環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與實(shí)踐

邱鯉鯉 黃競(jìng)雄 饒金通 李淵

摘要：以數(shù)字技術(shù)為主導(dǎo)的技術(shù)革命知火如茶進(jìn)行，帶來(lái)建筑產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)，建筑教育相應(yīng)引入數(shù)字化、智能化新內(nèi)容，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)便是其中之一。目前建筑類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)涉及建筑功能與設(shè)計(jì)、歷史建筑認(rèn)知與保護(hù)、城市環(huán)境模擬與規(guī)劃方面，呼應(yīng)以建筑功能和空間設(shè)計(jì)為主線的國(guó)內(nèi)建筑學(xué)教學(xué)體系，而對(duì)環(huán)境行為、環(huán)境心理方面關(guān)注不足。在此背景下，運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，探索環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐。圍繞虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)必要性、實(shí)施方案、教學(xué)實(shí)踐三個(gè)問(wèn)題展開(kāi)論述，并對(duì)未來(lái)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)在建筑專業(yè)教學(xué)中構(gòu)建關(guān)聯(lián)性課程生態(tài)、推進(jìn)專業(yè)課的思政建設(shè)方面提出建議，以期對(duì)建筑學(xué)及相關(guān)專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目建設(shè)提供思路和經(jīng)驗(yàn)參考。

關(guān)鍵詞：虛擬仿真實(shí)驗(yàn);建筑教育;環(huán)境心理學(xué);行為分析

中圖分類號(hào)：TU024 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

文章編號(hào)：1001-9138-（2020）09-0056-63 收稿日期：2020-08-03

1 引言

近些年來(lái)，以數(shù)字技術(shù)為主導(dǎo)的技術(shù)革命如火如茶進(jìn)行，帶來(lái)整個(gè)建筑產(chǎn)業(yè)鏈的數(shù)字化升級(jí)，建筑教育在新的語(yǔ)境下?lián)?dāng)知識(shí)傳播和前沿探索的責(zé)任。數(shù)字化、智能化新技術(shù)為建筑教育帶來(lái)靈感，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)便是其中之一。2017年7月，《教育部辦公廳關(guān)于2017一2020年開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)的通知》（教高廳2017[4]號(hào)）決定在普通本科高等學(xué)校開(kāi)展示范性虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)工作，隨后，國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、國(guó)家虛擬仿真“金課”將建設(shè)工作進(jìn)一步深化和拓展。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)是一種新的教育生產(chǎn)力，將信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合，實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化作為高等教育系統(tǒng)性變革的內(nèi)生變量，助推高等教育教學(xué)質(zhì)量變軌超車，助力高等教育強(qiáng)國(guó)建設(shè)。

教育部在同濟(jì)大學(xué)、華南理工大學(xué)、浙江大學(xué)等高校開(kāi)始建設(shè)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，以此為推手開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的建設(shè)，如同濟(jì)大學(xué)的基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的傳統(tǒng)木構(gòu)認(rèn)知與建造實(shí)驗(yàn)、東南大學(xué)的參數(shù)化擬自然水景虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、天津大學(xué)的建筑遺產(chǎn)測(cè)繪基本技能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等。目前建筑類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目涉及建筑功能與設(shè)計(jì)、歷史建筑認(rèn)知與保護(hù)、城市環(huán)境模擬與規(guī)劃方向，多集中于建筑的形體、材料、建造、結(jié)構(gòu)的物質(zhì)本體，呼應(yīng)以建筑功能和空間設(shè)計(jì)為主線的國(guó)內(nèi)建筑學(xué)教學(xué)體系。然而，建筑是生活的載體，與人和社會(huì)關(guān)系密切，正如建筑學(xué)家童寯教授所言，建筑學(xué)必須講理，物理、倫理、生理、心理，而目前建筑專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)于環(huán)境行為、環(huán)境心理方面的關(guān)注不足?；诖?，以建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目為例，探索環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐，以期對(duì)建筑學(xué)及相關(guān)專業(yè)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目建設(shè)提供思路和經(jīng)驗(yàn)參考。

