李 艷 盧星瑤

（南京特殊教育師范學(xué)院,江蘇南京 210000）

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式的應(yīng)用研究背景

1.虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的概述

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)就是將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教學(xué)活動(dòng)中，從而突破了局限于課堂的教學(xué)環(huán)境和部分受限的實(shí)踐場(chǎng)所，充分突出信息技術(shù)優(yōu)勢(shì)，將各種教學(xué)要素集中在虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)上，學(xué)習(xí)者根據(jù)自身的知識(shí)、技能基礎(chǔ)，利用信息系統(tǒng)交互功能，自主調(diào)節(jié)虛擬實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的學(xué)習(xí)內(nèi)容，主動(dòng)地進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而獲取課程要求的知識(shí)與技能，達(dá)到課程相應(yīng)的教學(xué)目的。[1]

2.基于展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)建設(shè)思路

展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程涉及環(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)三個(gè)專(zhuān)業(yè)的知識(shí)體系和創(chuàng)意思維方法，是一門(mén)將特定的文化理念轉(zhuǎn)化成視覺(jué)信息傳達(dá)空間的規(guī)劃藝術(shù)，也是結(jié)合了創(chuàng)意思維與展示技術(shù)的綜合性、實(shí)踐性課程。其實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目以真實(shí)展示空間的參數(shù)為基礎(chǔ)，從基礎(chǔ)設(shè)計(jì)、空間塑造和虛擬仿真模型指向三個(gè)層次來(lái)構(gòu)建，融合項(xiàng)目教學(xué)法模擬實(shí)際展示空間場(chǎng)景，旨在通過(guò)虛擬的“身臨其境”的形式，使學(xué)生不受現(xiàn)實(shí)條件的限制，多視角地去進(jìn)行觀察和創(chuàng)作，對(duì)設(shè)計(jì)方案不斷驗(yàn)證、修改及評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)出空間合理、預(yù)算準(zhǔn)確、視覺(jué)美觀的設(shè)計(jì)作品，提升展示空間設(shè)計(jì)的科學(xué)性和視覺(jué)效果。

二、展示設(shè)計(jì)課程傳統(tǒng)教學(xué)中存在的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題

1.傳統(tǒng)的展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程存在理論學(xué)習(xí)抽象化，理論知識(shí)與實(shí)踐應(yīng)用脫節(jié)的現(xiàn)象

目前，展示設(shè)計(jì)課程教學(xué)主要采用理論講授、案例講解和學(xué)生練習(xí)的方式進(jìn)行。開(kāi)展實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)課程基本采用教師給定建筑空間的圖紙，學(xué)生根據(jù)任務(wù)書(shū)要求，通過(guò)三維建模來(lái)完成空間模擬。通過(guò)長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐，我們發(fā)現(xiàn)這種教學(xué)模式具有一定的局限性，主要表現(xiàn)學(xué)生無(wú)法站在體驗(yàn)的角度去感知空間的尺度、建筑的圍合關(guān)系、環(huán)境的氛圍等，其弊端就是設(shè)計(jì)方案在現(xiàn)實(shí)中存在很大偏差甚至無(wú)法正常實(shí)施。

2.通過(guò)校企合作不斷推動(dòng)展示設(shè)計(jì)教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)，但受客觀條件因素影響較大

展示設(shè)計(jì)課程中存在實(shí)驗(yàn)教學(xué)占比高，涉及展品多樣性強(qiáng)，學(xué)生實(shí)習(xí)成本高，施工操作存在諸多不安全因素。受到客觀條件的限制，設(shè)計(jì)成果往往無(wú)法真實(shí)建造，學(xué)生難以感知設(shè)計(jì)效果。為此，許多院校開(kāi)始進(jìn)行項(xiàng)目化教學(xué)改革，通過(guò)校企合作讓學(xué)生參與到企業(yè)提供的實(shí)踐項(xiàng)目中。但是我們逐漸發(fā)現(xiàn)企業(yè)項(xiàng)目的實(shí)踐內(nèi)容和學(xué)校的需求有所偏差，時(shí)間上無(wú)法與教學(xué)安排同步，參加實(shí)踐人數(shù)也會(huì)受到一定限制，無(wú)法保證所有學(xué)生參與完整的設(shè)計(jì)過(guò)程，并及時(shí)驗(yàn)證設(shè)計(jì)結(jié)果。

