向耘郎 張 靜 （九江職業(yè)技術學院 332007）

虛擬仿真技術在《建筑裝飾構造設計》課程教學中的應用探析

向耘郎 張 靜 （九江職業(yè)技術學院 332007）

《建筑裝飾構造設計》是重要專業(yè)課，因其實踐性強，在傳統(tǒng)的“以教促學”模式下，教師講授過于單一，學生授知更覺抽象、乏味，教學效果不甚理想。虛擬仿真技術能夠通過虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)計算機輔助教學目標，特別是在仿真環(huán)境下來滿足裝飾構造設計的“自主學習”，讓學生從動手操作中獲得視、聽、觸覺等感官的綜合體驗，更易提升教學質量和效率。

虛擬仿真技術；裝飾構造設計；教學應用

現(xiàn)代信息技術特別是虛擬仿真技術的成熟與發(fā)展，使其在《建筑裝飾構造設計》課程教學中得以發(fā)揮其可視化、互動性、沉浸式學習優(yōu)勢，將抽象、枯燥、乏味的構造設計課程，以動態(tài)化、虛擬化、場景化呈現(xiàn)。比如在虛擬三維空間環(huán)境下，對于架空木地板的結構、干掛石材等施工要點及過程，以及不同施工選材的加工、制作過程等，都能夠通過形象直觀的方式讓學生接受和理解并掌握，彌補了傳統(tǒng)教學的局限和不足。

一、虛擬仿真技術在《建筑裝飾構造設計》中的應用作用

虛擬仿真技術作為現(xiàn)代教育技術的一種表現(xiàn)形式，其在整合知識體系，營造真實、生動學習環(huán)境下具有獨特優(yōu)勢。其作用主要表現(xiàn)在四方面。

1.進一步增強了不同教學內容的系統(tǒng)性關聯(lián)

《建筑裝飾構造設計》屬于專業(yè)課，但對教學實踐性要求較高，學生在學習過程中，要了解不同材料的選擇、不同構造設計的要點，以及施工工藝的差異性。因此，從課程教學內容上，知識點分散，缺失系統(tǒng)性整合，加之傳統(tǒng)課程講授又過于突出原理與工藝，學生在學習時感到枯燥，難以把握學習重點。借助于虛擬仿真技術，通過將課程內容進行系統(tǒng)性關聯(lián)，可以直觀的呈現(xiàn)不同知識點的特征，增進學生的理解。比如對于木地板的安裝，從木質條件、顏色分類上，有柚木、檀木、櫻花木、花梨木、楓木等等，其顏色也要不同的變化，利用虛擬仿真的多感知優(yōu)勢，讓學生來加深對材料特性的識別。另外，在鋪裝要領上，空鋪、實鋪、粘貼方式的選擇，也可以通過虛擬仿真手段來呈現(xiàn)，較之傳統(tǒng)教學，更能從差異性學習中了解不同施工工藝做法，提升裝飾構造設計的真實性。

2.進一步增強了課程教學實踐性應用

虛擬仿真技術能夠為學生提供逼真、生動的學習環(huán)境，便于將課程理論裝飾轉換為動手實踐實用技術，特別是從視聽觸覺等感官，讓學生從虛擬體驗中來親身經歷，感受裝飾構造知識的交互性、應用性。在教學成本上，虛擬仿真可以避免傳統(tǒng)場地實踐教學中對設施、設備、材料等條件的限制，且可以從虛擬實驗中對不同材料的特性進行反復操作，而無需承擔設備維修、折舊、材料損耗等費用，為裝飾構造實踐教學節(jié)約了大量成本。在風險規(guī)避上，藉由虛擬仿真環(huán)境來進行操作實踐，可以避免真實施工現(xiàn)場可能帶來的工具使用不當?shù)娜松韨︼L險。比如人造石、天然石的特性差異，我們可以通過虛擬仿真實驗直接來完成，而無需進行真實切割，避免粉塵、噪音等對人體健康的影響。虛擬仿真技術打破教學時空局限，可以從虛擬環(huán)境下來觀察各類裝飾構造材料及設計工藝方法。比如對于傳統(tǒng)一個裝飾工程，在實操環(huán)節(jié)可能耗時幾個月，但利用虛擬仿真環(huán)境，可以在一節(jié)課內完成整個構造及施工過程。

3.進一步增強了學科領域知識的前沿性

從虛擬仿真技術中，可以走出設備、工具、材料局限，利用軟件來生成不同的教學設備，由此來促進學生沉浸于交互性學習氛圍中，更真實、全面的了解裝飾構造設計的不同內容。比如在玻璃裝飾仿真教學中，對于玻璃材質及應用領域較廣，如玻璃家具、玻璃幕墻、彩繪玻璃、隔熱玻璃、特種玻璃、空心玻璃磚、槽型玻璃等等材料，還有一些陶瓷玻璃、憎水玻璃、LED玻璃等新型材料，這些新材料也為裝飾構造設計提供了更多新穎化選擇。

