沉浸式虛擬現(xiàn)實技術在高校建筑學科課程中的應用

中圖分類號：G642 文獻標志碼：A 文章編號：1005-2909（2025）04-0058-10

虛擬現(xiàn)實技術（VirtualReality，VR）作為一種新興數(shù)字技術，經由幾十年的發(fā)展逐步從設想步人實用階段，教育領域被認為是其未來最具發(fā)展?jié)摿Φ膽妙I域之一[1]。虛擬現(xiàn)實技術具有沉浸性（Immersion）、交互性（Interaction）、構想性（Imagination）的特征[2-3]，作為一種教學媒介能夠部分彌補傳統(tǒng)教學方式的缺陷，形成新的師、生、平臺關系結構，并最終促使教育形態(tài)和教學過程發(fā)生重大變化。建構主義理論認為“學習情境\"對于思維認知訓練具有重要作用，學習者的學習過程就是通過與情境互動實現(xiàn)意義構建[4]。通過虛擬現(xiàn)實技術實現(xiàn)虛擬情境能夠在教學過程中構建出更為豐富的多感官刺激，從而利于學習者利用具身體驗習得知識與技能[5。經由技術快速迭代，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的擬真感不斷增強，由早期桌面式平臺演變?yōu)槌两教摂M現(xiàn)實平臺，也為以較低成本快速創(chuàng)建虛擬空間場景提供了底層技術支撐，為城市與建筑空間領域的實驗性研究和教學場景提供了新的可能。在學科轉型與技術發(fā)展的背景下，諸多建筑院校積極探索建立沉浸式虛擬現(xiàn)實實驗室。但較多已經建成的案例面臨著實驗室資源的低使用率、低滲透率的現(xiàn)實問題。由于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的使用存在一定技術門檻，且長期穩(wěn)定的教學方式使得教師和學生在教與學的過程中可能形成路徑依賴，實驗室管理者需要通過系統(tǒng)設計引導教師和學生掌握并適應新技術。實驗室建成后是否能夠真正服務于建筑教學與研究，較大程度上取決于實驗室配套課程體系的建設，包括針對建筑學教學需求與特征持續(xù)進行應用開發(fā)與課程設計。

總體而言，雖然虛擬現(xiàn)實技術對建筑設計教學的促進得到較為普遍的認可，甚至有學者通過對照實驗的方式檢驗了其在空間設計教學中的效用5，但是虛擬現(xiàn)實技術在建筑教育領域的效能尚未充分發(fā)揮。目前，該技術如何在建筑教學體系的不同場景中加以應用還有待系統(tǒng)地梳理分析。

一、沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的內容建設及課程體系

從整體上看，沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的內容建設和課程體系設置遵循“體驗一學習一應用—反思”的知識構建過程，模式如圖1所示。從“金字塔”底部向上，對學生技術能力要求遞增。高階課程面向更小規(guī)模學生群體，要求學生對技術在建筑空間設計所起的作用具備更加深人的反思與批判能力。高階課程對內容和工具的開發(fā)將“反哺\"于低階課程中的空間體驗、仿真實驗等環(huán)節(jié)。

（一）體驗：認知學習

空間認知與體驗平臺主要是利用已開發(fā)的實驗教學工具，幫助學生進行空間認知學習、案例沉浸體驗和執(zhí)行可交互的虛擬仿真實驗，目的是幫助學生理解抽象知識，適用于低年級課程教學。學生的主體性體現(xiàn)在參與空間體驗過程中，對教師傳授的知識與概念產生主動批判。例如，密歇根大學建筑學院本科生建造課程Arch317Construction（UG）華僑大學建筑學院張恒教授帶領團隊開發(fā)的地域建筑空間組織與設計實驗教學項目，利用虛擬仿真實驗輔助學生建立對基本建筑元素及其組合方式的理解，并在經典案例中漫游、交互。