本文聚焦以下3個(gè)問(wèn)題：第一，為什么要運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，即實(shí)驗(yàn)的建設(shè)必要性;第二，如何運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行知識(shí)規(guī)律的教學(xué)，即實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案;第三，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的能否融入現(xiàn)有的教學(xué)模式，即實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐。下文以建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目為例加以回答（見(jiàn)圖1）。

2 環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)必要性

近幾年，以人工智能、虛擬現(xiàn)實(shí)、眼動(dòng)追蹤等為代表的新技術(shù)興起和多源城市新數(shù)據(jù)的產(chǎn)生，環(huán)境心理學(xué)教學(xué)面對(duì)新語(yǔ)境，應(yīng)即時(shí)引入新技術(shù)與新內(nèi)容，將傳統(tǒng)的理論教學(xué)和最先進(jìn)的技術(shù)方法有效融合，直觀化于案例教學(xué)中，保證教學(xué)的理論底蘊(yùn)、技術(shù)依托、實(shí)證支撐。課程圍繞“一個(gè)核心理論、一套技術(shù)方法、一個(gè)案例分析”進(jìn)行，一套理論即環(huán)境心理及人本設(shè)計(jì)理論，一套技術(shù)方法即圍繞回歸到虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵談起，“虛擬仿真”指利用計(jì)算機(jī)生成的虛擬系統(tǒng)模仿另一個(gè)真實(shí)系統(tǒng)，即通過(guò)虛擬世界與人的交互，反映真實(shí)世界。“實(shí)驗(yàn)”是指在可控條件下進(jìn)行的操作，以發(fā)現(xiàn)未知的科學(xué)規(guī)律或現(xiàn)象，或用于驗(yàn)證已知的知識(shí)規(guī)律。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)具備真實(shí)性、顯隱性、可控性，擴(kuò)展傳統(tǒng)課堂的維度，彌補(bǔ)傳統(tǒng)環(huán)境心理教學(xué)的不足。

首先，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制，解決傳統(tǒng)環(huán)境心理教學(xué)中調(diào)研實(shí)踐周期長(zhǎng)、教學(xué)成本大的問(wèn)題。環(huán)境心理學(xué)研究物質(zhì)環(huán)境、社會(huì)環(huán)境與行為之間的關(guān)系，多以真實(shí)環(huán)境為研究現(xiàn)場(chǎng)，具有顯著的實(shí)證性。而目前環(huán)境心理教學(xué)主要圍繞傳統(tǒng)課堂進(jìn)行，“紙上談兵”缺乏直觀性與實(shí)踐性，倘若頻繁地組織學(xué)生進(jìn)行調(diào)研、實(shí)踐，教學(xué)周期長(zhǎng)，教學(xué)成本大。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可真實(shí)還原現(xiàn)實(shí)情境，通過(guò)交互實(shí)時(shí)改變實(shí)驗(yàn)條件，模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境及其變化和人在環(huán)境中的認(rèn)知表征，學(xué)生可隨時(shí)隨地在線操作與自主學(xué)習(xí)，打破傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空限制。

其次，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的顯隱性，將真實(shí)環(huán)境中隱性的部分顯性化，解決環(huán)境心理學(xué)分析方法教學(xué)過(guò)于抽象，學(xué)生接受度不高的問(wèn)題。環(huán)境心理學(xué)采用跨學(xué)科的多元的研究方法，其中既包括定性研究，也包括定量研究，特別是定量方法中數(shù)理邏輯的抽象性，學(xué)生經(jīng)常采用生硬記憶，無(wú)法真正理解，如何將研究方法與實(shí)際研究問(wèn)題結(jié)合并靈活運(yùn)用是教學(xué)的一個(gè)難點(diǎn)。運(yùn)用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，可將模型方法的邏輯過(guò)程與結(jié)果，顯性化于具體的問(wèn)題情境中，增加學(xué)生的興趣度與接受度。

