段平艷
摘要:針對(duì)目前室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀,探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用。通過調(diào)查與分析室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的問題,歸納虛擬現(xiàn)實(shí)及虛擬教學(xué)的特征,提出了室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)虛擬教學(xué)的具體方法和實(shí)踐流程。虛擬教學(xué)是提高室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的有效手段,能實(shí)質(zhì)性的解決教學(xué)中的重難點(diǎn)問題。最后,指出了“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)+增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)+人工智能+大數(shù)據(jù)化技術(shù)”的應(yīng)用是將來室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)的必然趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞:虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 虛擬教學(xué) 室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè) 教學(xué)改革 研究
中圖分類號(hào):JO 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
文章編號(hào):1003-0069(2019)03-0106-03
引言
當(dāng)前,我國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的發(fā)展水平較為落后,教學(xué)質(zhì)量低,設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)不能滿足社會(huì)的需求,需要大力加強(qiáng)改革,推進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)教育的進(jìn)步。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用,室內(nèi)設(shè)計(jì)教育教學(xué)的方式也受到了影響。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性、多感知性、交互性的特點(diǎn),將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)相融合,更有利于提高教學(xué)效果,激發(fā)學(xué)習(xí)興趣,推動(dòng)室內(nèi)設(shè)計(jì)教育的發(fā)展。
一、室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析
教育是推動(dòng)室內(nèi)設(shè)計(jì)發(fā)展的前提,但目前我國(guó)的室內(nèi)設(shè)計(jì)教育發(fā)展不起來,教學(xué)資源和設(shè)備缺乏,導(dǎo)致教學(xué)質(zhì)量低。在教學(xué)中學(xué)生不能學(xué)習(xí)到真正的技能和知識(shí),嚴(yán)重陰礙了優(yōu)秀設(shè)計(jì)人才的培養(yǎng)。教學(xué)方式還停留在死記硬背理論知識(shí)和應(yīng)付于考試,模仿已有的設(shè)計(jì)圖紙已成為了當(dāng)今設(shè)計(jì)教育的主要趨勢(shì),學(xué)生缺乏創(chuàng)新與動(dòng)手能力,設(shè)計(jì)作品與實(shí)際脫節(jié),學(xué)生不能獨(dú)立完成整個(gè)設(shè)計(jì)方案及實(shí)施等問題突出。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)下,筆者通過對(duì)我國(guó)多所環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè)院校進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研,分別對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)效果與傳統(tǒng)教學(xué)效果進(jìn)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(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),將回收的有效問卷按等量分為10組,并統(tǒng)計(jì)問卷結(jié)果(如表1、2)。經(jīng)過對(duì)比與分析得出,虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)高于傳統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量,并表示對(duì)虛擬教學(xué)的滿意度較高,而室內(nèi)設(shè)計(jì)是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)專業(yè)的一部分。因此,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中是有意義的。
二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與虛擬教學(xué)的概述