（二）基礎：技術培訓

對于技術能力的培養(yǎng)可大致劃分為兩類課程。一類是基礎入門課程，旨在滿足建筑系學生基本能夠使用VR技術輔助設計的要求，從學生實際需求出發(fā)進行課程設計、制定需要掌握的技術清單。例如，明尼蘇達大學設計學院曾開設入門課程ARCH 3250 Design And Perception In Virtual Re-ality，在課程中學生通過建立簡單的概念方案模型，導人VR實驗室，以實踐的方式來理解VR。基礎入門課程可以通過兩種方式代替：（1）利用IVR實驗室資源，如定期組織的公開課、工作坊或者在線課程;（2）將簡單的技術培訓直接整合在設計課教學過程中，學生只需要更具針對性地掌握基本的工作流程，能夠實現(xiàn)在IVE中審查、展示設計方案，從而最大限度避免信息冗余，聚焦于技術在輔助建筑設計上的應用。

另一類課程則具有更明顯的技術導向、提供更扎實的理論基礎，對于學生技術能力的培訓不限于從事建筑設計過程的需要，而是涉及建模、動畫、渲染、可視化開發(fā)等技術，以及計算機圖形學的底層知識。例如，康奈爾大學的建筑、藝術與規(guī)劃學院（AAP）與計算機系合作開設課程ComputerScience 4654 Architecture（Special Experimental） Studio，不僅涉及通過簡單的實踐實現(xiàn)在所選擇VR系統(tǒng)中建模的能力，還包括了大量關于底層技術原理的理解，提供了直接的跨學科背景協(xié)作交流機會。

進階的技術課程面向高年級本科生及研究生，不僅針對簡單建模應用，還以提高研究能力為目的，提供關于設計研究的方法論和技術工具集。例如，MIT建筑系課程4.s52Feeling Architecture：Affective Computing and Digital Heritage使學生在掌握基本研究方法論的基礎上，能夠獨立構建數(shù)字遺產相關研究項目的技術路徑;密歇根大學的48-558 Reality Computing課程將需要學習的技術拓展至數(shù)據獲取（三維光掃描）數(shù)據處理、建模，以及實時渲染等，基本形成了構建數(shù)字孿生空間的完整工作流。

（三）應用：媒介敘事

面向具備基本應用VR技術能力的高年級本科生及研究生，其中一類核心設計課程為深入討論VR的媒介屬性，與電影、游戲、考古、遺產保護，以及數(shù)字人文等領域進行跨學科交叉研究。在系列設計課程中，以研討會、工作坊的形式聚集對此方向感興趣的學生，完成對相關建筑空間敘事（Nar-ratives）內容的開發(fā)。例如，麻省理工建筑學院系、柏林大學建筑學院和以色列理工學院建筑與城市規(guī)劃學院2022年春季合作開展的設計工坊——增強歷史教學：蒂爾加滕隱秘的城市敘事（Augment-ed Historical Pedagogies：Tiergarten’s Hidden Urban Narratives），以扎實的研究為基礎，以實踐為導向，學習使用環(huán)境傳感、激光掃描和攝影測量的技術對歷史進行追溯復原，并基于游戲引擎制作沉浸式表現(xiàn)。知識以可交互的方式被整合在數(shù)字空間的呈現(xiàn)中，通過虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)造的數(shù)字空間不同于原空間的被動重建，體現(xiàn)了新的敘事多樣性。

除了歷史敘事，媒介導向的設計課程還會探討塑造沉浸式空間體驗的感染力，從而回應生態(tài)環(huán)境、社會公平等重大議題。例如，哥大建筑與規(guī)劃學院2021年夏季開展為期12天的工作坊——想象氣候：虛擬現(xiàn)實研討會（Envision Climate：Virtual Reality Seminar），建筑師通過在虛擬現(xiàn)實空間中創(chuàng)造獨特的氛圍激勵人們產生共鳴，旨在討論虛擬現(xiàn)實技術在激發(fā)同理心上的作用。

（四）進階：交互開發(fā)

面向全面掌握IVR應用技術并具備編程能力的高年級本科生及研究生，課程進一步提供深入技術方向的研究機會。課程以研討會（seminar）或工作坊（workshop）形式，采取基于項目的學習方式，針對具體學科內容進行程序開發(fā)，最終形成可交互的學習工具等。例如，密歇根大學建筑學院2022年冬季學期課程Arch509 Advanced Tectonic，10名學生在教師的帶領下開發(fā)應用于建筑構造學習的VR模型與可交互模塊，該工具在該校低年級建造課程Arch317中得到實際運用。

