虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于造型基礎(chǔ)課程教改探索

汪 洋，劉振林，程蓓蓓，徐興興

(河北科技師范學(xué)院，河北 秦皇島 066000)

1 引言

虛擬現(xiàn)實 (Virtual Reality，簡稱 VR) 技術(shù)，是利用電腦模擬產(chǎn)生一個三維虛擬世界。用戶可以借助技術(shù)設(shè)備，與虛擬空間中的物體進(jìn)行互動，在多種感官上產(chǎn)生沉浸于虛擬世界的感覺，有身臨其境的體驗和感受[1]。虛擬現(xiàn)實最主要的特征是沉浸性( Immersion) ，基本要求就是真實感強(qiáng)[2]。虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于園林規(guī)劃設(shè)計已多見于研究與實踐。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，在園林及相關(guān)專業(yè)教學(xué)中，應(yīng)用該技術(shù)促進(jìn)教學(xué)改革成為研究熱點。本研究在教育部產(chǎn)學(xué)合作、協(xié)同育人項目的基礎(chǔ)上，研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于園林、風(fēng)景園林專業(yè)設(shè)計基礎(chǔ)課——造型基礎(chǔ)教學(xué)改革的路徑與方法，從而為園林、風(fēng)景園林專業(yè)低年級學(xué)生的培養(yǎng)、專業(yè)思維能力的構(gòu)建等，提供新的思路與方法。

2 造型基礎(chǔ)課程分析

2.1 課程設(shè)置與內(nèi)容

河北科技師范學(xué)院設(shè)有園林及風(fēng)景園林兩個相關(guān)專業(yè)，風(fēng)景園林專業(yè)在第二學(xué)期開設(shè)造型基礎(chǔ)課程，總學(xué)時64學(xué)時，包括18學(xué)時理論和46學(xué)時實驗；園林專業(yè)在第三學(xué)期開設(shè)構(gòu)成基礎(chǔ)課程，總學(xué)時32學(xué)時，包括16學(xué)時理論和16學(xué)時實驗。課程名稱有差別，但課程內(nèi)容基本一致，都是關(guān)于“三大構(gòu)成”的理論與練習(xí)，包括平面構(gòu)成、色彩構(gòu)成和立體構(gòu)成。本課程實驗學(xué)時多，注重通過繪圖、實驗操作等使學(xué)生理解理論知識，提高應(yīng)用能力。

2.2 課程特點分析

2.2.1 與藝術(shù)學(xué)科的關(guān)系

“三大構(gòu)成”是藝術(shù)類專業(yè)的必學(xué)內(nèi)容，它起源于包豪斯的教學(xué)體系[3]。包豪斯設(shè)計教育最根本的任務(wù)是提高學(xué)生的造型基本功，研究構(gòu)成物的結(jié)構(gòu)關(guān)系，使學(xué)生形成科學(xué)的觀察習(xí)慣和觀察方法，在這個過程中提升學(xué)生的創(chuàng)造力[4]。通過啟蒙學(xué)生的形象思維、發(fā)散思維能力，進(jìn)而培養(yǎng)學(xué)習(xí)者設(shè)計能力發(fā)揮著重要作用。由于“三大構(gòu)成”起源于藝術(shù)學(xué)科，與藝術(shù)學(xué)科相關(guān)專業(yè)聯(lián)系密切，因此，在教學(xué)過程中，注重引導(dǎo)性、體驗性，使學(xué)生由“感受”而理解規(guī)律。這種“體驗”和“感受”的主觀性較強(qiáng)，存在一定的模糊性和不確定性，需要在教學(xué)過程中，增加直觀性的講解，使學(xué)生能夠在主觀感受的同時，體會到規(guī)律的肯定性，避免因模糊性和不確定性給低年級學(xué)生帶來難以把握、沒有頭緒的不確定感，使學(xué)習(xí)興趣降低等。

