論建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)屬于一種現(xiàn)代化的技術(shù)，對人們?nèi)粘Ｉ畹亩鄠€(gè)方面產(chǎn)生了重大影響，而且被廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域。尤其為建筑設(shè)計(jì)行業(yè)與建筑設(shè)計(jì)教學(xué)帶來了重大變革，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在我國建筑設(shè)計(jì)教學(xué)領(lǐng)域中的運(yùn)用，推動(dòng)了教學(xué)方向、教師角色以及教學(xué)模式的改變，為建筑設(shè)計(jì)教學(xué)帶來了巨大生機(jī)與活力。本文在詳細(xì)探討當(dāng)前我國建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的主要問題的基礎(chǔ)上，提出了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中運(yùn)用的具體途徑。

隨著科學(xué)技術(shù)的迅速發(fā)展，計(jì)算機(jī)技術(shù)也隨之取得了重大進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也日趨完善。根據(jù)我國目前建筑工程領(lǐng)域的教學(xué)情況來看，科學(xué)合理的將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)教學(xué)之中，能夠最大程度的適應(yīng)當(dāng)前的教學(xué)情境與教學(xué)目標(biāo)的要求。同時(shí)，教師還可以化簡現(xiàn)實(shí)社會(huì)中過于繁雜的一些細(xì)節(jié)，最為關(guān)鍵的是，學(xué)生能夠體會(huì)到逼真的環(huán)境，并觀察到傳統(tǒng)教學(xué)方式難以觀測到的現(xiàn)象。所以，培養(yǎng)技術(shù)型、操作型的復(fù)合虛擬現(xiàn)實(shí)人才具有巨大的發(fā)展前景。因此，針對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用研究是十分必要的。

當(dāng)前我國建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中存在的主要問題

1.師生之間不能有效溝通

傳統(tǒng)的建筑設(shè)計(jì)教學(xué)，教師最為常用的教學(xué)方式就是運(yùn)用抽象的定義對建筑領(lǐng)域的豐富知識(shí)進(jìn)行表述，例如，通過立面圖、剖面圖以及平面圖等一些二維圖形，組成具有規(guī)定性的符號對三位立體建筑內(nèi)容進(jìn)行表示，運(yùn)用抽象性強(qiáng)的圖形與直觀性強(qiáng)的語言對建筑物的復(fù)雜場景進(jìn)行描述，以此方式傳達(dá)大量的、豐富的建筑物相關(guān)知識(shí)。然而，這種教學(xué)方式有一定的局限性，因?yàn)閷W(xué)生的理解力以及知識(shí)儲(chǔ)備等還十分有限，因此，教師通過抽象方式對教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行描述，往往會(huì)讓學(xué)生產(chǎn)生誤解或者完全不理解，這就使得師生之間很難進(jìn)行溝通與交流。

2.學(xué)生的主體地位不能突顯

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)的抽象性使得教師與學(xué)生之間的溝通存在著很大的障礙，學(xué)生在教學(xué)過程中的主體地位難以得到保證。而將學(xué)生真正的放置到一個(gè)虛擬的教學(xué)環(huán)境之中，使其能夠完全體會(huì)到建筑全部完工后的直觀感受，才能讓學(xué)生充分了解與掌握老師所講的內(nèi)容，激發(fā)學(xué)生在建筑設(shè)計(jì)方面的學(xué)習(xí)積極性與主動(dòng)性，才能夠逐步引導(dǎo)學(xué)生產(chǎn)生探究式學(xué)習(xí)的愿望與動(dòng)力，才能確保學(xué)生的教學(xué)主體地位。

3.創(chuàng)設(shè)建筑設(shè)計(jì)的情境工具缺乏

傳統(tǒng)建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中，教師是以二維或三維圖形向?qū)W生展示現(xiàn)實(shí)生活中建筑物的環(huán)境與功能的，此種教學(xué)模式的最大瓶頸問題就是缺乏相應(yīng)的建筑設(shè)計(jì)情景創(chuàng)設(shè)工具，無法讓學(xué)生對實(shí)際建筑的設(shè)計(jì)環(huán)境與要求等有著深入的認(rèn)識(shí)與理解，對一些術(shù)語或理論等沒有清晰的認(rèn)知，與教師的設(shè)計(jì)理念相差甚遠(yuǎn)。所以，在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)領(lǐng)域，教師急需一種能夠?qū)ㄖ榫尺M(jìn)行創(chuàng)設(shè)的工具， 從而解決課堂上學(xué)生的理解偏差問題等。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