最后，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的可控性，通過(guò)模塊設(shè)計(jì)將環(huán)境心理與設(shè)計(jì)教學(xué)緊密結(jié)合，營(yíng)造關(guān)聯(lián)性學(xué)習(xí)的課程生態(tài)。建筑專業(yè)教學(xué)中，建筑設(shè)計(jì)是其主干核心，因此環(huán)境心理教學(xué)必須建立與設(shè)計(jì)課程聯(lián)結(jié)的有效路徑，而傳統(tǒng)獨(dú)立并行的課程安排，使環(huán)境心理學(xué)和建筑設(shè)計(jì)教學(xué)難以建立內(nèi)在結(jié)構(gòu)聯(lián)系，設(shè)計(jì)課程中面臨的特定問(wèn)題，無(wú)法即時(shí)進(jìn)行環(huán)境心理知識(shí)傳授和方法引導(dǎo)。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可以自主控制、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K，將環(huán)境心理課程知識(shí)點(diǎn)與建筑空間形式功能、空間操作交叉滲透，形式和內(nèi)容上保持和建筑設(shè)計(jì)的關(guān)聯(lián)，營(yíng)造關(guān)聯(lián)性學(xué)習(xí)的課程生態(tài)。

3 環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的實(shí)施方案

3.1 實(shí)驗(yàn)特色

建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)基于高階性、創(chuàng)新性和挑戰(zhàn)度的“金課”標(biāo)準(zhǔn)營(yíng)造特色。具體體現(xiàn)在：

其一，能力培養(yǎng)的高階性。實(shí)驗(yàn)不是簡(jiǎn)單的傳輸知識(shí)點(diǎn)和機(jī)械的說(shuō)教，而是通過(guò)生動(dòng)直觀的實(shí)驗(yàn)操作，培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)出發(fā)點(diǎn)根植人的需求的理念、對(duì)環(huán)境是否適合人的行為的辨識(shí)和評(píng)價(jià)能力、將環(huán)境心理知識(shí)應(yīng)用于建筑設(shè)計(jì)的實(shí)踐能力，體現(xiàn)了知識(shí)、能力、素質(zhì)多維融合的“高階性”。

其二，模塊設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性。實(shí)驗(yàn)立足于環(huán)境心理學(xué)的課程特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中將環(huán)境心理的知覺(jué)、行為等知識(shí)點(diǎn)與建筑設(shè)計(jì)的體驗(yàn)感知和空間操作交叉滲透，“創(chuàng)新性”提出實(shí)驗(yàn)?zāi)K設(shè)計(jì)。

其三，實(shí)驗(yàn)任務(wù)的挑戰(zhàn)度。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)，教師花時(shí)間和精力設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，除了工作增量，更要打破傳統(tǒng)教學(xué)的思維慣性，反復(fù)“打磨”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的科學(xué)性，學(xué)生也要有較多的學(xué)習(xí)時(shí)間和思考作保障，才能完成實(shí)驗(yàn)任務(wù)，對(duì)師生都形成很大的“挑戰(zhàn)度”。

其四，實(shí)驗(yàn)案例的選取，影響其內(nèi)涵與氣質(zhì)。2017年7月，鼓浪嶼成功申請(qǐng)世界文化遺產(chǎn)，習(xí)近平總書(shū)記作出重要指示“把老祖宗留下的文化遺產(chǎn)精心守護(hù)好，讓歷史文脈更好的傳承下去”。項(xiàng)目選取著名國(guó)保單位鼓浪嶼八卦樓為實(shí)驗(yàn)背景，八卦樓原為私人別墅，年久失修，1986年時(shí)任廈門市副市長(zhǎng)的習(xí)近平視察八卦樓并撥款整修，使其恢復(fù)生機(jī)，成為國(guó)內(nèi)唯一、世界最大的風(fēng)琴博物館。八卦樓十字平面分區(qū)基本對(duì)稱的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，方正規(guī)整的空間作為案例難度適中，符合教學(xué)需求。以八卦樓為案例，賦予實(shí)驗(yàn)兼具文化遺產(chǎn)保護(hù)和精神文明價(jià)值的雙重內(nèi)涵（見(jiàn)圖2）。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