除了服務于學院內部的建筑教學工具開發(fā)，課程還可以與外部的終端用戶合作，實現(xiàn)產、教、研的融合。基于UCBXRLab 資源的課程Arch129/229在2019春季學期開展了項目式教學——XRMaps of Berkeley：Learning in Virtual Reality，創(chuàng)建了六個沉浸式環(huán)境傳達的研究或創(chuàng)造性工作，組合呈現(xiàn)使用技術信息、環(huán)境體驗和游戲玩法。

總體而言，IVE的課程體系包括體驗、基礎、應用、進階四方面，如圖2所示。

二、沉浸式虛擬現(xiàn)實技術在建筑教學中的應用

（一）設計教學

設計系列課程是建筑教學的核心課程，建筑系學生通過參與設計課程實踐提升能力。建筑設計課程教學的難點在于如何將現(xiàn)實中具象的建筑物與其表象的意義教授給初學者，傳統(tǒng)的二維圖紙空間、三維動畫或模型空間不能較全面地還原為場景實體，對學生理解建筑本質造成轉譯上的困難。沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的應用可以從兩方面賦予設計教學新的可能性。一方面，針對建筑設計課程教學過程的改變;另一方面，為非設計專題的內容，針對設計課程關鍵問題的改變。

1.教學形式變化

建筑設計課程教學過程包含前期調研、案例分析、概念構思、方案比較、方案深化、方案表現(xiàn)、匯報評圖，以及展示歸檔。在各個環(huán)節(jié)中IVE都可能提供不同形式的幫助?？傮w而言，在教學中VR可以執(zhí)行教學工具、輔助設計和匯報展示三個基礎功能，如表1所示。其中，IVR相對于傳統(tǒng)教育媒介在輔助設計方面所能起到的作用更為突出，IVR的突出優(yōu)勢在于能夠讓學生從第一視角檢查空間關系和體驗空間氛圍。在IVE環(huán)境中，學生能夠通過“體驗\"獲得直接知識，從而降低了獲取知識的難度。由于后者與材料、色彩等元素密切關聯(lián)，更適配于方案成型后的深化階段。而在概念構思階段，對于空間的想象需以高度抽象的形式存在，傳統(tǒng)媒介如草圖或桌面式平臺能夠保留各種潛在可能，因此更加實用。在建筑設計過程中，將模型置人虛擬現(xiàn)實環(huán)境有助于師生之間的知識傳遞。學生在沉浸式空間中對設計進行檢查，可以更加直觀地理解相應的空間設計問題，從而有助于將經驗內化為自身的知識構建。針對教學規(guī)模問題，Tokuhara等6對CAVE中沉浸式學習的班級規(guī)模和應用時長進行了研究，研究表明單人組的學生學習成果最多，并且學習成果隨著小組規(guī)模的增加而減少。因此，對于學生人數(shù)眾多的課程，建議將小組人數(shù)分散至中等規(guī)模，如兩到四人，以在學習成果和為所有學生提供沉浸式學習體驗的實際可行性之間取得平衡。對于人數(shù)較少的學生，建議使用較小規(guī)模的小組，以獲得最大的學習收益。

2.教學內容變化

新技術的引入也會刺激教學內容的變革，產生交叉創(chuàng)新的題目內容。通過梳理國外課程體系，能夠發(fā)現(xiàn)部分建筑高校在設計系列課程中，還向學生提供兩類深人研究的機會，一類是媒介敘事；一類是技術導向，進行交互開發(fā)或工具開發(fā)。目前，這兩類課程的實踐相對較少，應是進一步深化發(fā)展的方向。

（二）非設計教學

在非設計教學中，沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的主要功能為提供新型教學工具，作用于學生的直接知識獲取。在理論課程中，傳統(tǒng)的教學模式是將抽象經驗單向傳遞給學生，而沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的應用將使得教學方式轉向交互式教學、以學生為中心。其作用機制是將抽象概念轉化為具身體驗，轉化為“做的經驗”。適合應用沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的理論課程主要包括建筑歷史教學與建筑技術教學。借助虛擬現(xiàn)實環(huán)境進行建筑歷史課程教學的優(yōu)勢在于能夠以更低的獲取成本、更清晰的學習過程幫助學生建立直觀認知。基于VR的文化遺產展示活動能夠突破時間和空間的維度，實現(xiàn)信息雙向交互。目前，由于內容與程序的開發(fā)成本相對較高，無法形成充足教學資源庫，未來的發(fā)展有賴于高度集成化模塊化的程序開發(fā)手段，以及各個高校之間的數(shù)據開放共享程度。

