以情境体验为主导的环境设计专业虚拟仿真空间实践类课程设置研究

来源:用户上传      作者:余毅 张楠翔

　　摘 要：虚拟现实技术具有独特的全沉浸式和交互性特点，为创建教学情境提供了有力的支持，极大地改变了学生的学习方式。本文从环境设计专业的虚拟仿真技术运用研究出发，以情境体验为核心，构建情境重现、沉浸学习与体验学习的核心理论，帮助教学设置者更好地提升课程效率，实现深度学习的目标，并结合环境设计专业空间实践类别课程，注重体验与反思，结合实际提出情境体验课程设置的构建方法与策略，希望对教育运用研究者有借鉴意义。
　　关键词：情境体验;虚拟仿真技术;沉浸学习;体验学习
　　1 VR课程项目概况
　　近年来，虚拟仿真技术逐渐从实验室走出来，开始应用于各个教学领域。教育部提出建设五大“金课”的目标，包括线下“金课”、线上“金课”、线上线下混合式“金课”、虚拟仿真“金课”和社会实践“金课”。充分重视课堂教学这一主阵地，以“金课”的形式营造热烈的课堂教学氛围。通过合理运用现代信息技术手段，积极推进慕课建设与应用，开展基于慕课的线上线下混合式教学;积极建设虚拟仿真实验实训项目，开辟“智能+教育”新途径。可见，虚拟仿真实验教学必将成为助推高等教育教学质量飞跃提升的重要工具。
　　2 环境设计专业类型课程问题分析
　　2.1 缺乏深度学习手段
　　环境设计类课程自设置以来，经历了从传统手绘阶段到电脑绘制阶段的过程，21世纪电脑的普及，电脑绘制逐渐代替了传统手绘成为课程的主流。随之暴露的问题也越来越突出，无论是传统手绘还是电脑绘制，都摆脱不了处于浅层学习的阶段，学生无法全身心地将注意力投入课程，因此出现学习效率低下、浅层化等教育问题。
　　2.2 信息化学习方式需要改善
　　目前信息化学习方式以电脑屏幕的方式呈现，授课教师以多媒体屏幕作为授课媒介，学生通过电脑二维或三维图像的形式获取学习信息。这样的授课方式也暴露出一些问题。首先，图像展示属于静态图片形式，学生无法得到图片角度以外的信息;其次，虽然三维成像软件可以达到角度旋转、漫游，但是只能达到表层的表达，对于细节部分的展示目前还需要提升。因此，环境设计类课程体系中的结构与材料等细节部分的展示，不能充分地将其信息传递给学生之。学生中往往会出现两种情况，本身对专业感兴趣的学生可以根据推导、剖析得到信息并理解，而对本专业并没有特别大兴趣的学生会缺少对该知识的理解，渐渐对其专业失去兴趣。
　　2.3 缺乏学习案例场所体验感
　　对于环境设计专业的学生而言，空间与比例尺度的把握是非常重要的一项技能，往往高校以课程考察的形式组织学生外出，亲身体验实际的空间与尺度的关系，但此类课程相对较少，且时间紧张。对此，大部分课程以课程讲解的形式向学生传递知识，导致学生对场所的体验感不够熟悉，从而对空间、比例等知识要素缺乏一定程度的理解。因课程缺乏新鲜感，久而久之，学生将对课程本身产生乏味感，影响学习效率。
　　3 情境体验理论基础构建与分析
　　3.1 情境重现
　　情境重现属于情境体验中的重要环节，课程设计者依托虚拟现实技术构建多维感官体验式学习空间。学习者通过虚拟感官设备进入虚拟场景，以触感、视觉、听觉、嗅觉等感官形式近距离地感受空间。在学习准备阶段，课程设计者结合学习主题、学习者的学习兴趣以及学习目的，构建虚拟学习体验场景。学习者能够产生身临其境感，仿佛置身于空间之中，能够较为真实地思考空间问题，增强熟悉感。在该阶段，应着重考虑学习者的体验与反思，运用系统化的方法进行思考，课程设计者可以结合学习目标构建具有延展性与创新性的虚拟情境场景。情境场景可分为真实场景与创造性场景。真实场景以模拟真实为主，其目的是便于学习者可随时身临其境地体验、感受需要观察的真实场景，获取学习信息，沉浸于情境场景中。创造性场景根据学习需要，引导学习者对场景进行改造与创设，以游戏的形式触动各感官，获取信息，达到课程目的。学习者可以借助情境场景充分了解场景信息，真实模拟设计过程，避免设计教学与实施落地的脱节。
