基于BIM技術的虛擬實訓室建造實踐
——以《居住空間室內設計》課程為例

胡煜超

（重慶房地產職業學院 重慶 401331）

1 背景

《居住空間室內設計》是我校建筑室內設計專業開設的一門核心課程，主要指導學生對住宅的內部空間進行設計。因為初學者缺乏空間想象能力，所以直觀教學法一直是影響本課教學效果的關鍵教學方法。在傳統教學中，本類課程通常都以圖片、文字、視頻等資源展示為主，再輔以實地參觀調研的方式幫助學生建立對空間與材料的認知，雖具備很強直觀性，但在教學過程中還是存在了不足，主要體現在：

（1）圖片、視頻等資料對空間范圍表達不夠完整。室內空間是一個包圍、全方位式的場景，而圖片和視頻是固定視角的拍攝，存在限定的拍攝范圍，無法完整呈現空間狀態。

（2）觀看圖片和視頻的過程中，學生主體性沒能得到發揮。在真實的空間中參觀，學生是可以自由環顧、隨意走動的，這對他們空間感知很重要；而被動的跟隨觀看，會使學生失去體驗感。

（3）傳統資源信息量不足。除了視覺感受以外，物體的尺度、材質、生產信息、構造方式都是學生非常感興趣的內容，而圖片等傳統資源承載不了這些的信息。

（4）實訓室不足的情況將長期存在。實訓室的建設能彌補圖片、視頻等多媒體教學資源的不足，但講授《居住空間室內設計》課程所需要展示的空間數量繁多，在場地和資金有限的情況下，只能對部分實訓室重點建設；而帶學生去工地參觀，又受到工期和參觀人數的限制，因此傳統實訓室的建設不能滿足教學的要求。

2 思路

隨著信息和網絡技術的進步，BIM逐漸在建筑領域中出現并發揮著巨大作用。BIM（建筑信息模型，Building Information Modeling）是在真正動工之前，先在電腦中建造的數字虛擬模型，用以預先解決設計中的不足和真實施工中可能存在的問題、提高項目質量并方便后期運營。BIM模型中包含建筑構件絕大部分的信息和工程數據，如幾何、材料、價格等，并具有可視化、可出圖性等特點，而這也為教學的改進帶來了新的機遇和思路。

在傳統實訓室或教學資料不能滿足教學需求時，可利用BIM技術建造虛擬實訓室，仿真模擬設計樣板間、施工工地、材料展廳等各種實訓空間，通過VR等方法使學生步入其中進行教學。虛擬實訓室不受時間、空間的限制，造價小、成本低；視點和視線方向可控，并具備足夠的信息量，能極大延展課堂教學直觀性、提高教學質量與效率。

3 實踐

3.1 虛擬實訓室建設要求

虛擬實訓室的建造是課程改革的關鍵和前提，適合教學用的虛擬實訓室應具備有幾個特點：

（1）效果真實、信息含量高。模型的真實度與虛擬空間的體驗感呈正比關系，逼真的虛擬實訓室能增強學生的代入感。

（2）建造難度低、速度快，便于更新。在新技術推廣初期，可以直接共享使用并適用的虛擬實訓室極少，因此技術門檻與工作效率對前期資源建設速度和后期維護難度有很大影響。

（3）運行環境要求低。虛擬實訓室的使用終端在教室電腦和手機，因為終端更新速度通常較慢，因此只有對運行環境要求低的實訓室才能在大多數終端中順利運行。

（4）便于共享、方便操作。容易獲取和展示的教學資源更容易被學生打開學習，而方便的操作能使他們將注意力集中在虛擬實訓室本身。

3.2 虛擬實訓室制作技術

面向BIM開發的軟件很多，其功能各有側重，目前并不存在單一的軟件能夠綜合滿足教學上對虛擬實訓室建設的要求。對此，《居住空間室內設計》課程的虛擬實訓室使用了多款軟件完成。在制作上，選擇Revit軟件能快速創建RVT格式的BIM模型，但此模型需要安裝特定軟件才能打開，且仿真度不高，因此，需要再用Fuzor或Enscape軟件將其打開并轉存為EXE格式。Fuzor和Enscape這兩款軟件對RVT格式都有很好兼容性，且制作的EXE文件具有較好的仿真效果，操作簡單且無需安裝其他軟件，適合在教師機及學生電腦端操作使用。另外，面向學生課前、課后學習的虛擬實訓室，可將RVT模型傳至云端，利用WebGL技術形成輕量化模型，并以分享二維碼的方式提供學生使用。

圖1 虛擬實訓室制作流程

3.3 虛擬實訓室建設范圍

根據《居住空間室內設計》課程的教學內容和教學流程，本課程虛擬實訓室基本分為以下幾類：

（1）樣板間實訓室。主要展示客廳、臥室、廚房等常見居住空間完成后的效果，按不同風格、檔次分類，用于指導學生對室內空間的理解，進行設計示范。

（2）硬裝造型實訓室。主要用以展示室內空間完成面的常見造型，按墻面、地面和頂面分類，用于硬裝設計示例并結合立面圖、地面鋪裝圖及天花布置圖的繪制方法進行教學。

（3）材料展示廳。用以展示家裝中經常用到的材料，因涉及到材質質感，此實訓室還應和實物相結合。

（4）裝飾構造實訓室。以三維節點的方式呈現，主要展示不同造型和材料背后的施工做法，用于節點圖的繪制參考。

（5）設備安裝實訓室。對室內空間中水、電、空調、新風等內容進行突出顯示，以不同專業分類，并結合水電施工圖的繪制進行指導。

（6）在線設計平臺。主要由學生調取模塊在虛擬空間中進行設計并進行展示。

3.4 教學實施

虛擬實訓室可在課前、課中和課后三個部分介入教學：

（1）課前。學生可在虛擬實訓室中，對不同空間進行體驗，并自主總結知識要點、尋找問題。

（2）課中。教師在虛擬實訓室中教學，通過對模型展示、剖切、動畫、測量、分解等功能，對室內空間進行詳細剖析和解釋；也可準備存在問題的空間案例與學生進行探討。

（3）課后。學生在完成課后作業過程中，可在虛擬實訓室尋求幫助，重在鞏固和總結，以便及時發現問題并反饋。同時，也應提供更多的拓展資源，供學生在課堂之外獲取更多的知識。

3.5 教學成效

在虛擬實訓室投入課堂應用后，通過學生課堂狀態和作業質量分析，虛擬實訓室較傳統資源更能吸引學生的注意、加強學生的理解和認知。根據對學生的問卷調查顯示，學生喜歡自主學習的教學方式，對改革后的教學手段感到新穎有趣。

4 反思

BIM技術制作的虛擬實訓室，彌補了傳統教學資源不足的情況，突破了傳統教學在空間展示中的薄弱環節，提高教學效率。由于技術成熟時間較晚，目前相關虛擬資源在數量和質量上還有待于進一步的提高，另外，鼓勵學生參與其中的互動環節也有待于進一步開發與研究。