3.傳統(tǒng)實(shí)踐教學(xué)方式更多依賴教師的教學(xué)水平和經(jīng)驗(yàn)，教學(xué)活動(dòng)隨意性比較大

一方面，許多年輕教師往往是畢業(yè)之后就直接進(jìn)入教學(xué)崗位，沒(méi)有實(shí)際設(shè)計(jì)的工作經(jīng)驗(yàn)，工程實(shí)踐能力比較薄弱。另一方面，在校期間教師工程培訓(xùn)的機(jī)會(huì)較少，缺乏專(zhuān)業(yè)技能提升的途徑，逐漸與現(xiàn)實(shí)需求脫鉤，授課過(guò)程中往往依賴以往的工作經(jīng)驗(yàn)且隨意性較大，教學(xué)效果千差萬(wàn)別。

4.展示設(shè)計(jì)課程教學(xué)評(píng)判模糊化，考核方法單一，考核結(jié)果主觀性明顯

目前，展示設(shè)計(jì)課程的考核成績(jī)主要由考勤情況、課堂練習(xí)以及設(shè)計(jì)大作業(yè)三部分構(gòu)成。這種傳統(tǒng)的評(píng)分機(jī)制不能全面地評(píng)價(jià)學(xué)生的個(gè)體學(xué)習(xí)成效，尤其是對(duì)于學(xué)生的理論知識(shí)的內(nèi)化能力、實(shí)踐應(yīng)用能力、知識(shí)綜合運(yùn)用能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、交叉學(xué)科的綜合素養(yǎng)能力以及設(shè)計(jì)類(lèi)學(xué)科的創(chuàng)新意識(shí)，都很難進(jìn)行系統(tǒng)的、客觀的評(píng)定。因此，課程的教學(xué)及反饋過(guò)程中就會(huì)出現(xiàn)考核內(nèi)容不全面、考核標(biāo)準(zhǔn)界定模糊、考試方式及結(jié)論不準(zhǔn)確的問(wèn)題，最終使我們的教學(xué)過(guò)程無(wú)法得到客觀地評(píng)估，學(xué)生的學(xué)習(xí)也不能形成科學(xué)的閉環(huán)。[2]

三、建設(shè)展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的原則

1.要與展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)特性的研究相結(jié)合

展示設(shè)計(jì)課程的教學(xué)不僅需要涵蓋藝術(shù)設(shè)計(jì)理論，還需要結(jié)合實(shí)踐項(xiàng)目的技術(shù)演示。因此，展示設(shè)計(jì)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系的建設(shè)必須結(jié)合展示藝術(shù)理論與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的特性，著眼藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)學(xué)生創(chuàng)新思維的培養(yǎng)、整合多學(xué)科交叉的教學(xué)資源，建設(shè)具有超前性、實(shí)用性的課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目

2.要與展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)實(shí)踐課程結(jié)構(gòu)設(shè)置相結(jié)合

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建必須建立在展示設(shè)計(jì)核心課程基礎(chǔ)上，緊扣課程中實(shí)驗(yàn)性、設(shè)計(jì)性、綜合性項(xiàng)目的實(shí)踐要求及流程設(shè)置，探討實(shí)現(xiàn)“仿真教學(xué)”的可視化呈現(xiàn)，通過(guò)對(duì)仿真項(xiàng)目中的直觀體驗(yàn)進(jìn)行設(shè)計(jì)反饋，利用體驗(yàn)反饋結(jié)果對(duì)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行再驗(yàn)證、再調(diào)整，使得操作具備過(guò)程性記錄以及反饋評(píng)價(jià)機(jī)制。

