段平艷

摘要：針對目前室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀，探討虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用。通過調(diào)查與分析室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的問題，歸納虛擬現(xiàn)實及虛擬教學(xué)的特征，提出了室內(nèi)設(shè)計專業(yè)虛擬教學(xué)的具體方法和實踐流程。虛擬教學(xué)是提高室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)質(zhì)量的有效手段，能實質(zhì)性的解決教學(xué)中的重難點問題。最后，指出了“虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）+增強(qiáng)現(xiàn)實技術(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)計專業(yè)教學(xué)的必然趨勢。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù) 虛擬教學(xué) 室內(nèi)設(shè)計專業(yè) 教學(xué)改革 研究

中圖分類號：JO 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2019）03-0106-03

引言

當(dāng)前，我國室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的發(fā)展水平較為落后，教學(xué)質(zhì)量低，設(shè)計人才的培養(yǎng)不能滿足社會的需求，需要大力加強(qiáng)改革，推進(jìn)室內(nèi)設(shè)計教育的進(jìn)步。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛應(yīng)用，室內(nèi)設(shè)計教育教學(xué)的方式也受到了影響。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸性、多感知性、交互性的特點，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)與室內(nèi)設(shè)計專業(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，推動室內(nèi)設(shè)計教育的發(fā)展。

一、室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)現(xiàn)狀分析

教育是推動室內(nèi)設(shè)計發(fā)展的前提，但目前我國的室內(nèi)設(shè)計教育發(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，嚴(yán)重陰礙了優(yōu)秀設(shè)計人才的培養(yǎng)。教學(xué)方式還停留在死記硬背理論知識和應(yīng)付于考試，模仿已有的設(shè)計圖紙已成為了當(dāng)今設(shè)計教育的主要趨勢，學(xué)生缺乏創(chuàng)新與動手能力，設(shè)計作品與實際脫節(jié)，學(xué)生不能獨(dú)立完成整個設(shè)計方案及實施等問題突出。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)下，筆者通過對我國多所環(huán)境藝術(shù)設(shè)計類專業(yè)院校進(jìn)行了相關(guān)調(diào)研，分別對虛擬現(xiàn)實教學(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，以十分制為評價標(biāo)準(zhǔn)，將回收的有效問卷按等量分為10組，并統(tǒng)計問卷結(jié)果（如表1、2）。經(jīng)過對比與分析得出，虛擬現(xiàn)實教學(xué)高于傳統(tǒng)教學(xué)質(zhì)量，并表示對虛擬教學(xué)的滿意度較高，而室內(nèi)設(shè)計是環(huán)境藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的一部分。因此，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中是有意義的。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)與虛擬教學(xué)的概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)興起于20世紀(jì)70年代，發(fā)源于美國，是一種多元化的信息整合技術(shù)，包含計算機(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，人們能夠通過視、聽、觸、嗅的方式進(jìn)行各類交互式體驗[3]（如圖1），已被廣泛應(yīng)用于各個領(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)是推動教育事業(yè)發(fā)展的一種教學(xué)手段。而在國外的教育事業(yè)中，虛擬教學(xué)已取得了較大的成果。如美國東卡羅琳那大學(xué)的虛擬教育實驗室、牛津大學(xué)的化學(xué)虛擬實驗室等。近年來，我國教育界也對虛擬現(xiàn)實技術(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)的虛擬仿真實驗、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，但在我國教育教學(xué)中還未普及，需要積極推進(jìn)和應(yīng)用。同時，我國政府也大力支持，如習(xí)近平在十九大報告中明確指出虛擬現(xiàn)實技術(shù)為主的信息化教學(xué)將成為新時代教學(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)計教學(xué)中是設(shè)計專業(yè)發(fā)展的前途。

三、“虛擬現(xiàn)實”背景下的室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)改革內(nèi)容

