陸文超 趙玨

〔摘要〕計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)即利用計(jì)算機(jī)及相關(guān)配套設(shè)備幫助設(shè)計(jì)師進(jìn)行設(shè)計(jì)工作，可以較快地完成最優(yōu)化、最準(zhǔn)確的設(shè)計(jì)方案。在高校設(shè)計(jì)類學(xué)科里，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程通常作為專業(yè)基礎(chǔ)課，占有重要的地位。虛擬仿真技術(shù)是科學(xué)技術(shù)發(fā)展的成果，已逐步在各學(xué)科領(lǐng)域中運(yùn)用。虛擬仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)類課程教學(xué)改革中起到積極有效的推動(dòng)作用，為課程的建設(shè)提供了新的途徑。

〔關(guān)鍵詞〕虛擬仿真;計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì);教學(xué)改革

一、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革的現(xiàn)狀

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)簡(jiǎn)稱CAD，20世紀(jì)50年代誕生于美國(guó);而后隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各種硬件和軟件的更新及優(yōu)化，使得設(shè)計(jì)過(guò)程更趨自動(dòng)化，逐步在建筑工程、工業(yè)工程、服裝工程、印刷出版、教育等多領(lǐng)域廣泛運(yùn)用。而在藝術(shù)類環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)方面，使用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件輔助教學(xué)，可大大節(jié)省繪圖的時(shí)間，提高制圖的準(zhǔn)確性和工作效率。

計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的專業(yè)課程之一，計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)能力在專業(yè)理論和技能的訓(xùn)練中起到至關(guān)重要的作用。環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)開(kāi)設(shè)以來(lái)，各高校一般都設(shè)置AutoCAD和3Dmax兩個(gè)教學(xué)部分的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程，隨著人才培養(yǎng)方案的多次調(diào)整，課程的設(shè)置也不斷進(jìn)行優(yōu)化，強(qiáng)調(diào)其專業(yè)基礎(chǔ)地位。

專業(yè)型人才的培養(yǎng)離不開(kāi)實(shí)踐教學(xué)，實(shí)踐教學(xué)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)是實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，因此實(shí)驗(yàn)室建設(shè)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)教學(xué)改革中占有舉足輕重的地位。各高校在實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)中，根據(jù)自身的條件不斷投入建設(shè)經(jīng)費(fèi)，合理教學(xué)空間和教學(xué)設(shè)備，逐步建成并完善數(shù)字媒體藝術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，主要承擔(dān)AutoCAD和3Dmax等課程。

二、虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的應(yīng)用情況

虛擬仿真技術(shù)又稱模擬技術(shù)，是計(jì)算機(jī)技術(shù)迅速發(fā)展和信息化、數(shù)字化的產(chǎn)物。環(huán)境設(shè)計(jì)是對(duì)城市、建筑、室內(nèi)等特定空間環(huán)境，通過(guò)設(shè)計(jì)來(lái)進(jìn)行創(chuàng)造和優(yōu)化的實(shí)用藝術(shù)。在環(huán)境設(shè)計(jì)中合理運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)，可以提高工作效率并進(jìn)行創(chuàng)新。因此，部分高校利用自身的特點(diǎn)，建成了省級(jí)或國(guó)家級(jí)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心。其中，一些環(huán)境設(shè)計(jì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室開(kāi)設(shè)有城市空間漫游體驗(yàn)、建筑空間虛擬認(rèn)知、室內(nèi)空間功能仿真設(shè)計(jì)、建筑模型仿真制作等實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，逐步將高消耗、高成本的大型綜合實(shí)驗(yàn)數(shù)字模擬化。

三、虛擬仿真技術(shù)在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革中的意義

環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)服務(wù)于我國(guó)地方經(jīng)濟(jì)建設(shè)，是具有鮮明應(yīng)用型特色的專業(yè)，培養(yǎng)適應(yīng)全國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要，掌握基礎(chǔ)理論知識(shí)與專業(yè)技能，并具有創(chuàng)新意識(shí)及設(shè)計(jì)實(shí)踐能力的高級(jí)應(yīng)用型專門(mén)人才。目前社會(huì)和相關(guān)市場(chǎng)要求環(huán)境設(shè)計(jì)師應(yīng)具有扎實(shí)的理論基礎(chǔ)并能貫徹運(yùn)用，具有創(chuàng)新精神;繪圖技能熟練，具有項(xiàng)目管理能力。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)是這些技能的重要體現(xiàn)之一，而運(yùn)用虛擬仿真技術(shù)能更有效、更輕松地掌握相關(guān)基礎(chǔ)技能。