3.要與高校教師的教學(xué)改革相結(jié)合

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系構(gòu)建需發(fā)揮智能化、網(wǎng)絡(luò)化、數(shù)字化的虛擬仿真技術(shù)優(yōu)勢(shì)，在項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)中構(gòu)建問(wèn)題探究式、任務(wù)驅(qū)動(dòng)式、項(xiàng)目自助式、團(tuán)隊(duì)合作式、互動(dòng)交流式的教學(xué)方法，改變傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法和模式，重新建立科學(xué)高效的實(shí)驗(yàn)教學(xué)形態(tài)，引導(dǎo)學(xué)生積極參與實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)中，將教師從過(guò)程性教學(xué)指導(dǎo)活動(dòng)中釋放出來(lái)，突出教學(xué)中以學(xué)生為中心，促進(jìn)其個(gè)性化發(fā)展為目標(biāo)。[3]

4.要與學(xué)生學(xué)習(xí)方式研究相結(jié)合

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系中實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目、資源庫(kù)等的構(gòu)建，必須滿足學(xué)生探究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的多樣化需求，能夠幫助學(xué)生理解并內(nèi)化專(zhuān)業(yè)知識(shí)。同時(shí)，利用項(xiàng)目中虛擬仿真技術(shù)的沉浸感、智能性、空間感、交互性等諸多特征，有效啟發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，提升學(xué)生的主觀學(xué)習(xí)能動(dòng)性，最終推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的策略形成。[4]

四、展示設(shè)計(jì)課程虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的構(gòu)建

在展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程特性的研究基礎(chǔ)上構(gòu)建“以虛仿實(shí)，以實(shí)為基”的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系，通過(guò)線上與線下、講授與研討、虛與實(shí)的有效融合，打造以學(xué)生為中心，以課程內(nèi)容為導(dǎo)向的實(shí)驗(yàn)課堂，其實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的建設(shè)包含實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景搭設(shè)、實(shí)驗(yàn)角色設(shè)定、實(shí)驗(yàn)?zāi)K構(gòu)建、實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建、開(kāi)放教育平臺(tái)資源建設(shè)五大模塊。

實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景搭設(shè)——項(xiàng)目?jī)?nèi)容要完整飽滿，交互維度多且效果逼真，盡可能創(chuàng)建和模擬科學(xué)真實(shí)的沉浸場(chǎng)景。其場(chǎng)景設(shè)定具體可分為普通模式和情景模式兩種，教師和學(xué)生通過(guò)普通模式登錄賬號(hào)后自主開(kāi)課，如在線分發(fā)學(xué)習(xí)資料、設(shè)置不同的權(quán)限遠(yuǎn)程開(kāi)展直播、課程錄制等常規(guī)教學(xué)活動(dòng)。也可以通過(guò)情境模式，實(shí)現(xiàn)情境化互動(dòng)的教學(xué)創(chuàng)新，教師和學(xué)生可以在虛擬場(chǎng)景下進(jìn)行交流與互動(dòng)，教師還可以根據(jù)教學(xué)需要和學(xué)科特色切換不同的教學(xué)情景，學(xué)生可自由探索，由此增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)感。系統(tǒng)還應(yīng)該支持外部媒體課程資源的導(dǎo)入，老師在課堂可以直接管理資料傳輸，設(shè)置使用權(quán)限，控制教學(xué)運(yùn)行的節(jié)奏。

實(shí)驗(yàn)角色設(shè)定——這里實(shí)驗(yàn)使用角色有靈活性，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中具備一定的選擇權(quán)和自由度，在此基礎(chǔ)上學(xué)生可以在師生之間、小組之間甚至同學(xué)之間具備操作向?qū)б约跋嗷ヂ?lián)系的權(quán)限，并且支持學(xué)生針對(duì)本實(shí)驗(yàn)進(jìn)行線上交流、溝通、評(píng)價(jià)，由此體現(xiàn)學(xué)生在這種教學(xué)模式過(guò)程中的主體地位，利用現(xiàn)代信息技術(shù)來(lái)提升學(xué)生在專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域探索的極大興趣。在具體展示設(shè)計(jì)項(xiàng)目的操作過(guò)程中，學(xué)生和老師作為不同的角色設(shè)定進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)情景中，開(kāi)展遠(yuǎn)程多人協(xié)同，教師也可以組織分組訓(xùn)練，扮演不同的工作角色，共同完成實(shí)操任務(wù)，或者小組PK等多種形式的演練。