　　3.2 沉浸学习模式
　　在高校设计教学中，如何增加课堂学习兴趣点一直是教学领域研究的重点，而沉浸学习模式的首要目的在于挖掘与探索学生的兴趣点，及时反馈与分析问题，并随课程进度做出调整。沉浸学习模式包括“知觉—幻觉”模式，其特征表现为人们在虚拟交互学习中对外部的一种感知行为，即借助VR（虚拟现实）设备，通过想象，整合各种感官知觉，产生虚拟幻觉。经过研究发现，该模式能够变换“身体”，即通过角色互换的方式，使学习者进入模式，产生沉浸感。因此，适当运用沉浸学习模式中的“知觉—幻觉”模式能够使学习者对角色感知意识产生模糊的心理，进而打破隔阂，拉近教师与学生之间的距离，使学生在潜意识中产生平等交流的概念。
　　因此，在实际教学中，可以以角色参与的形式，将主导地位交给学习者，教师作为辅助起讲解作用，充分发挥学习者的想象力，增强代入感，实现沉浸学习的目的。
　　3.3 体验学习循环理论
　　体验学习循环理论可分为四步，即情境、交互、体验、反思。其核心是体验与反思，学习者通过情境构建，实现场所的初步界定。而情境属于静态场所，需以互动的形式将学习者带入场景，实现学习者的主动学习。体验属于互动的深入阶段，学习者通过与情境之间的深入互动，产生沉浸的行为。在此阶段，学习者观察、感知、探究，发现问题本质，激发学习兴趣，培养行为习惯和态度。反思阶段主要是对认知总和的反馈，主要包括学习过程、结果、环境与动机等多个内容。反思本质是引导学生深度挖掘问题，并深刻思考问题本质，探寻出科学的认知结论。虚拟现实技术提供的多感官刺激，可从多种途径产生知识与经验，以学习过程与学习成果之间的相关关系，促进学生深入学习。
　　4 空间实践类课程情境体验构建策略
　　4.1 以故事情境模式带入课程学习
　　针对空间实践类课程，可根据课程主题设置故事情境，通过虚拟仿真技术模拟故事场景，增强带入感。以古建筑文化遗产保护课程为例，模拟阆中古城贡院的室内场景，赋予两种故事形式。第一种方案是当前时间段的贡院空间，学习者以游客的身份代入场景;第二种方案是模拟清代科举时间段的贡院空间，学习者以考生的身份代入场景。对比两者，第二种方案能够更加真实地还原场所的故事，赋予学习者角色身份，使其以游戏互动的形式主动参与故事。学生在了解场所问题的同时，还能考虑场所的时间性，在互动中了解其文化背景。这种模式生动有趣，引导学生自主思考，有助于激发其学习积极性。
　　4.2 交互体验与沉浸漫游
　　环境设计专业的学习本质在于设计，而设计的本质在于服务大众，专业侧重点在于更好地为使用者考虑。因此，在环境设计专业课程设置中可着重提升交互体验的比重，通过虚拟仿真技术实现设计作品的再现，让学习者以使用者的身份与空间进行交互，其目的是使学习者能够更好地了解空间中的功能、尺度、用途以及材质的变换，探究方案设计与设计实际落地之间是否存在问题与隐患，培养学习者在设计阶段的考虑实际问题的意识与能力。其次，处于沉浸漫游的状态中，学习者身临其境，能够更方便地发现问题，且课程形式有趣，更易被学生接受。
　　4.3 学习反思与理解
　　在虚拟仿真课程设置中，教学设置者应强调学习者的主动性，重视对课程的理解与反思，即问题的反馈、模拟场景是否解决了课程问题。学习者处于虚拟感官场景中，应避免过于刺激的感官体验，以免产生负面影响。多采用反思机制，引导学生理解课程目的，考虑问题，不断完善课程，提升学生对课程的满意度。
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　　作者简介：余毅（1962—），四川人，教授，研究生导师，研究方向：环境设计。
　　张楠翔（1993—），福建人，硕士研究生，研究方向：环境设计。
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