協同育人視角下虛擬現實技術在環(huán)境設計專業(yè)中的運用

◆許晶晶（ 南京曉莊學院 ）

虛擬現實技術是指用計算機產生一種可對參與者直接施加視覺、聽覺和觸覺感受，并允許其交互地觀察和操作的虛擬世界的技術。通過現實世界與虛擬世界的無縫融合，從而產生新的空間，實現了物理對象和數字對象的共存以及實時的自然交互，增強用戶體驗的真實感。2019年發(fā)布的《地平線報告（高等教育版）》指出：“虛擬現實是未來促進高等教育發(fā)展的技術之一，并在2-3年實現初步應用，它的關鍵特征互動性，賦予了學習和評估巨大的潛力，學習者可以通過虛擬對象的體驗來構建新的認知。”對于環(huán)境設計專業(yè)而言，虛擬現實技術具有廣泛的應用價值。它能夠在三維視景營造真實的視聽和觸覺體驗，為設計實踐教學提供新的觀看方法和新的輸入方法，將多重方法相互結合，有助于實現環(huán)境設計的動態(tài)性和交互性設計，通過立體視覺顯示技術與環(huán)境建模技術直觀地進行室內、景觀和建筑設計。

1.虛擬現實技術在環(huán)境設計領域的發(fā)展趨勢

2017年，國家發(fā)展和改革委員會在印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》中指出，支持不同層次學校共建智慧校園，綜合運用互聯網、大數據、人工智能、虛擬現實等技術，探索未來教育教學的新模式。對于環(huán)境設計專業(yè)來說，超強沉浸感和實時交互性正是虛擬現實技術應用于藝術設計教育中最大的優(yōu)勢所在，它將設計成果以虛擬技術的形式進行了最大化的呈現。真實空間所帶來的體驗感，可以滿足眾多設計行業(yè)對于設計結果的想象，并在設計實踐中完成效果展示。與此同時，虛擬現實技術與環(huán)境設計相融合的教學方式，大大提高了學生參與的積極性，并在此教學過程中有效地促進了學生對問題的發(fā)現和解決，對綜合創(chuàng)新型人才的培養(yǎng)具有較大效果。今后，高校教學實踐應緊跟社會發(fā)展和市場需求，在教學中要強調傳統(tǒng)教學與社會性實踐相并重、專業(yè)實用性和社會服務性相結合，把握市場對專業(yè)人才的需求動向，使學生接觸、了解和掌握相關前沿技術，這是環(huán)境設計專業(yè)教學質量提升的關鍵，也是專業(yè)發(fā)展的必要條件。

2.協同育人視角下虛擬現實技術在環(huán)境設計實踐教學中的構建

2.1 產學合作協同育人的人才培養(yǎng)模式

采取自主學習和集體培訓相結合、創(chuàng)新訓練與科技競賽相結合、創(chuàng)業(yè)訓練與社會服務相結合的創(chuàng)新人才培養(yǎng)模式。通過與校外企業(yè)合作共建虛擬現實實驗室的方式，形成了集“創(chuàng)新訓練”“學科競賽”“創(chuàng)業(yè)訓練與實踐”和“服務社會”相結合的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)人才培養(yǎng)路徑。

2.2 虛擬現實技術和環(huán)境設計專業(yè)的課程融合

面向設計類專業(yè)制定集理論課程教學、實驗教學、畢業(yè)設計、企業(yè)實訓、項目團隊設計于一體的虛擬現實協同設計工作平臺。配備完善的課程體系和教學資源，教學資源包括來自實際企業(yè)的案例資源、軟件資源和師資實踐類培訓課程等。運用虛擬現實、人機交互、數據庫、多媒體以及網絡通訊等技術構建一個真實的虛擬現實實驗環(huán)境，學生可以在此環(huán)境下進行獨立、高效、安全和經濟的交互實驗，能更好地呈現藝術與技術相結合的設計作品，并有效傳遞設計作品表達的設計理念以及能夠及時對其進行有效的設計評價。

2.3 校企合作共建虛擬現實實訓基地

虛擬現實在環(huán)境設計實踐教學中的介入，給專業(yè)教學和科學研究提供了強有力的支持。通過校企合作，搭建完善的軟硬件平臺，能全景展示內外部環(huán)境，使設計者、工程人員、用戶能夠準確的理解設計意圖，并通過漫游觀察，感受不同空間、尺度和材料等設計要素，及時發(fā)現設計問題，實時修改設計方案，幫助學生將創(chuàng)新成果進行轉化。同時，鼓勵教師與校外合作企業(yè)積極開展與虛擬現實相關的應用研究、設計開發(fā)和咨詢服務等，提高學院社會服務的水平和能力，提升學院的行業(yè)影響力。基于校企合作的研究成果的先進性、適用性以及在人才培養(yǎng)中的可操作性，其取得的顯著成效可在校內外形成了良好的示范效應。