（一）室內(nèi)設(shè)計專業(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)實技術(shù)作為教學(xué)手段，解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的重難點問題，形成虛擬與現(xiàn)實有機(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)實教學(xué)是對當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計教學(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)計的理論知識和相關(guān)要求，以及設(shè)計軟件的學(xué)習(xí)。在掌握基本的設(shè)計技能和理論后，可以運(yùn)用虛擬教學(xué)手段幫助學(xué)生理解和消化知識并獲得相應(yīng)的實踐，如照明效果的設(shè)計，需要虛擬教學(xué)環(huán)境幫助學(xué)生體驗到燈光的顏色、亮度大小及給人帶來的生理和心理感受，然后完善設(shè)計方案以及照明設(shè)計實施等環(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]。它是對現(xiàn)實生活中真實教學(xué)環(huán)境的模擬，并且讓人具有身入其境的真實感，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)計知識，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)計等。以某室內(nèi)空間設(shè)計實訓(xùn)課為例，在傳統(tǒng)的室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中，學(xué)校無法提供完整的項目實訓(xùn)環(huán)節(jié)，學(xué)生不能真正到設(shè)計工地去動手學(xué)習(xí)和體驗，通常只能以教師運(yùn)用多媒體的教學(xué)手段學(xué)習(xí)技能操作和實踐方面的知識，而虛擬教學(xué)環(huán)境可以幫助學(xué)生完成設(shè)計實踐的學(xué)習(xí)，如現(xiàn)場勘察與測量、設(shè)計效果感受、虛擬施工等，能夠更好地掌握室內(nèi)空間設(shè)計的相關(guān)知識。

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;另一方面，是指利用虛擬教學(xué)平臺，促進(jìn)師生之間的合作學(xué)習(xí)與交流，是激發(fā)學(xué)生主動獲得知識的有效途徑。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)生主動學(xué)習(xí)，并且與教師和同學(xué)之間頻繁互動。如家具設(shè)計課程的教學(xué)，學(xué)生在接收教師布置的學(xué)習(xí)任務(wù)后，會主動去探索知識。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)計要求和構(gòu)造方法，并且體驗設(shè)計效果。在學(xué)習(xí)的過程中遇到困難時，能夠主動向教師求解，促進(jìn)師生之間的互動。

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)實技術(shù)創(chuàng)建的具有仿真性的數(shù)字資源，是對以往三維教學(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)計時，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，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)計的方法和要求。

5.教學(xué)評價虛擬化

教學(xué)評價評價化是指以虛擬現(xiàn)實平臺的方式對教學(xué)效果進(jìn)行評價，評價的主體、內(nèi)容、對象是非真實的，但評價的結(jié)果是客觀性的。如室內(nèi)設(shè)計實訓(xùn)課的評價，不再以以往的數(shù)據(jù)收集為依據(jù)，而是通過虛擬平臺的方式對教師的教學(xué)能力及學(xué)生的學(xué)習(xí)能力進(jìn)行評價，如虛擬學(xué)生作品、虛擬教師教學(xué)。

（二）室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)改革實踐與經(jīng)驗總結(jié)

1.推動虛擬教學(xué)環(huán)境智能化

虛擬教學(xué)環(huán)境除了能夠滿足真實情景化教學(xué)的功能外，還可以實現(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、智能評價、智能輔導(dǎo)等功能，如可以隨時記錄學(xué)生學(xué)習(xí)出勤率、作業(yè)完成情況以及分析學(xué)生對知識的掌握程度和學(xué)習(xí)過程中遇到的問題并加以指導(dǎo)，最后對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行智能化統(tǒng)計與測試，并通過遠(yuǎn)程化的方式反饋于教師，及分享學(xué)習(xí)經(jīng)驗與成果。其次，虛擬教學(xué)智能化可以具有多種識別功能，如語音識別、動作與視角捕捉、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)動機(jī)，實現(xiàn)教學(xué)雙贏。