利用VR技術建立的虛擬仿真實驗教學平臺已經在國內工程學科得到廣泛應用，其意義在于使學習者在安全、易達的環(huán)境中進行實踐操作。在建筑技術教學方面，Maghool等[7基于UE與Blue-print可視化編程語言開發(fā)了一套細部構造學習工具，該實驗平臺包含三個環(huán)節(jié)——施工建造過程演示、建造細部觀察和學習結果評估，該評估以游戲化的方式進行，學生需要結合前面兩個環(huán)節(jié)積累的知識補全缺失構件。同濟大學建筑規(guī)劃景觀虛擬仿真實驗教學中心開發(fā)了幫助學生學習保國寺的建筑結構施工過程的實驗模塊，該實驗模塊能夠通過桌面式虛擬現(xiàn)實平臺和HMD設備，以不同沉浸度的方式進行訪問。對于缺乏實際工程設計經驗的學生而言，施工過程、建筑細部往往是理解難度較高的部分，以沉浸式、游戲化的工具幫助學生對陌生過程產生具體認知，是VR技術應用的主要目的。

值得注意的是，在教學過程中應用了相關工具的教師對學生實際學習效果開展了調查。結果顯示沉浸式虛擬現(xiàn)實教學工具作為一種媒介，其具備陌生感與新穎性，的確能夠對學生產生更強的吸引力。同時，相較于在現(xiàn)實場景中的教學，虛擬仿真模型能夠為學生提供更大密度的信息容量，反復、近距離觀察的機會將復雜的過程清晰化。然而，從教學效果上進行評估，采用這一新的教學媒介不一定比傳統(tǒng)方式更有效，即不能夠讓學生在評估測試中取得更好表現(xiàn)，更快完成知識構建，或保持對知識的清晰記憶。

開發(fā)建筑教學相關的虛擬仿真實驗平臺，主要的優(yōu)勢在于能夠以更加安全的方式進行實踐，降低教學成本、減少實踐教學的難度，并能夠與在線課程銜接?；陂L期持續(xù)、多樣化的項目開發(fā)，能夠逐步實現(xiàn)教學資源庫的建立。但是，由于交互開發(fā)難度大、缺乏相應人才、投入時間成本高等問題，對于教學內容和工具的開發(fā)在當下難以快速推進。針對這一問題需要從兩方面入手：一是與行業(yè)公司合作，依托外部成熟的技術資源對同類型教學工具開發(fā)建立基本的技術底座;二是充分利用與研究結合的機會，以研究帶動教學，即在研究生中先建立相應學術群體，形成技術能力，通過專題研究攻克專業(yè)問題。

三、清華大學城市人因實驗室全景仿真分室應用實例

為推進對學科未來的探索，在學科交叉的語境下拓寬新時期建筑人才培養(yǎng)的窗口，提出將建筑系系館作為動態(tài)更新、多學科交叉融合的實驗室。以實驗室為核心來組織空間與資源，有利于具體地實現(xiàn)跨學科聯(lián)系，并將研究與教學更加緊密地結合。其中，城市人因實驗室全景仿真分室（以下簡稱VR實驗室）的建設是起步階段的關鍵一環(huán)。該實驗室主要目的是為師生提供CAVE系統(tǒng)VR技術應用平臺，實驗室位于清華大學建筑館一層南翼，包括2個 4m×4m 的CAVE空間。實驗室從空間設計上主要考慮復合利用的需求，其中一個CAVE空間與走廊整合形成24m² 左右的可靈活使用的空間，在實際使用中，可以利用兩面投影墻面或“兩面墻 + 一側幕布\"的形式構成兩面或三面CAVE空間，適用于需要多人進行協(xié)作設計、項目審查、評圖展示的情況?？拷呃鹊慕缑娌捎猛该鞑ＡР馁|，并使用透明LED屏幕同步實驗場景，從而起到展示作用，如圖3所示。同時，該空間日?？勺鳛樾⌒蜁h空間使用，滿足教學、討論、自習的需求。

