校企合作人才培养模式下环境设计专业虚拟仿真实验教学改革研究
王敏 周渝 赵贵恒 陈亚婷
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王敏 周渝 赵贵恒 陈亚婷,. 校企合作人才培养模式下环境设计专业虚拟仿真实验教学改革研究[J]. 建模与系统仿真,2025.4. DOI:10.12721/ccn.2025.157035.
摘要: 高校环境设计专业的虚拟仿真实验教学改革在校企合作背景下迎来重要转变。首先,产学合作平台建设成为改革的核心,此举使教学内容与行业需求更贴合,学校亦能借此了解最新技术与实际项目需求,更新教学内容与试验设备,促进学生就业和实习机会。其次,虚拟仿真实验室的建设是关键环节,学校与企业共同开发资源,整合内外部资源,确保符合行业标准和学生需求。技术支持与创新更是重要,更新设备与技术以保持领先地位,并增强实验室互动性和沉浸感。评估与反馈机制则扮演关键角色,定量定性评估教学成效,并促进校企互动,实时调整教学。最后,课程思政融入教学,强调社会责任、多元文化尊重和科技发展的融合,培养学生的创新和社会意识。此举将为环境设计专业的学生提供更贴合实际需求的教学,加强实践经验与技能培养。
关键词: 校企合作;环境设计;虚拟仿真实验教学改革
DOI:10.12721/ccn.2025.157035
基金资助:

一、国内外现状与改革意义

国外现状

国外的现代设计教育自20世纪初受包豪斯设计学院的影响,其设计教育思想和教学体系建立都相对较为完善。由于国外没有和环境设计完全相同的专业,仅从教育教学方面来看,英国在虚拟仿真技术的研究与开发方面较为领先,英国非常重视虚拟仿真技术在教育教学方面的应用,最先在纽卡斯尔中学建立教育虚拟仿真技术工程,其影响力也久负盛誉。在许多发达国家,虚拟仿真技术已经发展到了一定高度,早已不再局限于室内或建筑景观设计,更多的研究机构和公司已经看到了虚拟仿真技术的良好前景,并迅速进入到了虚拟仿真技术的研究和相关产品的开发中。它们包括: 计算机辅助设计、教育领域、图形图像领域、各种机器仿真操控训练、智能机器人领域、娱乐和艺术领域、城市规划与设计领域、房地产项目领域、建筑及文物保护领域、医疗领域和军事演练领域等等。

国内现状

在我国,环境设计专业是一个涉及众多学科的新型专业,随着近代社会经济的飞速发展,我国房地产相关行业也得到了空前发展,环境设计相关专业人才需求也随之大量增加。据不完全统计,我国至今已超过一千多所各类院校开设了室内设计、建筑设计、家具设计、园林景观设计等环境设计相关专业。经过三十多年的专业发展及学科融合,我国环境设计专业学科教育已日渐成熟,但由于各院校发展的实际情况不同,尤其很多新建院校还处在摸索发展的阶段,环境设计专业建设水平还有待提升。近年来,通过对部分高校进行调研发现环境设计专业教育教学目前存在以下几个问题:1.专业课教学周期比较短;2.传统的“你讲我听”的教学模式目前仍是主要的教学形式;3.教学途径单一,不能满足当今社会对环境设计专业应用型人才的需求;4.在课程设置上没有形成系统的课程群体和成果导向,导致课程作业、设计训练及结课形式单一化,未能形成设计成果的滚动式延伸与激励,导致学生的学习效果不理想。

虚拟仿真技术应用的相关研究,近年来受到国家的大力支持。我国已经制定了虚拟仿真技术(VR)的研究计划,把 VR 技术列入了国家高技术研究发展、国家自然科学基金委、九五规划等研究项目当中。国家科技部、国防科工委都已将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目,国内许多研究机构都在进行虚拟现实技术的研究和应用,并取得了一些研究成果,如清华大学国家光盘工程研究中心实现了布达拉宫的大全景虚拟现实;浙江大学开发了一套桌面型虚拟建筑环境实时漫游系统;同济大学建筑学院虚拟仿真实验室,开展了对建筑结构、景观的虚拟仿真尝试......这些成果均为国内虚拟仿真技术产业发展做出了巨大贡献。