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)興起于20世紀(jì)70年代,發(fā)源于美國(guó),是一種多元化的信息整合技術(shù),包含計(jì)算機(jī)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(diǎn),人們能夠通過視、聽、觸、嗅的方式進(jìn)行各類交互式體驗(yàn)[3](如圖1),已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)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(xué)是推動(dòng)教育事業(yè)發(fā)展的一種教學(xué)手段。而在國(guó)外的教育事業(yè)中,虛擬教學(xué)已取得了較大的成果。如美國(guó)東卡羅琳那大學(xué)的虛擬教育實(shí)驗(yàn)室、牛津大學(xué)的化學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室等。近年來,我國(guó)教育界也對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了相關(guān)的研究和應(yīng)用,如同濟(jì)大學(xué)建筑專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、天津大學(xué)開發(fā)的虛擬校園等,都取得了好的教學(xué)效果,但在我國(guó)教育教學(xué)中還未普及,需要積極推進(jìn)和應(yīng)用。同時(shí),我國(guó)政府也大力支持,如習(xí)近平在十九大報(bào)告中明確指出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為主的信息化教學(xué)將成為新時(shí)代教學(xué)的主要發(fā)展方向[4]。將虛擬教學(xué)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中是設(shè)計(jì)專業(yè)發(fā)展的前途。
三、“虛擬現(xiàn)實(shí)”背景下的室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)改革內(nèi)容
(一)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)虛擬教學(xué)的具體措施
1.教學(xué)模式雙重化
教學(xué)模式雙重化是指在以往的教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為教學(xué)手段,解決室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的重難點(diǎn)問題,形成虛擬與現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合的教學(xué)模式。以往的教學(xué)模式是虛擬教學(xué)的前提,而虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)是對(duì)當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中不足的彌補(bǔ),更有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高教學(xué)質(zhì)量。如室內(nèi)照明設(shè)計(jì)課程的教學(xué),首先可以以當(dāng)前的教學(xué)模式,讓學(xué)生了解照明設(shè)計(jì)的理論知識(shí)和相關(guān)要求,以及設(shè)計(jì)軟件的學(xué)習(xí)。在掌握基本的設(shè)計(jì)技能和理論后,可以運(yùn)用虛擬教學(xué)手段幫助學(xué)生理解和消化知識(shí)并獲得相應(yīng)的實(shí)踐,如照明效果的設(shè)計(jì),需要虛擬教學(xué)環(huán)境幫助學(xué)生體驗(yàn)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(shè)計(jì)方案以及照明設(shè)計(jì)實(shí)施等環(huán)節(jié)。
2.教學(xué)環(huán)境虛擬化
教學(xué)環(huán)境虛擬化是指運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建的具有交互性的仿真教學(xué)環(huán)境[5]。它是對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)教學(xué)環(huán)境的模擬,并且讓人具有身入其境的真實(shí)感,可以感知與交互。學(xué)生可以利用虛擬教學(xué)環(huán)境學(xué)習(xí)到多方面的室內(nèi)設(shè)計(jì)知識(shí),如室內(nèi)空間透視學(xué)、室內(nèi)色彩學(xué)、室內(nèi)裝飾構(gòu)造、室內(nèi)陳設(shè)與設(shè)計(jì)等。以某室內(nèi)空間設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課為例,在傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中,學(xué)校無法提供完整的項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié),學(xué)生不能真正到設(shè)計(jì)工地去動(dòng)手學(xué)習(xí)和體驗(yàn),通常只能以教師運(yùn)用多媒體的教學(xué)手段學(xué)習(xí)技能操作和實(shí)踐方面的知識(shí),而虛擬教學(xué)環(huán)境可以幫助學(xué)生完成設(shè)計(jì)實(shí)踐的學(xué)習(xí),如現(xiàn)場(chǎng)勘察與測(cè)量、設(shè)計(jì)效果感受、虛擬施工等,能夠更好地掌握室內(nèi)空間設(shè)計(jì)的相關(guān)知識(shí)。
3.教學(xué)過程交互化
教學(xué)過程交互化主要是指人機(jī)交互[6]。一方面,是指虛擬教學(xué)環(huán)境與人之間的互動(dòng);另一方面,是指利用虛擬教學(xué)平臺(tái),促進(jìn)師生之間的合作學(xué)習(xí)與交流,是激發(fā)學(xué)生主動(dòng)獲得知識(shí)的有效途徑。以往的教學(xué)中,通常是先由教師教、然后學(xué)生學(xué),以至于課堂氣氛沉悶,導(dǎo)致學(xué)生不愛學(xué)、厭學(xué)的現(xiàn)象較為嚴(yán)重。而虛擬化的教學(xué)可以激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí),并且與教師和同學(xué)之間頻繁互動(dòng)。如家具設(shè)計(jì)課程的教學(xué),學(xué)生在接收教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)后,會(huì)主動(dòng)去探索知識(shí)。學(xué)生可以運(yùn)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(shè)要求,然后利用虛擬環(huán)境與同學(xué)一起探討家具的設(shè)計(jì)要求和構(gòu)造方法,并且體驗(yàn)設(shè)計(jì)效果。在學(xué)習(xí)的過程中遇到困難時(shí),能夠主動(dòng)向教師求解,促進(jìn)師生之間的互動(dòng)。
4.教學(xué)資源虛擬化