2.2.2 適應(yīng)園林、風(fēng)景園林專業(yè)的課程改革

源于藝術(shù)類專業(yè)課程的造型基礎(chǔ)，作為園林、風(fēng)景園林的專業(yè)基礎(chǔ)課，需要進(jìn)行符合園林、風(fēng)景園林人才培養(yǎng)要求的變化。在進(jìn)行造型基礎(chǔ)課程教學(xué)時，要貼合設(shè)計專業(yè)學(xué)生的專業(yè)背景知識，從專業(yè)出發(fā)對學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)引導(dǎo)[5]。園林、風(fēng)景園林專業(yè)的學(xué)生將來要從事的工作或進(jìn)行的研究，都是和實際工程項目有關(guān)的，園林、風(fēng)景園林專業(yè)人才培養(yǎng)，需要注重實踐性與應(yīng)用性。學(xué)科的根本立足點是空間和形態(tài)的規(guī)劃設(shè)計[6]，這是與藝術(shù)類專業(yè)的一個明顯區(qū)別。因此，造型基礎(chǔ)課程在教授學(xué)生“三大構(gòu)成”知識、培養(yǎng)學(xué)生藝術(shù)審美能力、創(chuàng)造力的同時，不能忽視對應(yīng)用型人才實踐能力的培養(yǎng)，需要加入尺度感、比例感、空間感的鍛煉與培養(yǎng)。需要將科學(xué)的觀念融入到課程中，為專業(yè)能力的全方面發(fā)展打下基礎(chǔ)。

3 造型基礎(chǔ)課程教學(xué)改革與虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用

3.1 教學(xué)內(nèi)容改革

造型基礎(chǔ)課程第一部分內(nèi)容為平面構(gòu)成，講授平面形態(tài)的構(gòu)成規(guī)律，重點是六大構(gòu)成法則。傳統(tǒng)的“三大構(gòu)成”實操性教學(xué)被形式美法則所約束，單純地重復(fù)與模仿平面構(gòu)成范例，為“構(gòu)成”而構(gòu)成[7]。在后期的園林規(guī)劃設(shè)計實訓(xùn)中，學(xué)生往往將平面圖理解為“圖案”，忽視了園林規(guī)劃設(shè)計的科學(xué)性。因此，在課程改革中，加入園林設(shè)計案例顯得更加重要，使學(xué)生能夠?qū)⑵矫鏄?gòu)成與園林規(guī)劃設(shè)計實際聯(lián)系起來。現(xiàn)代園林景觀設(shè)計以西方現(xiàn)代園林為代表，三大構(gòu)成理論也來源于西方，多數(shù)案例都選取自西方現(xiàn)代園林，實地考察難以實現(xiàn)，二維圖片的展示不能滿足教學(xué)的需要。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，建立經(jīng)典園林案例場景非常必要，比如風(fēng)景園林極簡主義大師彼得·沃克、瑪莎·施瓦茨的作品等。在案例的展示過程中，不能僅僅停留在二維的圖片，需要讓學(xué)生明白，園林景觀平面的造型與立體空間的關(guān)系。風(fēng)景園林空間設(shè)計的 3D思維和 2D 表現(xiàn)能力，在 VR 技術(shù)的輔助下也將得以優(yōu)化和提升[8]。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)“可視化”“直觀化”的特點，向?qū)W生展示園林景觀經(jīng)典案例空間，從三維到二維平面的過程，從而使學(xué)生更好地體會園林景觀中平面構(gòu)成的應(yīng)用。

課程的第二部分內(nèi)容為色彩構(gòu)成，主要講授色彩的屬性與構(gòu)成規(guī)律。在課程改革過程中，應(yīng)注重與專業(yè)實際的結(jié)合。色彩構(gòu)成的訓(xùn)練也是以二維圖形的繪制為主，學(xué)生對色彩的探究也只停留在平面圖案，難以深入體會色彩在三維空間中的狀態(tài)。而園林景觀空間是三維空間，如加上時間變化，又可稱為四維空間。空間中的色彩與平面色彩是有差異的，而這種差異需要應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)“沉浸式”的特點，使學(xué)生體會身臨其境之感，由此感受園林景觀中的色彩構(gòu)成的應(yīng)用，將色彩與環(huán)境結(jié)合起來，與視覺感受、情感結(jié)合起來，才能夠創(chuàng)造豐富的園林景觀色彩。使學(xué)生能夠理解園林景觀中的色彩是三維空間的色彩，平面圖形上的色彩是三維空間色彩的“一面”，色彩構(gòu)成需要在空間中去考慮。

課程的第三部分為立體構(gòu)成，主要研究面體、線體、塊體的構(gòu)成規(guī)律以及在園林景觀中的應(yīng)用。學(xué)生除了在實驗中制作模型之外，對實際園林景觀空間的感受較少，脫離真實尺度的圖紙成果難以培養(yǎng)學(xué)生準(zhǔn)確的空間感覺[9]。因此，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的三維空間塑造、沉浸式體驗的特性，可以有效彌補低年級學(xué)生生活經(jīng)驗不足、空間體驗不足的情況。立體構(gòu)成不僅僅是“體塊”之間的關(guān)系，更重要的是體塊所分割的空虛空間的形態(tài)。除此之外，還有光影的變化對空間的影響。這些難以把握的空間構(gòu)成要素，更需要應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，去營造三維空間，再讓學(xué)生以直觀化的情景互動去體驗和感受。這將幫助學(xué)生迅速建立空間感受，為后續(xù)的學(xué)習(xí)打下良好的基礎(chǔ)。