實(shí)驗(yàn)?zāi)K構(gòu)建——通過(guò)展示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K的設(shè)定，實(shí)現(xiàn)將傳統(tǒng)線下實(shí)驗(yàn)搬到平臺(tái)中，在構(gòu)建的過(guò)程中必須根據(jù)課程中相應(yīng)的核心知識(shí)點(diǎn)來(lái)對(duì)應(yīng)其技能操作訓(xùn)練，在每一個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K中規(guī)定其任務(wù)量、操作順序、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)、完成時(shí)間、操作次數(shù)和觀察指標(biāo)等等。

展示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一般設(shè)四個(gè)主要層級(jí)。第一層包含課前預(yù)習(xí)、項(xiàng)目分析、綜合設(shè)計(jì)、成果實(shí)踐和報(bào)告生成等部分；第二層主要包括展示設(shè)計(jì)理論知識(shí)體系、項(xiàng)目任務(wù)書(shū)分析、周邊環(huán)境調(diào)研、現(xiàn)場(chǎng)模擬測(cè)繪、基地平面規(guī)劃、人流動(dòng)線設(shè)計(jì)、項(xiàng)目細(xì)部設(shè)計(jì)、成本造價(jià)預(yù)算、三維場(chǎng)景模擬、用戶漫游體驗(yàn)、工程圖紙生成、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)、招投標(biāo)文本模擬等多個(gè)不同任務(wù)的模塊；第三、第四層是對(duì)第二層的深入性展開(kāi)，共計(jì)13+12個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟（如文末圖1）。

課前預(yù)習(xí)模塊讓學(xué)生熟知本實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及的理論知識(shí)和規(guī)范要求，了解項(xiàng)目任務(wù)書(shū)的細(xì)節(jié)，保證項(xiàng)目開(kāi)始之前詳細(xì)了解實(shí)驗(yàn)的重難點(diǎn)；項(xiàng)目分析模塊讓學(xué)生通過(guò)虛擬場(chǎng)景的體驗(yàn)感受項(xiàng)目周邊的環(huán)境因素，進(jìn)行實(shí)地模擬測(cè)繪，了解基地的層高、尺度、空間感；綜合設(shè)計(jì)模塊主要是讓學(xué)生按照常規(guī)展示設(shè)計(jì)的圖紙繪制流程進(jìn)行平面規(guī)劃優(yōu)化功能分區(qū)、控制活動(dòng)空間占比、從方案擴(kuò)初到細(xì)部設(shè)計(jì)，最后根據(jù)施工的圖紙及材料的選用生產(chǎn)項(xiàng)目預(yù)算，讓學(xué)生了解方案設(shè)計(jì)到項(xiàng)目生成造價(jià)的誤差等信息，盡可能為學(xué)生設(shè)計(jì)的方案提供足夠的試錯(cuò)空間；成果模擬模塊是讓學(xué)生感受二維圖紙到三維空間的轉(zhuǎn)換，生成各個(gè)子空間及整體項(xiàng)目的虛擬場(chǎng)景，通過(guò)使用人群的體驗(yàn)感、參觀流線的設(shè)置、子空間的劃分、主體材質(zhì)的選取、展示陳設(shè)設(shè)計(jì)、展示交互設(shè)計(jì)、空間色彩的設(shè)計(jì)、燈光的控制等因素，進(jìn)一步驗(yàn)證方案設(shè)計(jì)的合理性。生成報(bào)告模塊在前面實(shí)驗(yàn)?zāi)K不斷反饋、驗(yàn)證、修改、完善后生成終稿，結(jié)合項(xiàng)目設(shè)計(jì)報(bào)告的撰寫(xiě)訓(xùn)練、模擬招投標(biāo)等最終完成實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，以上所有模塊學(xué)生可以通過(guò)瀏覽器即可訪問(wèn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，通過(guò)手機(jī)終端觀看，按照設(shè)定步驟完成實(shí)驗(yàn)的全過(guò)程。