教學(xué)資源虛擬化是指運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建的具有仿真性的數(shù)字資源,是對(duì)以往三維教學(xué)資源獲取困難的突破,能夠以視覺交互、數(shù)字化的方式實(shí)現(xiàn)三維資源共享[7],還能滿足線下的遠(yuǎn)程式教學(xué)需要。如在講解室內(nèi)陳設(shè)設(shè)計(jì)時(shí),學(xué)生不能理解教師所講授的陳設(shè)尺度、大小、形態(tài)及其陳設(shè)效果時(shí),可以通過虛擬資源的獲取感受室內(nèi)家具陳設(shè)的尺度和空間關(guān)系、色彩要求等,掌握陳設(shè)設(shè)計(jì)的方法和要求。
5.教學(xué)評(píng)價(jià)虛擬化
教學(xué)評(píng)價(jià)評(píng)價(jià)化是指以虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)的方式對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行評(píng)價(jià),評(píng)價(jià)的主體、內(nèi)容、對(duì)象是非真實(shí)的,但評(píng)價(jià)的結(jié)果是客觀性的。如室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課的評(píng)價(jià),不再以以往的數(shù)據(jù)收集為依據(jù),而是通過虛擬平臺(tái)的方式對(duì)教師的教學(xué)能力及學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評(píng)價(jià),如虛擬學(xué)生作品、虛擬教師教學(xué)。
(二)室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)改革實(shí)踐與經(jīng)驗(yàn)總結(jié)
1.推動(dòng)虛擬教學(xué)環(huán)境智能化
虛擬教學(xué)環(huán)境除了能夠滿足真實(shí)情景化教學(xué)的功能外,還可以實(shí)現(xiàn)智能化教學(xué)需求。虛擬教學(xué)智能化是指與虛擬現(xiàn)實(shí)信息技術(shù)深度融合的方式。智能化主要體現(xiàn)虛擬教學(xué)環(huán)境具備智能監(jiān)控、智能評(píng)價(jià)、智能輔導(dǎo)等功能,如可以隨時(shí)記錄學(xué)生學(xué)習(xí)出勤率、作業(yè)完成情況以及分析學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度和學(xué)習(xí)過程中遇到的問題并加以指導(dǎo),最后對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行智能化統(tǒng)計(jì)與測(cè)試,并通過遠(yuǎn)程化的方式反饋于教師,及分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)與成果。其次,虛擬教學(xué)智能化可以具有多種識(shí)別功能,如語音識(shí)別、動(dòng)作與視角捕捉、表情感應(yīng)等多種功能,應(yīng)用形式也可以多樣化,如固定式的與移動(dòng)式的、在線的與離線的等。這樣的教學(xué)環(huán)境可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī),實(shí)現(xiàn)教學(xué)雙贏。
2.實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與產(chǎn)教深度融合
在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)中,將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)深度融合于校企合作項(xiàng)目化教學(xué)中,能夠充分體現(xiàn)“教”、“學(xué)”、“練”、“做”一體化的自主構(gòu)建知識(shí)的教學(xué)模式,是一種堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向?yàn)樵瓌t的產(chǎn)教融合方式,主要以虛擬仿真情景化教學(xué)為主,融課前、課上與社會(huì)實(shí)踐為一體的教學(xué)架構(gòu)。
課前,教師可以根據(jù)教學(xué)目標(biāo)和教學(xué)大綱收集各類與室內(nèi)設(shè)計(jì)課程相關(guān)的資料與信息,了解學(xué)科的前沿信息及需求,并在此基礎(chǔ)上運(yùn)用計(jì)算機(jī)軟件創(chuàng)設(shè)虛擬教學(xué)環(huán)境,設(shè)計(jì)虛擬教學(xué)內(nèi)容與情節(jié)、制作虛擬教學(xué)資源,學(xué)生提前預(yù)習(xí)課上學(xué)習(xí)任務(wù)。
課上,以虛擬教學(xué)實(shí)訓(xùn)基地為平臺(tái)進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué),主要分為以下八環(huán)節(jié)[8](如圖2)。首先可以以任務(wù)驅(qū)動(dòng)的方式讓學(xué)生以小組合作的形式在虛擬場(chǎng)景中進(jìn)行戶型數(shù)據(jù)測(cè)量與勘察,了解戶型特點(diǎn)、掌握測(cè)量技巧和方法,獲得測(cè)量數(shù)據(jù)。依據(jù)戶型特點(diǎn)和客戶需求進(jìn)行分析,并確定設(shè)計(jì)任務(wù)。然后進(jìn)行方案設(shè)計(jì)與預(yù)算,繪制圖紙和效果制作,并運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建虛擬場(chǎng)景,包括3D建模、導(dǎo)入VR虛擬設(shè)計(jì)平臺(tái)等,在虛擬場(chǎng)景創(chuàng)設(shè)完成后,學(xué)生可以通過虛擬設(shè)備進(jìn)入虛擬場(chǎng)景中,如手機(jī)、電腦、多媒體等,對(duì)自己的方案設(shè)計(jì)效果進(jìn)行體驗(yàn)。其中,學(xué)生擔(dān)任設(shè)計(jì)師的角色,教師扮演客戶,并一起進(jìn)入虛擬場(chǎng)景中,一起探討設(shè)計(jì)效果并修改完善。在設(shè)計(jì)方案得到完善后,進(jìn)入虛擬施工環(huán)節(jié),學(xué)生擔(dān)任施工員;教師扮演施工監(jiān)理,對(duì)施工質(zhì)量嚴(yán)格監(jiān)控和指導(dǎo),學(xué)生在遇到不懂的地方可以咨詢教師或與同學(xué)協(xié)作。
