基于虛擬現實技術的室內設計教學創新策略探析

唐樂天，彭 玥，羅爽爽

（湖南工業大學， 湖南 株洲 412007）

室內設計是一門藝術設計理論與實踐技能相結合的專業， 其內容覆蓋藝術、 技術、 視覺及心理等多個方面知識， 對學生三維空間能力有很高的要求。 然而， 很多院校室內設計教學多以平面視角進行授課， 如傳統視頻可見教學、 平面布局圖教學、PPT 教學及動畫效果圖教學等， 此類平面視圖的教學方式很難體現室內設計方案細節， 無法滿足學生室內三維空間的建構與直觀性設計需求， 更難以有效提升學生的專業能力及學科素養。 虛擬現實技術是利用計算機傳感技術與數字處理技術等生成與現實場景最大程度相似的虛擬場景， 系統利用感覺、視覺、 語音辨別系統及虛擬背景生成器、 VR 設備等實現三維立體成像， 在人的主觀意識渲染下營造互動性場景體驗、 沉浸式情感交流、 多感知無縫銜接與未知內容構想[1]。 在室內設計教學中， 虛擬現實技術可通過模擬真實的室內設計場景， 將三維空間展現在學生面前， 帶來真切的感官體驗與設計指導， 有效彌補了傳統平面視圖教學方式的弊端。 因此， 有必要基于虛擬現實技術探索室內設計教學的創新策略， 為深化室內設計教學改革提供支持。

1 虛擬現實技術在室內設計教學領域的應用價值

1.1 全息模擬課堂設計， 營造逼真教學環境

虛擬現實技術可模擬人眼的視覺體驗， 使人們感受橫縱360°的沉浸式體驗， 全息化、 立體式的觀察進一步放大了虛擬環境的感官刺激， 幫助教師模擬課堂設計。 對于室內設計教學而言， 傳統教學受場地及材料限制， 很難高效開展實踐教學， 而在SketchUp、 3Dmax、 Unity3D 等虛擬現實平臺的支持下， 教師可通過構建虛擬教學場景， 讓學生在接近現實的仿真訓練環境中反復實踐學習， 不僅解決了場地、 耗材的限制， 還幫助學生建構起直觀的知識體系， 促進其能力提升[2]。

1.2 深度挖掘課堂興趣， 實現優質資源共享

針對傳統的室內設計教學機械乏味， 學生學習興趣不高等情況， 虛擬現實技術也提供了解決方案， 其利用自身獨特的沉浸性， 通過建構虛擬教學環境， 不僅使身處其中的學生感知到強烈的現實感， 還引導其自由地延伸想象空間， 這無疑極大地激發了學生的學習興趣。 不僅如此， 虛擬現實技術打破了時空限制， 提供大量優質資料的共享服務，學生可依據學習所需隨時隨地瀏覽知識點， 完成自主學習、 具象展示與互動， 實現空間造型能力與創造性思維的提升。

1.3 契合室內設計方向， 滿足教學實踐需要

室內設計是一門實踐性極強的學科， 教學目標也是緊跟市場需求， 為了提高室內設計教學質量，需要加大實踐比重， 注重培養學生的動手能力， 但傳統教學因條件有限， 難以提供完整的項目實訓環節， 即使運用三維軟件繪制室內效果圖， 也擺脫不了二維扁平化的平面視角， 而虛擬現實技術支持多個虛擬施工場景的構建， 不僅能夠滿足不同的教學任務， 還提供復雜建筑結構及家具比例的清晰呈現， 幫助學生通過虛擬化場景體驗項目實踐的全過程， 提高專業實踐能力[3]。

2 現階段室內設計教學面臨的主要問題

2.1 資源缺乏， 教學內容滯后

長期以來， 很多院校都秉承著“ 以就業為導向” 的基本原則， 但教學實踐中， 室內設計教學距離這一原則仍有不小的差距， 這一方面體現在教學資源缺乏， 教學內容沒有與時俱進， 與崗位需求不匹配， 一本教材沿用多年， 學生在課堂上很難接受到前沿設計案例、 全新設計思想及方法； 另一方面體現在設計任務與教學實際不符， 存在案例設計陳舊或過于理想化的情況， 這種教條式的實踐不僅沒有精準對接市場需求， 還滯后于行業發展， 使得很多專業知識尚未用上就已經落后于市場， 不利于學生就業競爭力的提升[4]。

