以情境體驗為主導的環境設計專業虛擬仿真空間實踐類課程設置研究

余毅?張楠翔

摘 要：虛擬現實技術具有獨特的全沉浸式和交互性特點，為創建教學情境提供了有力的支持，極大地改變了學生的學習方式。本文從環境設計專業的虛擬仿真技術運用研究出發，以情境體驗為核心，構建情境重現、沉浸學習與體驗學習的核心理論，幫助教學設置者更好地提升課程效率，實現深度學習的目標，并結合環境設計專業空間實踐類別課程，注重體驗與反思，結合實際提出情境體驗課程設置的構建方法與策略，希望對教育運用研究者有借鑒意義。

關鍵詞：情境體驗;虛擬仿真技術;沉浸學習;體驗學習

1 VR課程項目概況

近年來，虛擬仿真技術逐漸從實驗室走出來，開始應用于各個教學領域。教育部提出建設五大“金課”的目標，包括線下“金課”、線上“金課”、線上線下混合式“金課”、虛擬仿真“金課”和社會實踐“金課”。充分重視課堂教學這一主陣地，以“金課”的形式營造熱烈的課堂教學氛圍。通過合理運用現代信息技術手段，積極推進慕課建設與應用，開展基于慕課的線上線下混合式教學;積極建設虛擬仿真實驗實訓項目，開辟“智能+教育”新途徑。可見，虛擬仿真實驗教學必將成為助推高等教育教學質量飛躍提升的重要工具。

2 環境設計專業類型課程問題分析

2.1 缺乏深度學習手段

環境設計類課程自設置以來，經歷了從傳統手繪階段到電腦繪制階段的過程，21世紀電腦的普及，電腦繪制逐漸代替了傳統手繪成為課程的主流。隨之暴露的問題也越來越突出，無論是傳統手繪還是電腦繪制，都擺脫不了處于淺層學習的階段，學生無法全身心地將注意力投入課程，因此出現學習效率低下、淺層化等教育問題。

2.2 信息化學習方式需要改善

目前信息化學習方式以電腦屏幕的方式呈現，授課教師以多媒體屏幕作為授課媒介，學生通過電腦二維或三維圖像的形式獲取學習信息。這樣的授課方式也暴露出一些問題。首先，圖像展示屬于靜態圖片形式，學生無法得到圖片角度以外的信息;其次，雖然三維成像軟件可以達到角度旋轉、漫游，但是只能達到表層的表達，對于細節部分的展示目前還需要提升。因此，環境設計類課程體系中的結構與材料等細節部分的展示，不能充分地將其信息傳遞給學生之。學生中往往會出現兩種情況，本身對專業感興趣的學生可以根據推導、剖析得到信息并理解，而對本專業并沒有特別大興趣的學生會缺少對該知識的理解，漸漸對其專業失去興趣。

2.3 缺乏學習案例場所體驗感

對于環境設計專業的學生而言，空間與比例尺度的把握是非常重要的一項技能，往往高校以課程考察的形式組織學生外出，親身體驗實際的空間與尺度的關系，但此類課程相對較少，且時間緊張。對此，大部分課程以課程講解的形式向學生傳遞知識，導致學生對場所的體驗感不夠熟悉，從而對空間、比例等知識要素缺乏一定程度的理解。因課程缺乏新鮮感，久而久之，學生將對課程本身產生乏味感，影響學習效率。

3 情境體驗理論基礎構建與分析

3.1 情境重現

情境重現屬于情境體驗中的重要環節，課程設計者依托虛擬現實技術構建多維感官體驗式學習空間。學習者通過虛擬感官設備進入虛擬場景，以觸感、視覺、聽覺、嗅覺等感官形式近距離地感受空間。在學習準備階段，課程設計者結合學習主題、學習者的學習興趣以及學習目的，構建虛擬學習體驗場景。學習者能夠產生身臨其境感，仿佛置身于空間之中，能夠較為真實地思考空間問題，增強熟悉感。在該階段，應著重考慮學習者的體驗與反思，運用系統化的方法進行思考，課程設計者可以結合學習目標構建具有延展性與創新性的虛擬情境場景。情境場景可分為真實場景與創造性場景。真實場景以模擬真實為主，其目的是便于學習者可隨時身臨其境地體驗、感受需要觀察的真實場景，獲取學習信息，沉浸于情境場景中。創造性場景根據學習需要，引導學習者對場景進行改造與創設，以游戲的形式觸動各感官，獲取信息，達到課程目的。學習者可以借助情境場景充分了解場景信息，真實模擬設計過程，避免設計教學與實施落地的脫節。