清華大學城市人因實驗室全景仿真分室的應用以設計教學為出發(fā)點，在2023年建成后首先選定基礎平臺作為試點，建立實驗室技術助教團隊，承擔設備使用培訓的職能。基礎平臺在整個設計課系列中的定位是培養(yǎng)學生的基本識圖制圖、方案構思和方案設計能力。實驗室技術助教團隊組織大一、大二年級學生，分組體驗了實景空間漫游、模型實時編輯等功能，并已有部分設計課小組應用實驗室進行課上設計方案討論。針對應用實驗室進行設計學習的40名低年級本科生進行調查，評估基于CAVE系統(tǒng)的沉浸式虛擬現(xiàn)實技術在實際教學應用過程中的接受度，得到基本結果如圖4所示， 45% 的學生表示完全不了解VR設備， 20% 的學生有了解但沒使用過VR設備，即 65% 的學生在本次設計課使用VR實驗室之前，完全沒有VR設備（包括CAVE系統(tǒng)、HMD、AR眼鏡等）的使用經驗； 33% 的學生有使用過VR設備但僅有少量經驗。總體上，對于學生而言，VR仍然是一項非常陌生的技術。但是，對于VR實驗室的整體看法，學生普遍持積極態(tài)度， 86% 的學生認為建成該全景仿真VR實驗室對于設計學習是有用的，如圖5所示。

針對VR在哪一設計階段使用需求最大這一問題，在調查問卷中設置排序，從強到弱排序依次為深化方案、評圖匯報、場地調研、概念構思、圖紙表達，如圖6所示。學生普遍認為在深化方案階段使用VR非常合適，該項綜合得分遠超其他階段，間接表明中期后對空間氛圍、細部進行推敲的這一階段，學生可能有更多的使用需求。因此，在實驗室長期運轉時應當關注這種周期性的需求變化，使得資源得到更有效的利用。

目前，VR實驗室吸引學生的原因主要在于有助于直觀理解空間、提供真實體驗、體驗新穎有趣、容易發(fā)現(xiàn)問題、展示效果好等，而認為互動交流方便、可以拓展技能的學生較少，如圖7所示。方便協(xié)作是CAVE系統(tǒng)相較于HMD設備應用于設計教學的優(yōu)勢之一，而實驗室的作用不僅在于幫助學生學習設計，還在于提供了豐富的技能拓展的可能性，這兩點優(yōu)勢在實驗室起步階段尚未體現(xiàn)。隨著實驗室的發(fā)展，一方面，需要解決VR實驗室在教學中出現(xiàn)的實際應用問題。另一方面，需要借助實驗室深人發(fā)展和整合跨學科資源，從而真正實現(xiàn)實驗室的優(yōu)勢。

進一步調查學生對于設計課上VR所起到作用的評價，如圖8所示，超過 50% 的學生認為VR對于發(fā)現(xiàn)方案問題、掌握設計要點、理解老師建議、表達設計想法這四個方面均有幫助。而其中最突出的是， 90% 的學生都認為VR可以讓人更容易地發(fā)現(xiàn)方案中的問題。針對當前設計課上主要使用的兩個功能——模型漫游體驗和實時編輯，目前的操作流程和程序雖然已經降低了學生使用的技術門檻，但是仍存在約四分之一的學生認為該功能使用起來不容易。因此，還需要進一步迭代優(yōu)化，并形成最簡化的培訓機制。

學生不使用或不主動使用VR實驗室的原因如圖9所示，主要包括預約不方便、建模要求高、操作流程復雜、已有工具能夠滿足設計需要、會出現(xiàn)眩暈等。因此，在實驗室建設的過程中，需要參考前文的分析案例，建立起清晰的預約、培訓機制，持續(xù)更新迭代與學生需求相適應的工具包，從而簡化學生學習操作的過程，使學生把重心放在內容創(chuàng)作上。容易眩暈是阻礙VR廣泛應用的嚴重問題之一，解決該問題的根本辦法是VR技術的迭代更新。從應用層面，設計者可選擇適用的技術，如以教學為主的場景中，選擇CAVE，CAVE相較于HMD，在協(xié)作性和避免短時間內產生眩暈等方面表現(xiàn)更優(yōu)。再如VR評圖場景中，如果選擇分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學生與評委都處在虛擬空間中，可一定程度上避免學生只看著屏幕第一視角畫面而產生的眩暈感。此外，從空間設計上，鑒于這種常見的眩暈狀況，應當增強門的標識性，采取向房間外開啟的方式，并單獨設置一些可供休息調整的空間。