建筑專業(yè)的環(huán)境心理學(xué)教學(xué)，歸根到底引領(lǐng)學(xué)生解決兩個(gè)基本問(wèn)題，一是人如何感知和使用空間，二是環(huán)境以何種方式、何種程度影響人的感知和行為，需要從物質(zhì)環(huán)境特征與人的感知、人的行為表現(xiàn)兩個(gè)方向展開(kāi)教學(xué)（見(jiàn)圖3），教學(xué)最終的落腳點(diǎn)是輔助設(shè)計(jì)實(shí)踐，提高設(shè)計(jì)人性化和精細(xì)化的正效應(yīng)。因此，實(shí)驗(yàn)遵循空間認(rèn)知——行為分析——空間設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)邏輯（見(jiàn)圖4），以學(xué)生為中心，學(xué)生是實(shí)驗(yàn)的“主角”，其角色既是“空間使用者”也是“空間設(shè)計(jì)者”。首先，學(xué)生作為空間使用者，進(jìn)行空間漫游、空間功能和形式的認(rèn)知;接著，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)從物理空間過(guò)渡到人的行為空間，學(xué)習(xí)行為的量化分析方法，思考空間特性與行為活動(dòng)的關(guān)聯(lián)，由使用者的視角慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)者的思維;最后，反哺于設(shè)計(jì)，學(xué)生完全轉(zhuǎn)變?yōu)樵O(shè)計(jì)者的視角，從空間和人的行為的關(guān)系出發(fā)，進(jìn)行空間設(shè)計(jì)。三個(gè)部分相互銜接，循序漸進(jìn)，空間認(rèn)知是基礎(chǔ)，行為分析是方法、空間設(shè)計(jì)是目的，學(xué)生完成基于空間知覺(jué)、行為分析、反哺設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，實(shí)現(xiàn)環(huán)境心理教學(xué)的規(guī)定知識(shí)點(diǎn)以及和設(shè)計(jì)教學(xué)的對(duì)位交融。

3.3 實(shí)驗(yàn)?zāi)K

如上所述，基于空間認(rèn)知——行為分析——空間設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)邏輯，相應(yīng)分為空間認(rèn)知、行為分析、空間設(shè)計(jì)三個(gè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K。實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)為4學(xué)時(shí)，其中空間認(rèn)知實(shí)驗(yàn)?zāi)K1學(xué)時(shí)，行為分析實(shí)驗(yàn)?zāi)K2學(xué)時(shí)，空間設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)?zāi)K1學(xué)時(shí)。

其一，空間認(rèn)知模塊。空間認(rèn)知模塊進(jìn)行知覺(jué)理論、空間認(rèn)知知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，以功能泡泡圖、九宮格的方式，讓學(xué)生用建筑的語(yǔ)言，有邏輯地表達(dá)對(duì)于空間功能、形式的認(rèn)知?？臻g認(rèn)知模塊分為3個(gè)部分，空間體驗(yàn)、功能泡泡圖、空間生成（見(jiàn)圖5）?？臻g體驗(yàn)部分進(jìn)入八卦樓三維模型，以虛擬漫游方式形成對(duì)八卦樓空間結(jié)構(gòu)的浸人式體驗(yàn);功能泡泡圖部分根據(jù)漫游記憶，進(jìn)行交互式操作，繪制八卦樓功能泡泡圖;空間生成部分通過(guò)空間限定的九宮格，完成空間的形式生成。

其二，行為分析模塊。行為分析模塊進(jìn)行空間對(duì)行為的影響、環(huán)境偏好的影響要素知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，運(yùn)用環(huán)境心理學(xué)中的量化分析方法，進(jìn)行空間特性和行為偏好分析，引導(dǎo)學(xué)生從科學(xué)計(jì)算的角度，分析空間質(zhì)量和使用者習(xí)慣，反思建成環(huán)境是否適合人的行為。行為分析模塊分為兩個(gè)部分，句法分析、偏好分析（見(jiàn)圖6）。句法分析部分，進(jìn)行八卦樓空間可達(dá)性、視域分析及人流模擬，學(xué)習(xí)空間屬性如何影響人流分布。行為分析部分，基于敘述性偏好法，進(jìn)行空間偏好選擇，后臺(tái)模型實(shí)時(shí)計(jì)算空間偏好要素權(quán)重，呈現(xiàn)環(huán)境偏好與影響要素關(guān)系。

