虚拟仿真技术在艺术设计教学中的应用探究

饶正杉 孟霓霓

The unique immersive teaching， advocated by virtual simulation technology， overwhelms the traditional classroom with teaching content that was impossible to appear， and fills the gap in the classroom teaching practice for art design majors.

随着当今社会科技的高速发展，教学方式也呈现出多样式的发展趋势。配合着信息时代的到来，线上线下相结合的教学模式使得老师和学生能够在授课与学习的时间、空间以及方式上进行多种选择。这些新的教学方式与传统教学方式相比带来了更多的科学与人性化体验，有助于提高学生的知识吸收率。在高校艺术设计专业教学中加入虚拟仿真技术，利用其具有的沉浸性、生动性、交互性等显著特点，在课堂上更为真实直观地展示教学内容，调动起学生的感官，营造一个身临其境的专业实践环境，大大提升了学生将理论知识与实践相结合的程度，为重视实践训练的艺术设计专业课程带来了更为优质、有效的教学过程。虚拟仿真技术的运用为艺术设计专业培养当今社会需求的应用型人才提供了更多的教学实践模式，将其与课程相结合探索更多的教学内容与方法，是时代发展的需要，值得我们深入探讨与研究。

一、虚拟仿真技术与虚拟仿真教学

（一）虚拟仿真技术概述

虚拟仿真技术是在多媒体、虚拟现实、人机交互、网络、通信等技术不断发展的基础上，将仿真技术与虚拟现实等技术相结合而产生的更高层次的仿真技术。用户利用相关设备通过视觉、听觉、触觉等实时感知与特定范围内的虚拟世界影像进行交互式的观察与操作。它具有虚幻性、逼真性、沉浸性、交互性的特征，（图1、图2）在构建的虚拟世界里人可以对环境和里面的物体进行操作，并且根据具体操作给予符合客观现实的实时反应。

（二）虚拟仿真教学

虚拟仿真教学是指借助虚拟仿真技术，营造虚拟仿真学习环境，把知识产生的客观现实展现给学习者。它可以让学生在教室或实验室体验以前课堂上在时间以及空间上无法达到的场景；或者是在现实生活中很难实现或无法体验的场景。这样的虚拟环境与传统教学的实践场所相比更加省时、经济、安全。

1.虚拟仿真教学特点

（1）体验式教学

虚拟仿真技术，同时调动视觉、听觉、触觉等更为逼真的可视化环境，可以增加人们对于虚拟环境的共情心理，有助于了解所处世界，完成近似于實际的操作模式来达到学习的目的。这样的学习方式比书本、音频、视频更具有感染力。

（2）增强自主探究能力

模仿现实客观世界的环境和行为方式，逼真地模拟呈现，比起传统教学模式更具有主动探索的愿望，激发学生主动学习的兴趣。

（3）着重实践训练

虚拟仿真技术可以提供近似于现实的实践环境，其目的是让学生能够参与情景演练。这种实践方式比起现实环境更为安全、高效。同时，这种方式进行实践训练失败的代价是非常小的，还可以任意重复。可以鼓励学生进行多次的尝试，大大缩短实践训练的时间，进而提高实践技能和实践训练的效率。

（4）交流方式的转变

在课堂教学方面，传统课堂教学不能保证每个同学的课堂吸收率是一样的，因为学生对知识的接受能力不同，往往有的同学还没有听懂而有的同学已经掌握。虚拟仿真技术的加入可以解决这个问题，它让教学从教师对学生的单向灌输式授课，转变为带有实际操作的沉浸式教学方式，并可以进行实时互动。在教学进度上可以根据学生的学习情况进行课程设计，将以前传统课堂的一对多模式转变为一对一的个性化辅导方式。每个学生都处于适合自己的教学阶段，达到因材施教的目的。在远程教学方面，虚拟世界为教师和学生创建了一个“同一空间”，使学生产生集体上课的感觉，交流方式也与现实交往相差无几，可有效缩短师生之间的时空距离。让教师通过网络及虚拟仿真的世界与异地学生进行“面对面”的交流和辅导。学生如同置身于课堂环境之中，而不再是以旁观者的视角来看视频。这样的改变，让学生能够更加专注于学习，不再是依靠自己的自制力，让学习知识变得更为轻松。弥补了现有远程网络教学的不足。

（5）游戏式教学

大部分学生都喜欢玩游戏，因为在游戏中可以体验模拟现实世界与非现实世界的竞争和协作，这种体验代入感强、代价小，可以在短时间内实现参与者的心里满足感。而虚拟仿真技术支持下的实践教学与游戏有着很多的相似性。在教学中还可以在授课中加入竞争和协助过程，提高课程自身的吸引力。

2.虚拟仿真教学优势

通过以上对虚拟仿真技术应用于教学的特点分析，可以清晰地看出相较于传统教学的优势。这种优势主要体现在可以引起学生的学习兴趣，显著增强学习体验，弥补了学生的注意力缺失、学习效率低的问题。（图3）

（1）高效率学习

虚拟仿真技术模仿真实世界场景，从视觉、听觉、触觉全方位调动学生的感官，这样的生动式教学提高了学生的学习兴趣并阻隔了外界的干扰，使学生能更为专心地学习。

（2）重视学习过程

在传统课堂教学中往往重视教学成果，忽视了整个学习过程。而虚拟仿真教学则是注重课堂实践体验，在这个过程中，可以了解学生的思维方式，解决课堂的知识疑问，还可以通过知识的授予和反馈进行交流，从而发散思维，启发创新。

（3）强调动手能力