學生對于CAVE空間大小的感受，如圖10所示， 90% 以上的學生認為，目前 4m×4m 大小的CAVE空間對于單人使用以及3～4人小組討論是相對合適的尺度。但是，針對于10人左右的設計課教學單元， 95% 以上的學生表示，現(xiàn)有的空間不足以滿足上課需要。

結合設計課上學生實驗室使用過程的實際觀察，可以發(fā)現(xiàn)將實驗室應用于課堂的現(xiàn)實難點。當前CAVE系統(tǒng)是捕捉個體動作來實現(xiàn)對圖像的計算，當多人站立于空間之中，追蹤系統(tǒng)可能受到干擾，反復切換不同追蹤對象，導致畫面出現(xiàn)抖動、跳躍，影響交互教學體驗。例如，在實際10人左右為小組的教學場景中，當教師一對一指導某個學生時，其他學生不得不緊貼著墻或蹲或坐。缺少一個同步學習和準備模型的空間，課堂參與度下降。學生在靜坐等待的過程中也容易由于錯位、變動的視覺畫面產生眩暈等生理不適癥狀。然而，僅單純地擴大CAVE面積，并不能解決設計教學應用的實際問題。一方面，增加CAVE空間的面積，需要考慮到使用更高規(guī)格的設備所增加的成本，以及熱源增加、制冷需求增大給能耗負荷帶來的壓力等;另一方面，讓學生長時間在CAVE里更可能誘發(fā)身體不適。因此，設計需要更加靈活地結合CAVE空間和日常教學空間的實驗室模塊。

四、總結

沉浸式虛擬現(xiàn)實技術為建筑學科教學帶來新的可能，但實驗室能否真正在教學中充分發(fā)揮效用有賴于相關課程體系的建設。從內容建設及課程體系上看，相對完整的IVR課程體系呈現(xiàn)金字塔式結構，從底部基礎平臺向上，課程任務難度由低階向高階發(fā)展，技術能力要求遞增，反思與批判的能力要求也相應遞增。高階課程以項目式學習為主，結合了研究能力的培養(yǎng)，其成果包括對內容和工具的開發(fā)將“反哺”于基礎課程中的空間體驗、仿真實驗、輔助設計等環(huán)節(jié)。針對各個學校的不同情況，課程體系的開發(fā)以及具體課程內容的設計有賴于學校的師資、設備等因素，部分學?？赡軙鄙俑唠A課程設置，或將基礎技術課程整合進設計教學或研究導向課程，或利用實驗室培訓資源替代單獨設置基礎技術課程，但總體遵循\"體驗—學習—應用—反思\"的知識構建過程。

沉浸式虛擬現(xiàn)實實驗室建設在建筑教學中的應用體現(xiàn)于設計教學和非設計教學兩方面，對建筑教學的改變涉及方式和內容。近年來，國內多所建筑高校正在同步探索基于虛擬現(xiàn)實技術的建筑教學方式變革。虛擬仿真技術在建筑遺產保護等領域的應用相對深人，已經取得了扎實的項目成果。例如，同濟大學建筑與城市規(guī)劃學院于2014年成立“建筑規(guī)劃景觀國家級虛擬仿真實驗教學中心”，孫澄宇教授團隊開發(fā)的保國寺（大殿）仿真建構實驗軟件，已應用于本科生中國古代建筑史課程，該軟件可在HTC等HMD設備上運行，或在手機端AR環(huán)境中運行，功能包括構件認知、構件考核、建造過程認知，以及建造過程考核[8]。針對核心設計課程，沉浸式虛擬現(xiàn)實技術的應用尚處于探索階段，北京交通大學建筑與藝術學院、重慶大學建筑城規(guī)學院開展了基本的教學試點9，天津大學建筑學院于2021年建成VR實驗艙進行空間認知實驗[1]。

總體而言，在當前國內應用IVR的教學實踐中，教學方式的改變已經可以明顯地體現(xiàn)于設計教學、理論教學等環(huán)節(jié)。然而，IVR對于教學內容的變革亟待實踐探索，包括在課程體系中增加IVR相關技術方向課程，在設計系列課程中增加設計專題研究方向，以及鼓勵有興趣的學生深入到敘事、交互、數(shù)字人文等某一學科交叉方向。

參考文獻：

[1]de Back TT，TingaAM，NguyenP，etal.Benefitsofimmersivecollborativelearning inCAVE-basedvirtualreality[J].International Journal of Educational Technology inHigher Education，2O20，17（1） ：51.