其三，空間設(shè)計(jì)模塊。最后反哺于設(shè)計(jì)，在空間設(shè)計(jì)模塊中引導(dǎo)學(xué)生思考空間感知和行為分析等環(huán)境心理學(xué)知識(shí)，如何有效地運(yùn)用于空間設(shè)計(jì)?？臻g設(shè)計(jì)模塊與前面的空間認(rèn)知、行為分析模塊緊密銜接，掌握在行為模式主導(dǎo)下的空間設(shè)計(jì)方法，分為功能設(shè)計(jì)和布展設(shè)計(jì)兩個(gè)部分（見(jiàn)圖7）。功能設(shè)計(jì)部分，基于八卦樓底層空間，進(jìn)行空間聯(lián)通和休息空間設(shè)計(jì)，以期達(dá)到理想的功能與流線。布展設(shè)計(jì)部分，根據(jù)之前空間偏好要素權(quán)重，自主設(shè)計(jì)局部布展空間，以期達(dá)到理想滿意的空間狀態(tài)。

4 環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的教學(xué)實(shí)踐

建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目已投入教學(xué)使用，并申報(bào)國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目。實(shí)驗(yàn)于2019年下旬上線實(shí)驗(yàn)空間網(wǎng)站（見(jiàn)圖8），面向社會(huì)開(kāi)放，根據(jù)網(wǎng)站統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，截至2020年2月底，實(shí)驗(yàn)瀏覽量5352人，其中做實(shí)驗(yàn)人數(shù)617人，實(shí)驗(yàn)通過(guò)率91.9%，取得良好的社會(huì)效益。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目不僅是教學(xué)資源的建設(shè)，更是教育信息化背景下新的教學(xué)模式。因此，教學(xué)團(tuán)隊(duì)結(jié)合教學(xué)實(shí)踐，探索“虛擬仿真+翻轉(zhuǎn)課堂”線上線下混合教學(xué)模式（見(jiàn)圖9），翻轉(zhuǎn)傳統(tǒng)課堂的教學(xué)結(jié)構(gòu)，“先學(xué)后教”，實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式的逆序創(chuàng)新。“虛擬仿真+翻轉(zhuǎn)課堂”線上線下混合教學(xué)模式，主要包括課前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)、課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)、課后學(xué)習(xí)沙龍3個(gè)環(huán)節(jié)。課前虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)手冊(cè)和指導(dǎo)視頻為引導(dǎo)，學(xué)生課前進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，配套MOOC等相關(guān)參考資料進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)。課堂翻轉(zhuǎn)教學(xué)，課堂教師以學(xué)生為中心，學(xué)生陳述學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)成果，教師解答實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)，講解知識(shí)重點(diǎn)，突出知識(shí)點(diǎn)的意義和內(nèi)涵要旨，而后進(jìn)行主題討論。課后學(xué)習(xí)沙龍，教師線上答疑，結(jié)合線下項(xiàng)目實(shí)踐、專家講座加深知識(shí)的鞏固應(yīng)用。“虛擬仿真+翻轉(zhuǎn)課堂”線上線下混合教學(xué)模式激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)意識(shí)，使學(xué)生進(jìn)入運(yùn)用、分析、評(píng)價(jià)、創(chuàng)造等較高層次的學(xué)習(xí)過(guò)程（見(jiàn)圖10）。

“虛擬仿真+翻轉(zhuǎn)課堂”線上線下混合教學(xué)模式具有通用的可移植性。建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)已面向社會(huì)開(kāi)放，其他學(xué)校結(jié)合自身的特點(diǎn)，可以用，可以學(xué)，也可進(jìn)行本地化“改造”，運(yùn)用共享實(shí)驗(yàn)開(kāi)展線上線下混合教學(xué)模式，避免了資源重復(fù)建設(shè)的浪費(fèi)，探索虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的多樣化運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)真正“建起來(lái)用起來(lái)推廣開(kāi)”的良性效應(yīng)，也是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目向虛擬仿真“金課”轉(zhuǎn)化升級(jí)的關(guān)鍵。