（一）使用虛擬仿真技術(shù)能提高學(xué)生對(duì)空間的認(rèn)知度。計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程，一般安排在設(shè)計(jì)識(shí)圖與制圖和建筑空間基礎(chǔ)等專業(yè)課程之后。經(jīng)過(guò)相關(guān)課程的學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)建筑的基本知識(shí)有了一定的了解，對(duì)空間概念有了一定的認(rèn)識(shí)，但也存在一些欠缺，特別是部分學(xué)生對(duì)空間理解能力不夠，在后期的學(xué)習(xí)過(guò)程中，明顯感覺(jué)力不從心。通過(guò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練，有助于學(xué)生對(duì)空間的理解。

（二）使用虛擬仿真技術(shù)能豐富學(xué)生的知識(shí)面。傳統(tǒng)的教學(xué)中，教學(xué)課時(shí)、授課課件制作等諸多因素影響全局教學(xué)。通過(guò)虛擬仿真技術(shù)，可以縮短相關(guān)的授課學(xué)時(shí)，豐富教學(xué)課件案例，有助于學(xué)生掌握基礎(chǔ)知識(shí)，提高理解能力和分析能力。

（三）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以推進(jìn)虛擬仿真技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。虛擬仿真技術(shù)依托于計(jì)算機(jī)技術(shù)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)可以創(chuàng)建更加真實(shí)、更加絢麗的虛擬世界。學(xué)生在掌握基本技能之后，可以結(jié)合個(gè)人的創(chuàng)新能力和開(kāi)發(fā)能力，最終推動(dòng)虛擬仿真技術(shù)的發(fā)展。

四、基于虛擬仿真技術(shù)的計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程教學(xué)改革新措施

在當(dāng)今數(shù)字化時(shí)代，為適應(yīng)現(xiàn)實(shí)中諸多制約因素，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程還需要不斷探索、不斷改進(jìn)。在不同時(shí)期，都或多或少存在一些影響學(xué)生學(xué)習(xí)熱情的問(wèn)題。首先是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)無(wú)用論，覺(jué)得計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程是計(jì)算機(jī)技術(shù)課，從而導(dǎo)致重理論輕實(shí)踐的現(xiàn)象。其次是計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)夸大論，部分學(xué)生認(rèn)為，只要掌握了計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技能，就具備藝術(shù)設(shè)計(jì)的能力。因此，教師在課堂教學(xué)中首先要強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在學(xué)科領(lǐng)域的重要性，在今后就業(yè)過(guò)程中的重要性。

（一）不斷調(diào)整人才培養(yǎng)方案，明確教學(xué)目標(biāo) 根據(jù)社會(huì)對(duì)人才的需求，必須做到平均每4年調(diào)整一次人才培養(yǎng)方案，總結(jié)前期方案存在的問(wèn)題或者不適宜的地方，及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。在制定方案的過(guò)程中，必須要求一線教師參與進(jìn)來(lái)，課程方面根據(jù)社會(huì)需求來(lái)合理設(shè)定，做到所設(shè)定課程通過(guò)教學(xué)能充分發(fā)揮學(xué)生的創(chuàng)造性，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造力。

（二）人才培養(yǎng)模式改革和人才培養(yǎng)體制機(jī)制改革 課程設(shè)置要緊湊，突出重點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)課程的序列關(guān)系，前后連貫，循序漸進(jìn)地培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)能力。協(xié)調(diào)好計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程與本專業(yè)各門(mén)基礎(chǔ)課的關(guān)系.該課程并非計(jì)算機(jī)學(xué)科課程，合理安排本課程的時(shí)序，直接影響環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的整體教學(xué)進(jìn)程。例如建筑識(shí)圖與制圖、建筑空間基礎(chǔ)等為環(huán)境設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)理論及技能課程，盡可能安排在計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程前面完成。部分高校開(kāi)設(shè)專業(yè)以來(lái)，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程曾達(dá)到260個(gè)課時(shí)，課程時(shí)數(shù)影響了專業(yè)課的進(jìn)程;經(jīng)過(guò)多次修訂，現(xiàn)實(shí)行的教學(xué)計(jì)劃中，安排課程104個(gè)課時(shí)，課時(shí)縮減，教學(xué)效果又不理想。根據(jù)環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的學(xué)科特點(diǎn)，將計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程的部分環(huán)節(jié)融入環(huán)境設(shè)計(jì)的后續(xù)專業(yè)課程的實(shí)踐教學(xué)中，既可有效解決本課程的教學(xué)時(shí)數(shù)安排問(wèn)題，又能提升其他課程實(shí)踐教學(xué)效果，調(diào)動(dòng)學(xué)生的參與積極性，提高創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。