[2]Jonassen D，Davidson M，Collins M，etal.Constructivismandcomputer-mediated communicationindistanceeducation[J].American Journal of Distance Education，1995，9（2） ：7-26.

[3]KalantariS，TripathiV，KanJ，etal.Evaluating theimpacts ofcolor，graphics，andarchitecturalfeaturesonwayfindinginhealthcaresetingsusingEEGdataandvirtualresponsetestingJ].JournalofEnvironmentalPsychology，2O22，79：101744.

[4]KobayashiY，HawkerR，TerzidisK，etal.World8：Interationalworkinggroupfornewvirtualrealityapplicationsiarchi-tecture[C]//CAAD Future， Joining Languages， Cultures and Visions，20o9：547-556.

[5]MagholSAH，MoeiniSHI，ArefazarY.Aneducationalapplicationbasedonvirtualrealitytechnologyforleaingarchi-tecturaldetails：chaengesandbenefits[J].International JournalofArchitecturalResearch：ArchNet-IJAR，2018，12（3）：246.

[6]Tokuhara T，F(xiàn)ukudaT，YabukiN.Developmentofa CityPresentation MethodbyLinking ViewpointsofaPhysical ScaleModeland VR[J]. Journal of Environmental Engineering，2011，76（668）：953-961.

[7]胡映東，康杰，張開宇，等.VR在建筑設計思維訓練中的效用再研究[C]/全國高等學校建筑學專業(yè)教育指導分委員會建筑數(shù)字技術教學工作委員會.共享·協(xié)同——2019全國建筑院系建筑數(shù)字技術教學與研究學術研討會論文集.北京：中國建筑工業(yè)出版社，2019：7.

[8]黃鑫.基于VR技術的虛擬教學應用研究[D].武漢：華中師范大學，2005.

[9]孫澄宇，黃一如.同濟大學虛擬仿真實驗教學2.0建設[J].城市建筑，2015（28）：43-46.

[10]趙銘超，孫澄宇．虛擬仿真實驗教學的探索與實踐[J].實驗室研究與探索，2017，36（4）：90-93.

The application of immersive virtual reality technology in architecture coursesincollegesanduniversities

CUI Jiayu，CHENGXiaoxi，LI Xinran （SchoolofArchitecture，TsinghuaUniversity，Beijing1Ooo84，P.R. China）

Abstract： Immersive virtual reality （IVR） technology ofers new possibilities for architecture teaching scenarios as well as empirical research in emerging design science.In the context of disciplinary transformation and technological development，this study analyzes the IVR-related courses ofered by architecture schools at home and abroad，and concludes that the complete course system utilizing VR is divided into four categories presenting a pyramidal structure of technical difficulty from low to high，with higher-order results being applied in lower-order courses.Its application in architectural teaching can be divided into two categories： design teachingand non-design teaching.For design teaching，VRcan make students check spatial relationships and experience from the first perspective and understand spatial design problems.In non-design teaching， shifting to interactive teaching through IVR technologycan help students to establish intuitive cognition with lower acquisition cost and clearer learning process，and enable learners to practice in a safe and accessible environment.However，IVR technology hasnot yet enabled students toachieve beter performance in assessment tests.This study finally takes the design and realization of the panoramic simulation laboratory of Tsinghua University's Urban Human Factors Laboratory as an example，applies the research results and combines them with the needs to put forward the problems facing the currnt laboratory development，i.e.， for the dual change of the teaching methods and contentof architecture education triggered by IVR，the change of the teaching content is the most important issue to be explored by domestic collges and universities at present.

Key words： virtual reality; architecture education; design teaching

（責任編輯 代小進）