)控和指導，學生在遇到不懂的地方可以咨詢教師或與同學協(xié)作。

課后，為了實現(xiàn)產(chǎn)教融合的教學效果，可以以虛擬平臺的方式實現(xiàn)無縫對接，VR虛擬項目與真實項目相結(jié)合。學生將設計好的方案以虛擬平臺的方式展現(xiàn)給設計公司和業(yè)主，由企業(yè)和業(yè)主評判最終設計效果，再將設計方案真正落實到實際項目中去。這樣可以有效地鍛煉學生的崗位職業(yè)適應能力、動手能力以及協(xié)創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)崗位實用性人才做好鋪墊。

虛擬現(xiàn)實教學成果雖然已經(jīng)占有了一定的市場，也取得了良好的教學效果，但仍然還存在一些不足。如虛擬教學資源有限，設備不齊全、資金昂貴、師資隊伍缺乏等問題較為突出，所以導致虛擬教學推行緩慢。因此，要想加快虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設計專業(yè)教學中的步伐，希望政府和社會給予大力支持和幫助。

四、室內(nèi)設計專業(yè)教學的發(fā)展趨勢與構(gòu)想

時代和科技的進步，推動教育的進步。室內(nèi)設計專業(yè)的教學應該也要跟上時代的步伐。室內(nèi)設計教學的改革不是一朝一夕的事，未來的室內(nèi)設計教學將會呈現(xiàn)新的教學方式。如將增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）與虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）緊密結(jié)合，解決室內(nèi)設計教學中實體操作困難等問題。增強現(xiàn)實（AR）是對虛擬現(xiàn)實（VR）數(shù)字信息的進一步發(fā)展，可以達到以假成真的視覺效果[9]。彌補只能體驗和感知，不能真正實體接觸的缺陷，學生可以真實地動手去完成每一個實體設計方案。此外，室內(nèi)設計專業(yè)的教學資源非常缺乏，構(gòu)建虛擬教學環(huán)境需要耗費大量時間、精力和資金，而師資力量也非常薄弱，很難形成完整的室內(nèi)設計教學資源體系，即使花費大量的時間和精力構(gòu)建好優(yōu)質(zhì)的教學資源，也很難滿足后期的教學需求。而在當今大數(shù)據(jù)化和人工智能技術(shù)發(fā)展的背景下，在室內(nèi)設計教學中的應用也將是必然趨勢。未來我國的室內(nèi)設計教學將會把虛擬現(xiàn)實技術(shù)與人工智能和大數(shù)據(jù)化技術(shù)相結(jié)合，形成具有自動化完善知識和更新數(shù)據(jù)的功能，還能體現(xiàn)人工智能化的教學方式，解決學生學習中的疑惑，提供個性化的學習需求。在室內(nèi)設計實訓課中，學生可以在沒有教師管理和指導下，獲取自己所需要的設計資源，而且選擇性不被約束?？傊诓痪玫膶?，室內(nèi)設計專業(yè)的教學將會形成虛擬化實體教學模式，且具有智能化的教學手段，實質(zhì)性地解決室內(nèi)設計教學中的重難點問題。

五、結(jié)語

當前室內(nèi)設計教學中存在的問題較為突出，教學質(zhì)量低，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛應用及在教育中取得的好成績，說明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設計專業(yè)教學中的應用是有意義的，且教育教學手段的改革勢在必行。在教學改革中應該將科技時代的特點相結(jié)合，如虛擬化的教學資源、虛擬化的教學評價、虛擬化的教學環(huán)境等。止外，還應該要進一步推進，促進室內(nèi)設計教育的發(fā)展，如在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎上結(jié)合增強現(xiàn)實技術(shù)（AR）在室內(nèi)設計教學中的應用，會更加有利于學生掌握室內(nèi)設計的技能與知識，而且在智能化的時代里，也要體現(xiàn)出智能化的教學方式，將人工智能技術(shù)與室內(nèi)設計教學相結(jié)合，解決教學中優(yōu)秀的師資力量不足的問題，是推動我國室內(nèi)設計教育大發(fā)展的希望。

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