3.2 教學(xué)方法改革

3.2.1 互動式教學(xué)

造型基礎(chǔ)課程傳統(tǒng)的教學(xué)模式為講授式教學(xué)，以教師的理論傳授與引導(dǎo)為主，學(xué)生以被動接收信息為主。在引入虛擬現(xiàn)實場景體驗后，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中一改傳統(tǒng)的單純以視覺、記憶等為主的學(xué)習(xí)模式。學(xué)生在 VR 技術(shù)融入創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境中，身體感覺被更全面刺激[10]，虛擬現(xiàn)實技術(shù)改變了學(xué)生在課堂教學(xué)中的定位，從而改變了其對本專業(yè)的看法與認(rèn)知。他們可以與虛擬環(huán)境互動，也增強(qiáng)了學(xué)生之間的互動交流[11]。教師可以在此過程中，設(shè)置題目，由學(xué)生作答，由此了解學(xué)生的掌握情況，還可以了解學(xué)生的能力薄弱點，如對尺度、比例等的觀察感知能力，從而有依據(jù)的調(diào)整課程內(nèi)容。教學(xué)的互動借助vr設(shè)備，在學(xué)生之間、師生之間開展，學(xué)生的主動性增強(qiáng)，教師對學(xué)生的了解也更具有客觀性。

3.2.2 課程聯(lián)動教學(xué)

造型基礎(chǔ)課程中的案例包括傳統(tǒng)及現(xiàn)代景觀案例，可以與風(fēng)景園林藝術(shù)原理、園林史等課程共享應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)搭建的三維案例場景。比如西方傳統(tǒng)園林蘭特別墅，在平面構(gòu)成中，以此案例講解對稱的形式美法則，它也是西方園林史中重要的案例。可以從案例場景角度，去挖掘課程之間的聯(lián)系性、知識上的貫通性，從而增強(qiáng)課程之間的銜接，教學(xué)資源也可得到最大效率的應(yīng)用。設(shè)計類課程學(xué)習(xí)與相應(yīng)虛擬現(xiàn)實案例緊密結(jié)合，可直觀的為學(xué)生提供形象生動的學(xué)習(xí)體驗，使教學(xué)效果事半功倍[12]。學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中，也更加了解課程之間的關(guān)系，對案例的多方位解讀也更加地深刻。另外，在設(shè)計基礎(chǔ)課與設(shè)計軟件課之間建立聯(lián)系，將輔助設(shè)計軟件融入課程講授，不但能提高教學(xué)效果，也使學(xué)生對幾種設(shè)計軟件不陌生，為今后的學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)[13]。

4 結(jié)論

造型基礎(chǔ)課程對風(fēng)景園林、園林專業(yè)本科學(xué)生的設(shè)計思維能力培養(yǎng)具有非常重要的基礎(chǔ)性作用，在教學(xué)改革過程中，尋找教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式、方法的不完善之處，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行教學(xué)改革，是非常必要的。虛擬環(huán)境技術(shù)的發(fā)展將為規(guī)劃設(shè)計帶來嶄新的教學(xué)、研究與實踐范式，并帶來巨大挑戰(zhàn)[14]。

“三大構(gòu)成”與園林、風(fēng)景園林專業(yè)進(jìn)行了結(jié)合，教學(xué)案例需要應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行完善，使其更符合專業(yè)培養(yǎng)的需要。同時虛擬現(xiàn)實技術(shù)的“可視化、直觀化、沉浸式”特點，促進(jìn)了教學(xué)方法的改革，使“學(xué)生與教師”“人與機(jī)”的互動更直接、更有效率；促進(jìn)多課程的聯(lián)動，使課程之間的銜接更為緊密，學(xué)生對課程之間關(guān)系的理解更深入，從而對知識的掌握更全面。然而，在多課程聯(lián)動方面，還可以進(jìn)行更深入的探索，促進(jìn)專業(yè)培養(yǎng)方案的革新。深入研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)促進(jìn)園林、風(fēng)景園林本科課程教育，將為專業(yè)人才的培養(yǎng)帶來更多的啟發(fā)。