課后,為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)教融合的教學(xué)效果,可以以虛擬平臺(tái)的方式實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接,VR虛擬項(xiàng)目與真實(shí)項(xiàng)目相結(jié)合。學(xué)生將設(shè)計(jì)好的方案以虛擬平臺(tái)的方式展現(xiàn)給設(shè)計(jì)公司和業(yè)主,由企業(yè)和業(yè)主評(píng)判最終設(shè)計(jì)效果,再將設(shè)計(jì)方案真正落實(shí)到實(shí)際項(xiàng)目中去。這樣可以有效地鍛煉學(xué)生的崗位職業(yè)適應(yīng)能力、動(dòng)手能力以及協(xié)創(chuàng)新能力,為培養(yǎng)崗位實(shí)用性人才做好鋪墊。
虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)成果雖然已經(jīng)占有了一定的市場(chǎng),也取得了良好的教學(xué)效果,但仍然還存在一些不足。如虛擬教學(xué)資源有限,設(shè)備不齊全、資金昂貴、師資隊(duì)伍缺乏等問題較為突出,所以導(dǎo)致虛擬教學(xué)推行緩慢。因此,要想加快虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的步伐,希望政府和社會(huì)給予大力支持和幫助。
四、室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)的發(fā)展趨勢(shì)與構(gòu)想
時(shí)代和科技的進(jìn)步,推動(dòng)教育的進(jìn)步。室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)應(yīng)該也要跟上時(shí)代的步伐。室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)的改革不是一朝一夕的事,未來的室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)將會(huì)呈現(xiàn)新的教學(xué)方式。如將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(VR)緊密結(jié)合,解決室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中實(shí)體操作困難等問題。增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)是對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)數(shù)字信息的進(jìn)一步發(fā)展,可以達(dá)到以假成真的視覺效果[9]。彌補(bǔ)只能體驗(yàn)和感知,不能真正實(shí)體接觸的缺陷,學(xué)生可以真實(shí)地動(dòng)手去完成每一個(gè)實(shí)體設(shè)計(jì)方案。此外,室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)資源非常缺乏,構(gòu)建虛擬教學(xué)環(huán)境需要耗費(fèi)大量時(shí)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(shè)計(jì)教學(xué)資源體系,即使花費(fèi)大量的時(shí)間和精力構(gòu)建好優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源,也很難滿足后期的教學(xué)需求。而在當(dāng)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(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用也將是必然趨勢(shì)。未來我國(guó)的室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)將會(huì)把虛擬現(xiàn)實(shí)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(dòng)化完善知識(shí)和更新數(shù)據(jù)的功能,還能體現(xiàn)人工智能化的教學(xué)方式,解決學(xué)生學(xué)習(xí)中的疑惑,提供個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求。在室內(nèi)設(shè)計(jì)實(shí)訓(xùn)課中,學(xué)生可以在沒有教師管理和指導(dǎo)下,獲取自己所需要的設(shè)計(jì)資源,而且選擇性不被約束。總之,在不久的將來,室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)將會(huì)形成虛擬化實(shí)體教學(xué)模式,且具有智能化的教學(xué)手段,實(shí)質(zhì)性地解決室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的重難點(diǎn)問題。
五、結(jié)語
當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的問題較為突出,教學(xué)質(zhì)量低,基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛應(yīng)用及在教育中取得的好成績(jī),說明了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計(jì)專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用是有意義的,且教育教學(xué)手段的改革勢(shì)在必行。在教學(xué)改革中應(yīng)該將科技時(shí)代的特點(diǎn)相結(jié)合,如虛擬化的教學(xué)資源、虛擬化的教學(xué)評(píng)價(jià)、虛擬化的教學(xué)環(huán)境等。止外,還應(yīng)該要進(jìn)一步推進(jìn),促進(jìn)室內(nèi)設(shè)計(jì)教育的發(fā)展,如在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)(AR)在室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用,會(huì)更加有利于學(xué)生掌握室內(nèi)設(shè)計(jì)的技能與知識(shí),而且在智能化的時(shí)代里,也要體現(xiàn)出智能化的教學(xué)方式,將人工智能技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計(jì)教學(xué)相結(jié)合,解決教學(xué)中優(yōu)秀的師資力量不足的問題,是推動(dòng)我國(guó)室內(nèi)設(shè)計(jì)教育大發(fā)展的希望。
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