2.2 互動缺乏， 教學模式傳統

室內設計教學具有信息量大、 專業術語多等特點， 對于學生而言， 要想完成從迅速理解到熟練運用難度較大， 而傳統教學多以教材文本為主導， 以多媒體課件為輔助， 且多媒體課件多為二維圖片或圖像信息來展示室內空間， 這使得學生難以切身參與室內設計過程， 只能憑想象建構設計模型與方案， 難以理解空間感、 體積感和室內色彩搭配之間的關系。 不僅如此， 既有教學仍多沿襲的是教師為主體的單向灌輸式教學模式， 加上重講述輕互動，重理論輕實踐， 致使學生無法及時反饋疑難困惑，久而久之易產生厭學心理[5]。

2.3 條件限制， 脫離實踐應用

設計源于生活， 生活產生設計。 作為與實際生活密切聯系的學科專業， 室內設計教學需要緊密聯系生活， 從生活中取材， 為生活服務， 然而， 既有教學方式仍停留在死記硬背理論知識與應付考試方面， 模仿既有設計圖紙已然成為設計教育的主要趨勢， 學生缺乏創新能力， 設計作品與生活脫節， 加上很多院校既有教學條件無法滿足室內設計實踐教學所需， 導致學生只能“ 紙上談兵”， 缺乏空間環境感與體積感的代入， 只能臨摹式的設計流程， 缺乏把控環境與空間的能力， 對于裝修材料的運用以及工藝美學等層面的專業知識也知之甚少， 很難獨立完成整個設計方案及實施。

2.4 評價失真， 教學師資薄弱

教學評價是以教學目標為依據， 制定科學的標準， 運用有效的技術手段對教學活動過程及結果進行衡量與價值判斷的過程， 通常而言， 評價需要通過測量來收集資料， 但測量并不等同于評價， 評價也不僅僅是對結果的衡量。 然而， 既有室內設計教學評價方式相對單一， 多以考試或作業為依據進行結果評價， 不僅無法真實、 全面地反映學生學習效果， 也難以發揮學生優勢， 影響其學習積極性。 此外， 很多院校存在師生比例失衡問題， 學生多老師少， 導致教師任務繁重， 加上教師隊伍整體素質不高， 極大地影響了室內設計教學質量[6]。

3 基于虛擬現實技術的室內設計教學創新策略

3.1 三維資源共享， 教學內容場景化

針對資源缺乏、 教學內容滯后等情況， 關鍵是要推進三維資源共建共享， 實現教學內容的場景化。 具體而言， 一方面， 要積極運用虛擬現實技術創建具有仿真性的三維數字資源， 并以視覺交互、數字化方式推進教學資源的共建共享， 滿足線上與線下遠程教學需求。 如在室內陳設設計教學過程中， 針對學生難以精準把握陳設尺度、 大小、 形態及效果等情況， 教師可利用虛擬資源引領學生感知室內家具陳設的尺度與空間關系、 色彩要求等， 全面掌握陳設設計的具體要求及有效方法； 另一方面， 教師要以虛擬現實技術為支持， 將設計制圖、三維建模、 場景渲染、 漫游設計等納入課程教學內容中， 根據從易到難逐漸遞進的方式劃分教學內容， 包括室內教具、 房屋建筑構成、 臥室、 衛生間、 廚房、 一居室、 四居室乃至一棟高層建筑等，通過逐層遞進使不同學習水平的學生都能實現能力提升， 還要根據重難點知識內容創建高沉浸度三維漫游場景， 以此為指導逐一引領學生體驗知識， 加深其對重難點知識的認識與理解， 提高教學效果[7]。

