環(huán)境設計專業(yè)教學虛擬仿真技術應用

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【摘要】隨著我國教育事業(yè)的不斷發(fā)展，以及信息技術的迅速崛起，信息化技術逐漸被廣泛應用于應用型本科院校的教學當中。虛擬仿真技術作為當前較為新穎的技術手段之一，具有操作簡便、模型設計效果更為直觀等特點，將虛擬仿真技術與環(huán)境設計專業(yè)教學所融合，創(chuàng)建虛擬仿真實踐教學體系在環(huán)境設計專業(yè)教學中可發(fā)揮出現代化的教育革新、提高學生學習能力及興趣、適應社會發(fā)展的需求等特點。應用型本科院校可通過設立虛擬仿真實踐選修課、多軟件聯(lián)合教學、引進成本跟蹤分析系統(tǒng)以及建立并完善虛擬仿真實踐教學中心等方式建設出一個健全的模擬仿真實踐教學體系，對于培養(yǎng)出更具實踐性的高水平環(huán)境設計人才具有重要意義。

【關鍵詞】產教融合；環(huán)境設計專業(yè)；虛擬仿真教學體系

產教融合指的是高等院校在應用型人才培養(yǎng)目標下，根據學校中所設專業(yè)，積極開辦專業(yè)產業(yè)，將產業(yè)和教學緊密的結合在一起，兩者相互支持，相互促進，將學校創(chuàng)辦成一個集人才培養(yǎng)、科學研究、科技服務為一體的辦學模式，在“產”、“教”的深度合作下，相互依存，并實現資源共享，最終達到產業(yè)與教育共同、協(xié)調發(fā)展的目的[1]。在我國大力推進產教融合的情況下，各類型應用型本科院校、職業(yè)類院校響應國家號召，積極開展產教融合，其對于提高辦學質量、提高經濟效益具有重要意義。環(huán)境設計專業(yè)主要是為我國建筑設計、室內設計、公共藝術設計及園林景觀設計等行業(yè)培養(yǎng)專業(yè)人才的專業(yè)，傳統(tǒng)環(huán)境設計教學過于抽象，設計圖也是以二維圖紙為主，其不僅會降低學生的學習興趣，同時學生也無法更加有效的接受相關知識內容，從而降低學習質量，不利于學生今后的發(fā)展[2]。模擬仿真實踐教學作為當前較為熱門的教學模式之一，可將二維圖紙轉化成三維立體模型，不僅能夠激起學生的學習興趣，同時也可有效提高教學質量。本文給予產教融合，對模擬仿真實踐教學體系在環(huán)境設計專業(yè)中的優(yōu)勢進行探討，并對模擬仿真實踐教學體系的教學模式建設進行規(guī)劃。

一、模擬仿真實踐教學體系在環(huán)境設計專業(yè)中的優(yōu)勢

1.1現代化的教育革新

虛擬仿真教學作為較為新穎的教學模式，目前國內外已經有許多院校開展虛擬仿真教學模式，且也有了較為豐富的經驗[3]。利用虛擬現實技術（如VirtualReality，VR，IdeaVR，BuildingInformationModeling，BIM等軟件）實現沉浸式空間認知體驗，幫助學生在真實尺度下認知空間、感悟空間、優(yōu)化空間。利用虛擬技術建模是虛擬仿真教學的核心技術，是一種三維數字化制圖工具的集成，并通過相關數字構建出一個立體模型。在環(huán)境設計過程中，模型建立完成后，可根據階段性要求通過轉換平臺實時體驗，加入虛擬場景中，隨著環(huán)境設計教學和建模的不斷進行，學生可以對眾多環(huán)境設計對象的要素進行判斷，隨后學生可通過對判斷結果進行詳細分析，明確環(huán)境設計對象中的不足，學生便可根據這些不足通過相關技術軟件對環(huán)境設計對象加以改進，從而大幅度提高設計水平[4]。

1.2提高學生學習能力及興趣

相比傳統(tǒng)的二維圖像設計教學，虛擬仿真教學技術將教學設計以全虛擬化3D效果展現出來，隨后通過對現場考察以及對現場環(huán)境的分析，整合各種信息，構建出一個符合所有需求的三維模型，例如：教師可在教學過程中，通過衛(wèi)星地圖將某一地區(qū)的平面圖截取出來，隨后通過虛擬技術以及其他相關技術將平面截圖直接轉換成三維立體模型，在匹配圖片建模的配合下，則可實現周圍模型精確、迅速的建立[5]。學校可配備虛擬仿真教學實驗室，利用虛擬仿真軟件，借助虛擬仿真材質庫和編輯工具在三維場景中模擬環(huán)境和人體尺度及活動范圍等，提高設計成果的仿真度。從而使得學生可在教師的帶領下進行身臨其境般的虛擬教學，教師和學生則可通過以上兩項技術對模型的每一個位置進行觀察，學生便可以在教師的指導下完成空間布局規(guī)劃和立面分析，這種教學方式不僅能夠有效提高學生的學習興趣，激發(fā)學生的學習熱情，提高學生對模型觀察的積極性，保證學生能夠從多個方面對模型設計進行思考分析，確保學生能夠對其作出明確的判斷，幫助學生在虛擬現實空間中體驗空間與人的關系，激發(fā)學生學習興趣，獲得實際的收納空間設計能力，達到優(yōu)化設計的目標。另外，良好的教學氣氛可提高教學質量，從而達到提高學生效率、提高學生整體設計能力的目的[6]。