5 結(jié)論與討論

順勢(shì)求變是建筑學(xué)學(xué)科發(fā)展的一個(gè)基本動(dòng)因，建筑教學(xué)模式和體系的改革則是建筑教育發(fā)展的必要條件。文章基于建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，探索環(huán)境心理學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目的設(shè)計(jì)與教學(xué)實(shí)踐，回答了虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)必要性、實(shí)施方案、教學(xué)實(shí)踐3個(gè)問(wèn)題，得到結(jié)論如下：

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的真實(shí)性，打破傳統(tǒng)課堂的時(shí)空限制，有效解決環(huán)境心理教學(xué)中調(diào)研實(shí)踐周期長(zhǎng)、教學(xué)成本大的問(wèn)題;虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的顯隱性，解決了環(huán)境心理學(xué)分析方法教學(xué)過(guò)于抽象接受度不高的問(wèn)題;虛擬仿真教學(xué)的可控性，通過(guò)模塊設(shè)計(jì)將環(huán)境心理與設(shè)計(jì)教學(xué)緊密結(jié)合，營(yíng)造關(guān)聯(lián)性學(xué)習(xí)的課程生態(tài)。這是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的必要性。

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)以“兩性一度”的“金課”標(biāo)準(zhǔn)為指導(dǎo)，營(yíng)造能力培養(yǎng)高階性、模塊設(shè)計(jì)創(chuàng)新性、實(shí)驗(yàn)任務(wù)挑戰(zhàn)度特色，以鼓浪嶼著名國(guó)保單位八卦樓為實(shí)驗(yàn)背景，設(shè)計(jì)空間認(rèn)知——行為分析——空間設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)邏輯，空間認(rèn)知是基礎(chǔ)，行為分析是方法、空間設(shè)計(jì)是目的，學(xué)生完成基于空間知覺(jué)、行為分析、反哺設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，既進(jìn)行環(huán)境心理知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，又與建筑設(shè)計(jì)交叉融合，實(shí)驗(yàn)方案實(shí)施具備科學(xué)性。

在這知識(shí)與信息爆炸的時(shí)代，知識(shí)生產(chǎn)的規(guī)模和傳播速度遠(yuǎn)非傳統(tǒng)課堂可以容納，基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)線上線下混合教學(xué)模式，通過(guò)開(kāi)放的教學(xué)模式，提供更多的學(xué)習(xí)空間與知識(shí)獲取途徑，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)自己的興趣點(diǎn)構(gòu)建研究型、探索性的學(xué)習(xí)過(guò)程，保持學(xué)生的自我發(fā)展空間，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)實(shí)踐的“逆序創(chuàng)新”。

進(jìn)而，從建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的建設(shè)經(jīng)驗(yàn)擴(kuò)展開(kāi)來(lái)，談一談關(guān)于建筑專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)未來(lái)建設(shè)的一些思考。

建筑教育具有建筑學(xué)科所具有的寬泛性，以實(shí)體和空間塑造的建筑設(shè)計(jì)為核心，兼具物質(zhì)載體和精神價(jià)值考量的建筑理論、建造理論和物理性能考量的建筑技術(shù)，而傳統(tǒng)以知識(shí)類型為依據(jù)分類的課堂教學(xué)，各類課程的并行關(guān)系，使得課程間關(guān)聯(lián)性不夠，歷史人文和技術(shù)類的課程知識(shí)在設(shè)計(jì)類課程的轉(zhuǎn)化度不足。因此，可以探索以虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)為依托的跨越課程的聯(lián)合教學(xué)，實(shí)驗(yàn)以建筑設(shè)計(jì)作為知識(shí)集成的核心，基于限定性的基地案例開(kāi)展情境化設(shè)計(jì)，以問(wèn)題為導(dǎo)向教學(xué)，將建筑設(shè)計(jì)的條件或制約，轉(zhuǎn)化成具體建筑問(wèn)題的思考帶人實(shí)驗(yàn)，顯然，建筑設(shè)計(jì)中的問(wèn)題可以是材料、建造方面，也可以是人文、技術(shù)方面，實(shí)驗(yàn)可以集成不同課程知識(shí)點(diǎn)的植人，構(gòu)建課程群的整體學(xué)習(xí)知識(shí)體系，實(shí)現(xiàn)課程間的融貫與整合。各課程的教師聯(lián)合指導(dǎo)，突破傳統(tǒng)教學(xué)時(shí)空的限制，采取多樣化的方式，常規(guī)性的問(wèn)題，通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)連接至MOM教學(xué)資源，實(shí)現(xiàn)信息化資源聯(lián)動(dòng)，針對(duì)性的教學(xué)指導(dǎo)通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行，教師間的協(xié)同難度大大降低，節(jié)省教學(xué)成本，提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率。通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的形式，改變各個(gè)課程僅僅按照自身邏輯進(jìn)行知識(shí)點(diǎn)布局的傳統(tǒng)，由此形成多知識(shí)點(diǎn)交互關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)和創(chuàng)新性運(yùn)用的語(yǔ)境，這也是建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)下一步的教學(xué)實(shí)踐的重點(diǎn)。