3.2 創新教學模式， 教學過程交互化

為了解決互動缺乏、 教學模式傳統等問題， 教師要利用虛擬現實技術創新教學思路， 探索體驗式、 獨立式、 多人協作式等多元教學模式， 通過教學過程交互化幫助學生完成知識內化與遷移。 一方面， 教師要將虛擬與現實有機結合， 既要利用虛擬教學彌補傳統教學的短板與不足， 又要結合課堂面對面講授提高室內設計教學深度。 以軟裝設計為例， 教師要以企業真實任務為驅動， 運用虛擬現實技術將各環節知識點的內在聯系以直觀的虛擬模型展示出來， 幫助學生分析設計要點、 把控家具設計比例， 同時配合線下情境創設、 分組協作、 頭腦風暴等教學方法， 使學生理解設計各部分、 各類材料的特點、 家具陳設品的科學比例等， 以此全面把握知識要點， 完成知識建構； 另一方面， 要注重加強教學過程的互動， 包括虛擬教學環境與學生之間的人機互動， 基于虛擬平臺的師生、 生生間的合作學習與互動交流， 如通過在虛擬場景中導入陳設品尺寸錯誤等問題， 引導學生分組討論軟裝陳設品的比例及常見家具尺寸， 使之在深度互動中習得新知[8]。

3.3 創設智能環境， 實踐教學沉浸化

針對條件限制所導致的教學過程脫離實踐應用等問題， 關鍵是完善教學軟硬件設施， 推進虛擬實驗室建設， 創設交互性的智能仿真教學環境， 實現實踐教學的沉浸化。 一方面， 各大院校要將虛擬現實技術與室內設計實驗室建設的模型、 支撐、 聯動與應用等內容銜接起來， 結合商用軟件與硬件平臺建立開放共享的虛擬實驗室， 支持教師開展遠程指導互動式教學， 并為學生開展體驗式與協作式實踐實訓提供平臺。 例如， 針對傳統室內設計實踐教學無法提供完整的項目實訓環節， 可利用虛擬實驗室支持學生完成設計實踐學習， 通過接近于真實現場的勘察與測量、 設計效果感受、 虛擬施工等， 使學生提高實踐能力； 另一方面， 要將虛擬現實技術深度融入校企合作項目教學中， 通過虛擬項目與真實項目的有機結合， 充分體現教、 學、 練、 做一體化教學， 在市場導向與情境教學配合下， 建構課前、課堂與社會實踐于一體的教學架構， 實現產教的深度融合[9]。

3.4 虛實評價結合， 師資建設專業化

為了解決評價失真、 教學師資薄弱的問題， 各院校要采用虛擬現實等先進技術， 將評價貫穿室內設計教學的全過程， 實現虛擬與現實評價、 過程與結果評價的有機結合， 并推動師資建設專業化發展。 一方面， 要利用虛擬現實等技術， 對室內設計全過程進行智能監控、 智能評價、 智能輔導， 隨時記錄學生的出勤率、 作業完成情況、 課堂表現情況、 線上學習情況、 知識掌握情況等， 并利用虛擬平臺對學生學習成果進行智能化統計與測試， 及時反饋給教師， 作為評價的科學依據， 同時要將學生線下課堂學習中表現出的創意設計思維、 勞動品質、 工匠精神等納入考評體系， 提高評價的全面性與科學性； 另一方面， 要加強師資隊伍建設， 定期組織教師參加國培及企業掛職鍛煉， 既要使之緊跟行業發展要求， 提高其專業素質能力， 又要提高其虛擬現實技術使用操作及實踐動手能力， 確保虛擬現實教學的有效實施， 還要積極引入行業精英與企業技術骨干能手等緊缺人才來校兼職， 彌補師資實踐性的不足[10]。

4 結束語

綜上所述， 科技的發展與應用推動教育的進步， 針對室內設計教學現狀及存在的突出問題， 亟需緊跟時代步伐， 以技術賦能教學改革。 虛擬現實技術具有典型的沉浸性、 交互性、 構想性特征， 在政策與資本持續利好的背景下， 虛擬現實技術在包括室內設計教學在內的教育領域的應用前景可謂一片大好。 值得注意的是， 利用虛擬現實技術構建虛擬教學環境不僅需要耗費大量的財力、 物力與人力， 還需要人工智能、 大數據、 物聯網等多類技術的支持方可提供智能化數據更新與知識完善功能，繼而解決室內設計教學中的重難點問題， 滿足學生個性化學習需求， 但既有軟硬件教學設施、 教學資源、 師資力量等遠未滿足基于虛擬現實技術的室內設計教學改革要求， 因此， 關于相關內容的理論研究與實踐探索仍有待進一步深入。