1.展示立體空間

立體空間主要指存在于現(xiàn)實(shí)世界或存在于歷史中的真實(shí)空間。在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)過程中，教師有需要向?qū)W生們展示出這些立體空間，但是因?yàn)榻虒W(xué)條件的制約，無法讓學(xué)生真正的進(jìn)入到這些空間中，因此，只能通過教師的語言描繪激發(fā)廣大學(xué)生的豐富想象，讓學(xué)生在腦子中想象出一個(gè)虛擬的空間。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，不但能夠促進(jìn)學(xué)生在腦海中建立立體空間，而且能夠讓學(xué)生聽得見、看得見、摸得著。因此，虛擬情節(jié)的教學(xué)模式是不可替代的，更是對傳統(tǒng)教學(xué)模式的重大革新與挑戰(zhàn)。

2.構(gòu)造虛擬情境

虛擬情境主要指在社會(huì)現(xiàn)實(shí)中曾經(jīng)或者可能出現(xiàn)過的一些情境，通過虛擬現(xiàn)實(shí)手段在不同的地點(diǎn)或者時(shí)間展現(xiàn)出來。其具體應(yīng)用可以通過實(shí)例加以說明，比如，圓明園場景的虛擬，讓學(xué)生進(jìn)入到虛擬空間中，對園林中的亭子、樓閣、長廊、書齋等進(jìn)行游覽，館的建筑形態(tài)總共有十二種，然后再與教科書進(jìn)行對照，這樣就能夠使得教學(xué)效果最大化。另外，如果教學(xué)條件具備，運(yùn)用沉浸虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)則效果更好，即讓學(xué)生佩戴裝有顯示器的頭盔，這種體驗(yàn)更加的逼真，也更能深化學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容的理解與掌握。

3.開展教學(xué)實(shí)訓(xùn)

在目前諸多學(xué)校自身?xiàng)l件有限的情況下，部分教學(xué)實(shí)驗(yàn)是無法正常操作的，但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的VR技術(shù)，卻能夠有效地處理實(shí)驗(yàn)所需條件與效果這兩者之間的矛盾。同時(shí)，很多價(jià)格昂貴的教學(xué)器材也能夠用VR技術(shù)加以替代，即在計(jì)算機(jī)上構(gòu)建一個(gè)虛擬性的實(shí)驗(yàn)室，學(xué)生能夠通過多種途徑進(jìn)入到這個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)室，然后進(jìn)行逼真的儀器操作，實(shí)驗(yàn)結(jié)果還能夠及時(shí)的反饋給學(xué)生，讓學(xué)生了解自己操作的規(guī)范性與問題所在，從而更有利于學(xué)生學(xué)習(xí)效果的提升。另外，VR技術(shù)的應(yīng)用既不損耗器材，也不受外在條件的限制，還能夠重復(fù)性的操作，直至符合建筑設(shè)計(jì)的真正要求。尤其是其最大的優(yōu)點(diǎn)——絕對安全性，避免了因?qū)嶋H操作不當(dāng)而出現(xiàn)的各種事故的發(fā)生，能夠確保所有參與實(shí)驗(yàn)的學(xué)生都平安無事。

結(jié)語

隨著當(dāng)今計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正以日益增加的發(fā)展速度進(jìn)入到建筑設(shè)計(jì)的教學(xué)領(lǐng)域。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，使得學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)過程中有身臨其境之感，從根本上突破了傳統(tǒng)刻板的平面圖形、剖面圖形以及立面圖形的教學(xué)模式，使得建筑設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)入到了一個(gè)更為生動(dòng)直觀的層面。然而，因?yàn)閂R技術(shù)起步時(shí)間晚，因此，在技術(shù)應(yīng)用方面還存在著很多不成熟的問題，這也嚴(yán)重制約了建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的普及應(yīng)用。但是，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)系統(tǒng)的市場價(jià)格不斷下調(diào)，軟件的適用性不斷提升，這種全新的教學(xué)模式必將更為廣泛的應(yīng)用到教學(xué)之中。

（作者單位：廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院建筑工程系）

作者簡介：陳玉中（1975-），男，安徽界首人，廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院建筑工程系專職教師，研究方向?yàn)榄h(huán)境藝術(shù)設(shè)計(jì)、建筑裝飾等學(xué)科研究。