4.進一步增強了學生對裝飾構造設計的創(chuàng)新性

從學科專業(yè)發(fā)展及實踐教學目標來看，建筑裝飾構造設計需要學生能夠從設計思路上組織和使用材料，而虛擬仿真環(huán)境，可以讓學生快速掌握和應用新的裝飾方案，來構筑不同的設計效果。比如在傳統(tǒng)裝飾構造設計前，需要結合房屋結構、外形等進行準確、細致的量化，加之不同設計圖紙方案的選擇、對比，需要歷經長期實踐來完成。而對于虛擬仿真環(huán)境下的裝飾設計，學生可以根據(jù)自己的構思來“虛擬”房屋空間，并從不同要素的組合、搭配、選擇、應用中來觀察設計效果，大大提升設計效率。

二、虛擬仿真技術在《建筑裝飾構造設計》中的教學應用

虛擬仿真技術利用浸入感、互動性、想象性學習模式，突破單一多媒體教學中的局限性，讓學生主動參與到課程教學實踐中，來利用虛擬環(huán)境完成對建筑裝飾部位、裝飾構造、工藝設計流程等內容的全面認知和學習，提升了學生的參與熱情，也讓教學實效性更突出。

1.虛擬仿真讓裝飾構造過程更具體、更可視

從建筑裝飾構造設計教學內容來看，由于課程涵蓋的知識點多且分散，在進行實踐教學時，學生難以有效完成對相關知識點的可視整合和應用。比如對于室內裝飾中的各個構造節(jié)點的教學，如何從多層次、多視角上來進行宏觀、微觀展示，讓課程知識化抽象為具體，化虛為實。借助于虛擬仿真技術，通過軟件教學模型等來仿真真實學習材料，讓學生從視覺、觸覺等感知中來進行對比、辨析。比如在虛擬的室內裝飾工程環(huán)境下，教師帶領學生對室內空間任何一個構造節(jié)點，通過相關配套模型的組合與展示，讓課堂教學更加生動、真實。再如，對于構造課程中輕鋼龍骨吊裝與吊頂設計，由于不同金屬龍骨類型繁多，在結構設計上相對復雜，學生難以通過實物來認知，語言講解又難以講明。虛擬仿真環(huán)境下可以從不同角度來觀察輕鋼龍骨的結構特點，并允許學生自己進行親手演練操作，來完成不同吊裝過程與吊頂節(jié)點的設計，幫助學生掌握相關知識與技能。

2.虛擬仿真讓教學資源得到最大化統(tǒng)合和應用

《建筑裝飾構造設計》學科技術含量高，各類施工工藝、方法實踐性強、新穎性突出。在平時的實踐教學中，因課時、場地、教學資源的局限，很多實操內容無法進行有效操練，基本上以動畫演示、實地錄像觀看為主。虛擬仿真技術可以實現(xiàn)計算機仿真實踐環(huán)境，來對不同構造設計進行模擬，解決了教學資源不足，降低了教學成本，也讓學生能夠從構造實驗中體會到設計的真諦。比如利用虛擬仿真技術來構造各類墻面裝飾效果，地面裝飾效果、頂棚裝飾效果、門窗裝飾效果等等，而無需考慮真實的場地空間、材料等內容，讓學生足不出戶就能夠完成對不同裝飾面及結構的學習與實踐，增強對構造設計的深度認知。

3.虛擬仿真讓實習基地實習更安全、更有效

實習環(huán)節(jié)是《建筑裝飾構造設計》課程的重要內容，利用實地實習教學，可以讓學生從真實環(huán)境中來了解學科發(fā)展及特點。但對于實地實習，耗時、耗力，還存在諸多安全隱患。因此，在實習基地學習中，多采用播放施工視頻方式，未能讓學生從實踐參與中來感知教學。利用虛擬仿真技術，可以改變實習基地學習模式，特別是通過構建虛擬的實訓室、實訓基地，讓學生能夠結合實踐學習目標和任務，進行全面的實訓。比如對各裝飾構造面節(jié)點的銜接及施工，對新材料、新工藝的操作與處理，對于不理想的虛擬設計效果進行反復修改和實踐訓練。比如墻面軟包設計中，需要對各材料的用量進行準確計算，這些材料在使用后將無法再次利用。但對于虛擬仿真實訓基地，可以在虛擬現(xiàn)實下，開展防潮、防腐、防火工藝處理，而無需擔心材料費、誤操作帶來的資源浪費，提升了實訓教學質量。

三、結語

虛擬仿真技術作為《建筑裝飾構造設計》課程輔助教學工具，其通過近于真實的學習環(huán)境，擴寬了學生對學科知識、學科技能的學習視野，特別是在沉浸式學習、多維交互性操作實踐中，更能夠發(fā)揮虛擬仿真的軟件優(yōu)勢，突破教學難點、重點，讓學生快速提升構造設計水平，增強創(chuàng)新實踐能力。

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課題名稱：基于虛擬現(xiàn)實技術的《建筑裝飾構造設計》多媒體課件的開發(fā)與應用

課題編號：JXJG-14-45-9