1.3適應社會發(fā)展的需求

環(huán)境設計專業(yè)的項目設計是一個復雜、漫長的過程，項目設計過程不僅需要消耗過多的時間，需要更多的人員參與，同時還需要涉及較多的學科。相比傳統(tǒng)二維圖像設計，虛擬仿真實踐教學中的虛擬技術具有更高的科技水平，能夠為環(huán)境設計提供更加廣闊的發(fā)展空間。學生在學習環(huán)境設計的過程中，學生僅需要一臺設備便可隨時隨地的對設計方案進行優(yōu)化與調整，從而進一步加快了環(huán)境設計的進度，同時學生也可對設計的過程及效果進行實時觀察，使得學生能夠及時發(fā)現問題，并作出及時有效的改進[7]。隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)二維圖像設計已無法滿足當前的設計需求，虛擬仿真實踐教學的開展，一方面，應用型本科院校可根據當今社會發(fā)展需求，為社會培養(yǎng)出技術水平更高的環(huán)境設計人才，從而促進我國環(huán)境設計的發(fā)展，另一方面，在產教融合的發(fā)展過程中，應用型本科院校學生可在校內直接參與環(huán)境設計的工作實習，且實習強度可與常規(guī)設計企業(yè)達到一致，從而可保證學生能夠有效提高自身設計能力，保證學生在畢業(yè)后能夠快速適應工作。

二、模擬仿真實踐教學體系的教學模式建設

2.1建立并完善虛擬仿真實踐教學中心

在學校的積極配合下，學校相關部門與環(huán)境設計專業(yè)教學組一同建立虛擬仿真實踐教學中心，根據當前環(huán)境設計的技術發(fā)展，選擇適合的虛擬仿真實踐教學設備，包括先進的大屏幕背投系統(tǒng)等硬件設施，以及各種相關的模擬、設計、分析等正版軟件設施，由專人負責教學中心中硬件設施及軟件設施的保養(yǎng)、維護與更新，從而確保教學過程中設施能夠正常運行，為虛擬仿真實踐教學的有序進行提供保障。并且在實踐教學過程中，及時發(fā)現當中存在的問題，并通過全面分析，找出引發(fā)問題的關鍵，最后通過會議研究提出具有建設性意義的改進措施，對虛擬仿真實踐教學中心進行全面完善[8]。

2.2設立模擬仿真實踐選修課

相比其他模型建立技術，虛擬仿真實踐教學中的BIM技術對環(huán)境設計專業(yè)學生的自身能力要求較高，部分自身能力較差的學生在學習相關技術時可能會出現學習效率低的現象，使得學生無法真正掌握技術要點。另外，虛擬仿真實踐教學本身就是協(xié)同的運行方式，其存在的意義便是在學生能夠獲得基礎環(huán)境設計知識理論的基礎上，還能夠通過虛擬仿真實踐教學提升學生的技術水平。因此應用型本科院校可設立虛擬仿真實踐選修課，學生可根據自身能力與興趣選擇學習課程，同時教師也可利用互聯(lián)網建立線上虛擬仿真實踐教學交流平臺，學生不僅能夠在課堂中學習相關專業(yè)技術，學生也可以在網上實現學習心得的交流，使得學生能夠通過交流心得從中發(fā)現原本沒有領悟到的知識，從而實現自身技術能力的提升[9]。

2.3多軟件聯(lián)合教學

目前應用于環(huán)境設計教學中的軟件主要包括CAD、SketchUp、3DsMax、Photoshop等，實施虛擬仿真實踐教學后便可以BIM技術作為教學主線，將原有的教學軟件串聯(lián)起來，實現多軟件聯(lián)合教學，確保學生能夠同時掌握當前主流的環(huán)境設計軟件和技術。同時，在實施材料與施工、居住環(huán)境設計、商業(yè)環(huán)境規(guī)劃、景觀設計等專業(yè)課程的實踐教學時，可在實踐教學的過程中實施虛擬技術教學，從而將學生的主觀能動性充分調動起來，使學生能夠更加積極主動的參與并完成虛擬技術學習，從而達到提高學生二維、三維模型聯(lián)合應用能力的目的。

2.4引進成本跟蹤分析系統(tǒng)

在完善虛擬仿真實踐教學中心的基礎上，同時將成本跟蹤分析系統(tǒng)引進其中，并且還需要結合《設計成本規(guī)劃管理系統(tǒng)》[10]。教師可借助價值工程的相關原理，科學分析環(huán)境設計中的相關因素，并將各自變量、因變量及之間的關系找出，根據這些信息將正確的目標函數關系式列出，同時明確各個關系式之間的約束條件。此外，由教師建立線性規(guī)劃模型，通過對規(guī)劃模型進行求解，以此將最佳的設計參數計算出來。通過以上兩種方式的聯(lián)合使用，學生便可在科學的設計指導下，設計出一套藝術性、功能性、經濟性等完美統(tǒng)一的環(huán)境設計方案，實現環(huán)境設計專業(yè)學生自身能力的全面提升。

三、小結

在科學技術發(fā)展迅速的時代，虛擬仿真實踐教學體系不僅能夠幫助學生更加有效的學習環(huán)境設計的實踐操作，促進學生能力提高，同時也是順應我國環(huán)境設計的發(fā)展，為我國培養(yǎng)出高水準環(huán)境設計人才，對于促進我國環(huán)境設計的快速發(fā)展具有重要意義。

參考文獻

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作者：杜艷麗 單位：紹興文理學院元培學院