近期發(fā)布的《教育部高等教育司2020年工作要點(diǎn)》（教高司函[2020]年1號(hào)），將深入推進(jìn)課堂革命、打造“金課”作為工作重點(diǎn)，同時(shí)提出“推進(jìn)高校課程思政建設(shè)，充分挖掘各門課程蘊(yùn)含的思想政治教育內(nèi)容，促進(jìn)專業(yè)課與思想政治理論課同向同行，實(shí)現(xiàn)價(jià)值引領(lǐng)、知識(shí)教育、能力培養(yǎng)的有機(jī)統(tǒng)一”，將建筑專業(yè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)與思政內(nèi)容結(jié)合，是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)提升的方向和趨勢(shì)。維特魯威在《建筑十書(shū)》中說(shuō)“建筑學(xué)領(lǐng)域有兩個(gè)核心的東西，表意的和賦予其內(nèi)在意義的”，如果建筑的形式用于“表意”，其“內(nèi)在意義”可通過(guò)社會(huì)學(xué)、人類學(xué)加以詮釋，建筑除了空間形態(tài)和功能，更是制度形態(tài)和超越功能的習(xí)俗范疇，這些內(nèi)在意義正是建筑專業(yè)課程蘊(yùn)含的“課程思政”內(nèi)容，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的靈活性和可控性，提供其轉(zhuǎn)化為教學(xué)內(nèi)容的有效途徑。如在建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)中植人思政內(nèi)容，介紹鼓浪嶼文化遺產(chǎn)價(jià)值與八卦樓歷史，以實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)為推手，將專業(yè)知識(shí)與思政知識(shí)點(diǎn)融合，既保證專業(yè)教學(xué)內(nèi)容的完整框架，又打破思政教育“孤島化”，讓核心價(jià)值觀的養(yǎng)成融入專業(yè)教育中。

王澎談建筑學(xué)教育提到“觀繪”之境，“觀”是試圖看出山水之理的看，“繪”是認(rèn)識(shí)和揭示規(guī)律的描繪，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)不僅是驗(yàn)證性的，更是顯隱性的，拓展真實(shí)世界做不到“觀宏”“探微”“克難”“顯隱”，使教學(xué)進(jìn)入“觀繪”之境。探索之路遠(yuǎn)未停止，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)建設(shè)還有更多的可能，建筑學(xué)教育的創(chuàng)新繼續(xù)深化，“路漫漫其修遠(yuǎn)兮，吾將上下而求索”，需要認(rèn)真的思考和持續(xù)的實(shí)踐，讓我們將“實(shí)驗(yàn)”進(jìn)行到底。

參考文獻(xiàn)：

1.徐衛(wèi)國(guó) 黃蔚欣 于雷.清華大學(xué)數(shù)字建筑設(shè)計(jì)教學(xué).城市建筑.2015.28

2.吳巖.建設(shè)中國(guó)“金課”.中國(guó)大學(xué)教學(xué).2018.12

3.同濟(jì)大學(xué).基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的傳統(tǒng)木構(gòu)認(rèn)知與建造[CP/OL].（2019）[2020-02-18].http：//www.ilab-x.com/details/v5？id=4988&isView=true.

4.東南大學(xué).參數(shù)化擬自然水景設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)[CP/OL].（2019）[2020-02-18].http：//www.ilab-x.com/details/v5？id=4928&isView=true.