2.實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)與產(chǎn)教深度融合

在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)中，將虛擬現(xiàn)實技術(shù)深度融合于校企合作項目化教學(xué)中，能夠充分體現(xiàn)“教”、“學(xué)”、“練”、“做”一體化的自主構(gòu)建知識的教學(xué)模式，是一種堅持市場導(dǎo)向為原則的產(chǎn)教融合方式，主要以虛擬仿真情景化教學(xué)為主，融課前、課上與社會實踐為一體的教學(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)用計算機(jī)軟件創(chuàng)設(shè)虛擬教學(xué)環(huán)境，設(shè)計虛擬教學(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)實訓(xùn)基地為平臺進(jìn)行項目化教學(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)動的方式讓學(xué)生以小組合作的形式在虛擬場景中進(jìn)行戶型數(shù)據(jù)測量與勘察，了解戶型特點、掌握測量技巧和方法，獲得測量數(shù)據(jù)。依據(jù)戶型特點和客戶需求進(jìn)行分析，并確定設(shè)計任務(wù)。然后進(jìn)行方案設(shè)計與預(yù)算，繪制圖紙和效果制作，并運(yùn)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)創(chuàng)建虛擬場景，包括3D建模、導(dǎo)入VR虛擬設(shè)計平臺等，在虛擬場景創(chuàng)設(shè)完成后，學(xué)生可以通過虛擬設(shè)備進(jìn)入虛擬場景中，如手機(jī)、電腦、多媒體等，對自己的方案設(shè)計效果進(jìn)行體驗。其中，學(xué)生擔(dān)任設(shè)計師的角色，教師扮演客戶，并一起進(jìn)入虛擬場景中，一起探討設(shè)計效果并修改完善。在設(shè)計方案得到完善后，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，為了實現(xiàn)產(chǎn)教融合的教學(xué)效果，可以以虛擬平臺的方式實現(xiàn)無縫對接，VR虛擬項目與真實項目相結(jié)合。學(xué)生將設(shè)計好的方案以虛擬平臺的方式展現(xiàn)給設(shè)計公司和業(yè)主，由企業(yè)和業(yè)主評判最終設(shè)計效果，再將設(shè)計方案真正落實到實際項目中去。這樣可以有效地鍛煉學(xué)生的崗位職業(yè)適應(yīng)能力、動手能力以及協(xié)創(chuàng)新能力，為培養(yǎng)崗位實用性人才做好鋪墊。

虛擬現(xiàn)實教學(xué)成果雖然已經(jīng)占有了一定的市場，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)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的步伐，希望政府和社會給予大力支持和幫助。

四、室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)的發(fā)展趨勢與構(gòu)想

時代和科技的進(jìn)步，推動教育的進(jìn)步。室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的教學(xué)應(yīng)該也要跟上時代的步伐。室內(nèi)設(shè)計教學(xué)的改革不是一朝一夕的事，未來的室內(nèi)設(shè)計教學(xué)將會呈現(xiàn)新的教學(xué)方式。如將增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（AR）與虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）緊密結(jié)合，解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中實體操作困難等問題。增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）是對虛擬現(xiàn)實（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)只能體驗和感知，不能真正實體接觸的缺陷，學(xué)生可以真實地動手去完成每一個實體設(shè)計方案。此外，室內(nèi)設(shè)計專業(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)計教學(xué)資源體系，即使花費(fèi)大量的時間和精力構(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)計教學(xué)中的應(yīng)用也將是必然趨勢。未來我國的室內(nèi)設(shè)計教學(xué)將會把虛擬現(xiàn)實技術(shù)與人工智能和大數(shù)據(jù)化技術(shù)相結(jié)合，形成具有自動化完善知識和更新數(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，提供個性化的學(xué)習(xí)需求。在室內(nèi)設(shè)計實訓(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)計資源，而且選擇性不被約束?？傊诓痪玫膶?，室內(nèi)設(shè)計專業(yè)的教學(xué)將會形成虛擬化實體教學(xué)模式，且具有智能化的教學(xué)手段，實質(zhì)性地解決室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的重難點問題。

五、結(jié)語

當(dāng)前室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中存在的問題較為突出，教學(xué)質(zhì)量低，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的廣泛應(yīng)用及在教育中取得的好成績，說明了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在室內(nèi)設(shè)計專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用是有意義的，且教育教學(xué)手段的改革勢在必行。在教學(xué)改革中應(yīng)該將科技時代的特點相結(jié)合，如虛擬化的教學(xué)資源、虛擬化的教學(xué)評價、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)計教育的發(fā)展，如在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)上結(jié)合增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)（AR）在室內(nèi)設(shè)計教學(xué)中的應(yīng)用，會更加有利于學(xué)生掌握室內(nèi)設(shè)計的技能與知識，而且在智能化的時代里，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，是推動我國室內(nèi)設(shè)計教育大發(fā)展的希望。

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