改革意义

近年来,在社会发展和科技进步的大背景下,我国对信息化的教育给予了高度重视,虚拟仿真技术作为一项新兴的科技引入教育教学中则充分顺应了时代发展的需求。将虚拟仿真技术真实的沉浸感带入环境设计教学课程中,学生可以通过综合的知觉体验,直观认识和深刻理解材料、结构、构造与空间的关系,进而激发学生的想象力与兴趣。

虚拟仿真技术与环境设计专业课程的结合实现了理论与实践的结合、传统与创新的结合,采用现代化的教学手段为空间建构教学环节提供真实而直观的演示体验。虚拟仿真技术相比单纯的理论式的教学,其身临其境地感受更具说服力,不仅能开拓学生的眼界,也能让学生锻炼实践能力和动手操作能力。虚拟仿真技术与环境设计专业课程中的空间建构教学模块相融合,既能创建“真实的”空间体验环境,又能为提升我校信息化教学水平作出贡献,同时能培养符合行业发展方向,符合行业用人标准的专业人才,是一项具有重要意义的探索。

二、环境设计专业虚拟仿真实验教学的改革路径

1.产学合作平台建设:

产学合作平台的建设能够使教学内容更贴近行业实际需求,让学校了解行业最新趋势、技术发展以及实际项目需求,从而调整教学内容和实验项目,使之更具实践性和前瞻性。通过与企业合作,可以及时了解到行业新技术、新方法的应用情况,有助于学校更新教学内容和技术设备,保持教学内容的前沿性和实用性。学生通过与企业的合作,建立起了实际工作经验和人脉关系,有助于顺利进入职场(图1)。产学合作平台建设主要步骤包括以下几点。

学校与企业确定合作目标与范围:在校企合作的背景下,明确确定学校与企业合作的目标和范围,明确双方的期望与需求。

建立合作框架和机制:确定合作的框架,包括合作内容、资源共享、责任分工等方面。建立双向沟通的机制,确保信息交流畅通。

共同开发教学资源:与企业合作,共同开发虚拟仿真实验教学资源。这可能涉及到软件开发、案例设计、技术支持等方面的合作。

教师培训与支持:为教师提供相应的培训和支持,使其能够充分利用这些新的教学资源和技术工具,有效地进行教学。

学生参与与实践机会:确保学生能够参与到这些产学合作项目中,通过实际的实践机会,加深对行业实践的理解,提升实践能力。

持续改进与发展:不断优化合作模式,同时也要关注新技术的发展,及时更新教学资源,保持与行业发展同步。

法律合规与保障:确保合作过程中遵守相关法律法规,明确双方的权利与义务。

通过以上步骤,建设产学合作平台可以使校企合作人才培养模式下的环境设计专业虚拟仿真实验教学更加贴近实际需求,为学生提供更丰富的实践经验和技能培养。

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图1 校企合作模式下的人才培养模式

2.虚拟仿真实验室建设

学校与企业合作建设虚拟仿真实验室,整合整合校内外资源,共同开发虚拟仿真实验教学资源。确保这些资源符合行业标准和实际需求,同时能够提供学生所需的实践经验。

首先需要了解高校环境设计专业的教学目标、学生需求和行业标准,确定实验室的功能、范围和技术要求。制定详细的规划方案,包括实验室的布局、设备需求、软件选择等。

然后确定所需的硬件设备和软件工具。这可能包括计算机、虚拟仿真软件、图像处理工具、模型制作设备等。确保这些设备能够支持教学目标和学生实践需求。

根据教学需求与学生时间需求,设计一个适合实验需求的空间布局,考虑到学生的操作空间、设备摆放、工作区域设置等。同时考虑实验室的安全和便捷性。

此外还应为教师提供相应的培训,使他们能够熟练使用实验室的设备和软件,有效地进行教学指导。

为学生提供充分的实践机会,在虚拟仿真环境中进行实验操作和项目实践。同时提供高校教师和企业导师的指导。

最后还需建立评估机制,定期评估实验室的使用情况和效果。根据评估结果不断改进设施和教学内容,以提高实验室的教学效果和学生体验。持续关注新技术的发展,更新实验室的软硬件设备,保持设施的先进性和可持续性。

3. 注重技术支持与创新

只有不断更新教学设备与技术,才能确保虚拟仿真实验环境能够保持领先水平,满足行业发展需求,培养学生的前沿技能。开发虚拟仿真软件或平台,模拟真实环境,让学生在虚拟场景中进行实验和设计。