3.2 沉浸學習模式

在高校設計教學中，如何增加課堂學習興趣點一直是教學領域研究的重點，而沉浸學習模式的首要目的在于挖掘與探索學生的興趣點，及時反饋與分析問題，并隨課程進度做出調整。沉浸學習模式包括“知覺—幻覺”模式，其特征表現為人們在虛擬交互學習中對外部的一種感知行為，即借助VR（虛擬現實）設備，通過想象，整合各種感官知覺，產生虛擬幻覺。經過研究發現，該模式能夠變換“身體”，即通過角色互換的方式，使學習者進入模式，產生沉浸感。因此，適當運用沉浸學習模式中的“知覺—幻覺”模式能夠使學習者對角色感知意識產生模糊的心理，進而打破隔閡，拉近教師與學生之間的距離，使學生在潛意識中產生平等交流的概念。

因此，在實際教學中，可以以角色參與的形式，將主導地位交給學習者，教師作為輔助起講解作用，充分發揮學習者的想象力，增強代入感，實現沉浸學習的目的。

3.3 體驗學習循環理論

體驗學習循環理論可分為四步，即情境、交互、體驗、反思。其核心是體驗與反思，學習者通過情境構建，實現場所的初步界定。而情境屬于靜態場所，需以互動的形式將學習者帶入場景，實現學習者的主動學習。體驗屬于互動的深入階段，學習者通過與情境之間的深入互動，產生沉浸的行為。在此階段，學習者觀察、感知、探究，發現問題本質，激發學習興趣，培養行為習慣和態度。反思階段主要是對認知總和的反饋，主要包括學習過程、結果、環境與動機等多個內容。反思本質是引導學生深度挖掘問題，并深刻思考問題本質，探尋出科學的認知結論。虛擬現實技術提供的多感官刺激，可從多種途徑產生知識與經驗，以學習過程與學習成果之間的相關關系，促進學生深入學習。

4 空間實踐類課程情境體驗構建策略

4.1 以故事情境模式帶入課程學習

針對空間實踐類課程，可根據課程主題設置故事情境，通過虛擬仿真技術模擬故事場景，增強帶入感。以古建筑文化遺產保護課程為例，模擬閬中古城貢院的室內場景，賦予兩種故事形式。第一種方案是當前時間段的貢院空間，學習者以游客的身份代入場景;第二種方案是模擬清代科舉時間段的貢院空間，學習者以考生的身份代入場景。對比兩者，第二種方案能夠更加真實地還原場所的故事，賦予學習者角色身份，使其以游戲互動的形式主動參與故事。學生在了解場所問題的同時，還能考慮場所的時間性，在互動中了解其文化背景。這種模式生動有趣，引導學生自主思考，有助于激發其學習積極性。

4.2 交互體驗與沉浸漫游

環境設計專業的學習本質在于設計，而設計的本質在于服務大眾，專業側重點在于更好地為使用者考慮。因此，在環境設計專業課程設置中可著重提升交互體驗的比重，通過虛擬仿真技術實現設計作品的再現，讓學習者以使用者的身份與空間進行交互，其目的是使學習者能夠更好地了解空間中的功能、尺度、用途以及材質的變換，探究方案設計與設計實際落地之間是否存在問題與隱患，培養學習者在設計階段的考慮實際問題的意識與能力。其次，處于沉浸漫游的狀態中，學習者身臨其境，能夠更方便地發現問題，且課程形式有趣，更易被學生接受。

4.3 學習反思與理解

在虛擬仿真課程設置中，教學設置者應強調學習者的主動性，重視對課程的理解與反思，即問題的反饋、模擬場景是否解決了課程問題。學習者處于虛擬感官場景中，應避免過于刺激的感官體驗，以免產生負面影響。多采用反思機制，引導學生理解課程目的，考慮問題，不斷完善課程，提升學生對課程的滿意度。

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作者簡介：余毅（1962—），四川人，教授，研究生導師，研究方向：環境設計。

張楠翔（1993—），福建人，碩士研究生，研究方向：環境設計。