5.天津大學(xué).建筑遺產(chǎn)測(cè)繪基本技能虛擬仿真實(shí)驗(yàn)[CP/OL].（2019）[2020-02-18].http：//www.ilab-x.com/details/v5？id=4931&isView=true.

6.葉飛.“多線共生”建筑教學(xué)體系改革的思考[C]//2018中國(guó)高等學(xué)校建筑教育學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集編委會(huì)，華南理工大學(xué)建筑學(xué)院.2018中國(guó)高等教育建筑教育學(xué)術(shù)研討會(huì)論文集.中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2018

7.張良皋.張良皋文集.華中科技大學(xué)出版社.2014

8.李震彪.本科教學(xué)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)之思考.實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理.2019.36（09）

9.胡正凡 林玉蓮.環(huán)境行為研究及其設(shè)計(jì)應(yīng)用環(huán)境心理學(xué).中國(guó)建筑工業(yè)出版社.2018

10.韓冬青 鮑莉 朱雷等.關(guān)聯(lián)·集成·拓展——以學(xué)為中心的建筑學(xué)課程教學(xué)機(jī)制重構(gòu).新建筑.2017.03

11.新華社特約記者.習(xí)近平同志推動(dòng)廈門經(jīng)濟(jì)特區(qū)建設(shè)發(fā)展的探索與實(shí)踐[N/OL].人民日?qǐng)?bào)海外版.（2018-06-23）[2020-02-18].http：//paper.people.com.cn/rmrbhwb/html/2018-06/23/content 1863208.htm

12.葉宇 戴曉玲.新技術(shù)與新數(shù)據(jù)條件下的空間感知與設(shè)計(jì)運(yùn)用可能.時(shí)代建筑.2017.05

13.廈門大學(xué).建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)[CP/OL].（2019）[2020-02-18].http：//www.ilab-x.com/details/v5？id=4811&isView=true.

14.祝智庭 管玨琪 邱慧嫻.翻轉(zhuǎn)課堂國(guó)內(nèi)應(yīng)用實(shí)踐與反思.電化教育研究.2015.06

15.李淵 邱鯉鯉 饒金通.教育信息化背景下基于SPOC翻轉(zhuǎn)教學(xué)模式研究與實(shí)踐——以城鄉(xiāng)規(guī)劃專業(yè)GIS課程為例.中國(guó)建筑教育.2018.01

16.仲德崑.中國(guó)建筑教育的現(xiàn)實(shí)狀況和未來(lái)發(fā)展.中國(guó)建筑教育.2008.01

17.常青.建筑學(xué)教育體系改革的嘗試——以同濟(jì)建筑系教改為例.建筑學(xué)報(bào).2010.10

18.張永和.對(duì)建筑教育三個(gè)問(wèn)題的思考.時(shí)代建筑.2001（S1）

19.常青.建筑學(xué)的人類學(xué)視野.建筑師.2008.06

20.王澍.將實(shí)驗(yàn)進(jìn)行到底寫(xiě)在“不斷實(shí)驗(yàn)——中國(guó)美術(shù)學(xué)院建筑藝術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)展”之前.時(shí)代建筑.2017.03

本文圖表來(lái)源：

圖1、2b、5、6、7、8：作者根據(jù)建筑空間與行為分析虛擬仿真實(shí)驗(yàn)界面處理。

圖2a：鼓浪嶼申報(bào)世界文化遺產(chǎn)系列叢書(shū)編委會(huì).鼓浪嶼之路.海峽出版發(fā)行集團(tuán)，2013。

圖3、4、9、10：作者自繪或攝制。

作者簡(jiǎn)介：邱鯉鯉，廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院工程師。

黃競(jìng)雄，廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院碩士生。

饒金通，廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院高級(jí)工程師。

李淵，通訊作者，廈門大學(xué)建筑與土木工程學(xué)院教授。

基金項(xiàng)目：本項(xiàng)目受福建省虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目、廈門大學(xué)新工科研究與實(shí)踐項(xiàng)目、廈門大學(xué)教學(xué)改革研究項(xiàng)目資助。