實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)系統(tǒng)構(gòu)建——應(yīng)根據(jù)各個(gè)學(xué)校藝術(shù)設(shè)計(jì)類(lèi)人才培養(yǎng)方案以及不同專(zhuān)業(yè)方向的課程需求，出臺(tái)評(píng)價(jià)教師教學(xué)效果的細(xì)則，同時(shí)也要對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中的過(guò)程性操作進(jìn)行真實(shí)客觀的反饋，必要時(shí)可以提供相對(duì)應(yīng)的激勵(lì)和懲罰機(jī)制。課程中每一個(gè)實(shí)驗(yàn)操作都應(yīng)獨(dú)立形成自主評(píng)價(jià)、小組互評(píng)、教師評(píng)估、專(zhuān)家評(píng)估以及行業(yè)規(guī)范評(píng)估，對(duì)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)過(guò)程從主觀和客觀兩個(gè)方面進(jìn)行綜合評(píng)定，注重研究性的實(shí)驗(yàn)記錄等，同時(shí)對(duì)于課程中理論知識(shí)可以采取試卷分類(lèi)管理模塊、試題庫(kù)管理模塊以及理論知識(shí)考試管理模塊進(jìn)行統(tǒng)籌管理，考核時(shí)采用在線導(dǎo)入試題，全部試題可以隨機(jī)組成不同試卷，教師也能夠在平臺(tái)按需自行組合試卷，形成“課前預(yù)習(xí)+課后延伸”“理論知識(shí)+實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)”的全流程管控。

教學(xué)平臺(tái)資源建設(shè)——教學(xué)平臺(tái)上的資源的共享程度，很大程度上也確保了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的在線運(yùn)行，拓展了學(xué)生的開(kāi)放式自主學(xué)習(xí)的深度及廣度。在其構(gòu)建過(guò)程中，一方面我們可以利用已經(jīng)建設(shè)完成的國(guó)家級(jí)虛擬仿真項(xiàng)目中的資源，如美術(shù)資源庫(kù)中的場(chǎng)景資源、環(huán)境與特效資源、模型庫(kù)資源等，最大程度地實(shí)現(xiàn)資源共享；另一方面，教師根據(jù)教學(xué)思路和教學(xué)側(cè)重點(diǎn)靈活制作課件，根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況適時(shí)修改教學(xué)內(nèi)容，定制開(kāi)發(fā)不同課程項(xiàng)目的個(gè)性化學(xué)科教學(xué)資源，如實(shí)驗(yàn)界面風(fēng)格、實(shí)驗(yàn)指南、知識(shí)點(diǎn)綁定、實(shí)驗(yàn)?zāi)秸n、標(biāo)準(zhǔn)化圖紙等，逐步實(shí)現(xiàn)零代碼的自主開(kāi)發(fā)，更加有效地積累展示設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)素材和課程資源，逐漸解決過(guò)度依賴技術(shù)公司的現(xiàn)狀；還可以將學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練、學(xué)科專(zhuān)業(yè)競(jìng)賽以及行業(yè)技術(shù)動(dòng)態(tài)等信息資源嵌入平臺(tái)，強(qiáng)化資源兼容性，進(jìn)一步加強(qiáng)與各類(lèi)管理平臺(tái)的對(duì)接，拓展資源開(kāi)放的程度和共享方式。

研究總結(jié)

在信息技術(shù)的背景下，在提倡教學(xué)模式、授課方式、教學(xué)主體以及學(xué)時(shí)學(xué)分構(gòu)成等綜合性教學(xué)改革的契機(jī)下，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的形式引入展示設(shè)計(jì)傳統(tǒng)課程，推動(dòng)展示設(shè)計(jì)類(lèi)基礎(chǔ)課程、主干課程、拓展課程、職業(yè)素養(yǎng)課程以及雙創(chuàng)課程的科學(xué)整合，提升教師信息化授課能力，優(yōu)化專(zhuān)業(yè)教學(xué)的內(nèi)容及形式，推廣開(kāi)放式自主學(xué)習(xí)的模式，才能促進(jìn)學(xué)生綜合技能提升，真正實(shí)現(xiàn)本展示設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)人才創(chuàng)新能力的培養(yǎng)目標(biāo)。[5]