3.協同育人視角下虛擬現實技術在環(huán)境設計實踐教學中的實施

在新文科建設背景下，國內高等院校和藝術類院校對人才培養(yǎng)進行了改革，通過對教學模式的分析，以專業(yè)教學改革為出發(fā)點，充分融合學科問題導向和行業(yè)發(fā)展現狀，突破傳統(tǒng)育人思維，注重人才培養(yǎng)理念、模式和教學方法的創(chuàng)新，鼓勵多學科融合運用，建立產學研協同育人的專業(yè)教學模式。環(huán)境設計專業(yè)是一門集實踐性、應用性和市場性為一體的綜合性設計門類，專業(yè)人才培養(yǎng)建設要求學生具有較強的專業(yè)理論知識、設計能力和實踐能力，同時還要培養(yǎng)學生具有較好的創(chuàng)造性思維，因此是一門通過發(fā)現問題、分析問題到解決問題，以滿足使用者需求為導向的學科。《中國制造2025》提出數字化、網絡化、智能化是新一輪工業(yè)革命下設計的發(fā)展方向，探索在人工智能時代環(huán)境設計及專業(yè)教育如何與時俱進是教學改革研究的立足點，從環(huán)境設計教學目標、教學模式、教學過程、教學內容和教學評價方式等方面，探討協同育人視角下的環(huán)境設計專業(yè)人才培養(yǎng)模式。具體包括：

3.1 以創(chuàng)新數字人才培養(yǎng)為參考基準，打破學院間的專業(yè)界限，通過對師資隊伍、教學硬件等人才培養(yǎng)要素的系統(tǒng)整合，構建符合環(huán)境設計專業(yè)教學特點和教學目標相匹配的人才培養(yǎng)機制，培養(yǎng)具有豐富專業(yè)知識、適應現代設計發(fā)展、掌握最前沿實踐能力的綜合型藝術設計人才。

3.2 破除高校教育與企業(yè)人才需求壁壘，加強企業(yè)與高校之間的溝通和聯系，了解社會對設計人才的需求，讓學生有更多的機會接觸到現實的企業(yè)工作環(huán)境，以產學合作協同育人的人才培養(yǎng)模式推動環(huán)境設計專業(yè)向人工智能化方向發(fā)展，加快數字化和虛擬現實領域科技成果資源向高校的教學轉化，從而提升畢業(yè)生的職業(yè)適應性，為社會發(fā)展輸送高質量設計人才。

3.3 鼓勵師生運用新技術和新設備進行專業(yè)創(chuàng)新探究，提升師生藝術創(chuàng)作和科研創(chuàng)新能力。同時，積極籌建虛擬現實實驗室，通過虛擬現實設備的引進，推進學院教學設施和技術的更新換代，提升師生的技術和設備使用能力，為藝術類專業(yè)的創(chuàng)作和科研提供硬件支持，提升高校科研項目轉化率。

4.協同育人視角下虛擬現實技術在環(huán)境設計實踐教學中的意義

教育的目的是培養(yǎng)適應時代發(fā)展需要的新型人才，設計教育同樣也需要緊跟時代發(fā)展。虛擬現實技術在環(huán)境設計實踐教學中的意義，具體包括：

4.1 從設計教育的教學模式角度，通過MOOC和SPOC等網絡教學模式與線下教學實現翻轉課堂虛擬式教學模式，可快速與國際前沿設計思維對接，使設計教育模塊化、高效化，通過智能算法、大數據使學生需求精準化。

4.2 從設計教育的教學學情角度，由于設計教育具有很強的經驗傳授性和感性成分，改變原有以教師為核心的教學體系，構建為以學生為核心，幫助學生構建學習關系的自適應學習系統(tǒng)，根據學生的狀態(tài)、情緒、能力和已掌握知識等調整教學策略，從而保持學生的專注度與高效接受性，使設計教育個性化和精準化。

4.3 從設計教育的教學過程角度，運用虛擬現實技術、互聯網及智慧教室、智能教具等切入整個設計教學過程中，真實與虛擬的結合讓課堂變得簡單化、高效化、智能化和游戲化，有助于開發(fā)學生的創(chuàng)造力與想象力，提高學生的學習效率，使設計教育直觀化與可視化。

4.4從設計教育的教學評估方面，通過自動內容識別、圖像識別等系統(tǒng)，使藝術教學的評估與管理可控化，通過智能匹配和深度學習技術，使藝術教學的評分更為公平化、理性化；通過云存儲及云共享平臺服務，使藝術教學知識數字化、可量化。

結語

隨著科學技術的進步和創(chuàng)新，虛擬現實技術應運而生，其開放性、共享性和互動性使得設計教育模式發(fā)生了巨大的改變，在環(huán)境設計中的應用也越來越廣泛。虛擬現實技術具有鮮明的生動性和自主性，有助于豐富藝術創(chuàng)作手段，提高藝術創(chuàng)作過程的質量。虛擬現實教育在教學模式和教學設計上，強調教師和學生教學經驗的全面提升，從而促使教師和學生脫離傳統(tǒng)的教學理念和模式，達到事半功倍的教學效果。虛擬現實技術融入環(huán)境設計教學的方法極大地提高了學生的參與性，在教學過程中，有效地提升了學生發(fā)現問題、解決問題的能力，對于培養(yǎng)綜合創(chuàng)新型人才有很大成效。因此，虛擬現實技術在環(huán)境設計專業(yè)課程教學中具有潛在的應用價值和良好的現實意義。同時，產學合作協同育人能更好地使得教學內容與社會需求接軌，幫助學生較好地滿足社會需要和用人單位要求。