增强现实(AR)与虚拟现实(VR)相结合,运用AR、VR技术,提供更沉浸式、互动性强的实验环境。使用虚拟现实(VR)技术构建真实感强的虚拟环境,让学生可以身临其境地体验不同设计场景,包括室内外空间、景观、建筑等。这为学生提供了探索和实践的机会,同时也能培养他们的创造力和设计思维。利用增强现实(AR)技术,将虚拟设计元素叠加到现实场景中。通过AR应用或设备,学生可以在真实的环境中看到虚拟的设计模型、布局、色彩等,从而更直观地了解设计概念和效果。

结合AR和VR技术,能够为高校环境设计专业的虚拟仿真实验教学提供更丰富、互动性强和实践性的学习体验,有助于学生更好地理解和应用所学的设计知识与技能。

4.建立评估与反馈机制

在校企合作人才培养模式下,评估与反馈机制在环境设计专业虚拟仿真实验教学改革中扮演着关键角色。评估机制的重要性体现在于其能够定量和定性地衡量教学成效、学生表现和合作成果。通过收集和分析反馈,可以识别教学模式中的优势和挑战。这有助于及早发现问题并快速调整课程内容和方法,以更好地适应不断变化的行业需求和学生期望。

此外,评估与反馈机制也有助于加强学校与企业之间的互动与沟通。通过交流反馈信息,双方可以更好地理解彼此期望和需求,从而更加紧密地结合理论与实践,提升教学的实用性和适应性。

评估与反馈机制不仅促进教学质量的提升,还能实时调整和优化教学,进一步加强校企互动,使学生参与度与学习成效得到提升。不断的评估和反馈鼓励持续改进和创新,为未来的教学和合作模式提供更好的发展方向。

5.融入课程思政

课程思政在环境设计专业虚拟仿真实验教学中也是非常重要的一环。它不仅仅是传授知识,更是引导学生树立正确的价值观和社会责任感,培养他们成为有社会责任感、有创新精神和人文关怀的优秀环境设计人才。

注重伦理与社会责任:强调环境设计师的社会责任和伦理观念。通过案例分析、讨论和项目设置,引导学生思考他们的设计如何影响社会、环境以及人们的生活,并鼓励他们在设计中考虑可持续性和社会效益。

引导艺术与文化传承:培养学生对于艺术与文化传承的尊重和理解。通过设计任务或案例,让学生了解不同文化背景下的设计理念、审美观念和文化特色,鼓励尊重多元文化,促进设计的多样性和包容性。

强调创新与科技发展:在虚拟仿真实验教学中,着重介绍环境设计领域的创新技术和科技发展,让学生了解科技对设计的影响,并引导他们思考科技创新如何与人类社会发展和人文关怀相结合。

导师指导与榜样示范:导师在教学过程中发挥重要作用,作为榜样示范,引导学生将课程所学的思政理念融入实际设计中,并给予他们必要的指导和启发。

三、结语

在科技迅速发展、高校环境设计专业正逐渐向更注重实践、创新和跨学科融合的人才培养模式转变的时代背景之下,数字化、虚拟现实等技术的迅速进步改变了设计的方式和手段。这就要求环境设计专业教育不仅仅需要注重理论知识,更要注重实践能力和创新思维能力,以应对日益复杂和多样化的设计挑战。高校环境设计专业应该更深入地整合科技新技术,如增强现实(AR)与虚拟现实(VR)等技术的应用将使学生能够更身临其境地体验设计方案,促进创造性思维和实践能力的提升。

同时加强校企合作的深度和紧密度,学校借助企业资源和实践平台,提供更丰富、真实的实践机会。环境设计专业能更贴近产业需求,为学生提供更好的职业发展支持。

参考文献:

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作者简介

(第一作者)王敏(1990.05-),女,四川成都人,博士研究生,讲师,研究方向:环境设计,适老化城市景观;
(通讯作者)周渝(1982.02-),女,重庆市人,博士,教授,研究方向:环境设计,艺术设计;
(第二作者)赵贵恒(1991.07-),男,四川成都人,硕士,专业方向:环境设计,艺术设计;
(第三作者)陈亚婷(1996.09-),女,山西运城人,博士研究生,讲师,研究方向:环境设计;

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