學(xué)分比重與培養(yǎng)目標(biāo)一致，以達(dá)到重創(chuàng)新和突出重點(diǎn)的目的。調(diào)整考核方式，改變過(guò)往完成課程圖形或模型的方式。學(xué)生在完成課程的基礎(chǔ)圖形繪制及模型制作等練習(xí)之后，需利用計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)完成空間環(huán)境創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)，從而使學(xué)生能靈活貫穿運(yùn)用所學(xué)知識(shí)，清楚認(rèn)識(shí)自身不足，了解評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，方便其主動(dòng)學(xué)習(xí)改進(jìn)。

（三）強(qiáng)調(diào)課程教學(xué)的重點(diǎn)，適應(yīng)市場(chǎng)需求 調(diào)整教學(xué)大綱及授課計(jì)劃，合理分配理論教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的比例，體現(xiàn)技術(shù)性和創(chuàng)新性的培養(yǎng)目標(biāo)。在大綱的制定過(guò)程中，由管理、教學(xué)、實(shí)驗(yàn)等部門(mén)共同修繕完成。強(qiáng)調(diào)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的教學(xué)重點(diǎn)，形成課程特色?？蓪⒄n程設(shè)置為基礎(chǔ)、理論及實(shí)踐三個(gè)部分。基礎(chǔ)部分結(jié)合計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的特點(diǎn)，在實(shí)驗(yàn)室由實(shí)驗(yàn)教師指導(dǎo)完成，學(xué)生重點(diǎn)掌握軟件的基礎(chǔ)操作;理論部分，由授課教師利用虛擬仿真技術(shù)對(duì)經(jīng)典或優(yōu)秀案例進(jìn)行深度剖析，學(xué)生運(yùn)用基礎(chǔ)技能完成空間設(shè)計(jì)練習(xí);實(shí)踐部分，教學(xué)可以計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件和網(wǎng)絡(luò)軟件的結(jié)合，例如在傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件基礎(chǔ)上研發(fā)出來(lái)的Lumion、酷家樂(lè)、居然家、美家等，結(jié)合科研或者社會(huì)項(xiàng)目，完成空間設(shè)計(jì)或虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景。

（四）優(yōu)化教學(xué)資源，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)室建設(shè) 加強(qiáng)優(yōu)質(zhì)課程資源建設(shè)，完善圖書(shū)和數(shù)字信息資源建設(shè)，建立專業(yè)資料庫(kù)，滿足師生研究需要。整合實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，以虛擬仿真等先進(jìn)技術(shù)為手段，進(jìn)一步擴(kuò)展實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，推進(jìn)教學(xué)資源共享、互動(dòng)數(shù)字信息化教學(xué)方式的改革。引進(jìn)高學(xué)歷的專業(yè)實(shí)驗(yàn)人才，組建由經(jīng)驗(yàn)豐富的高級(jí)職稱教師為指導(dǎo)，中青年骨干教師為主導(dǎo)，高技能的實(shí)驗(yàn)人員輔助教學(xué)的高水平實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)。切合實(shí)際推進(jìn)具有沉浸感、交互性和真實(shí)性虛擬仿真系統(tǒng)的建設(shè)，滿足課程的需求。

結(jié)語(yǔ)

在新工科建設(shè)的背景下，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)課程經(jīng)過(guò)多年的實(shí)踐，已經(jīng)成為環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的核心課程之一。虛擬仿真技術(shù)的出現(xiàn)，為環(huán)境設(shè)計(jì)專業(yè)的教學(xué)改革提供了新的途徑。與時(shí)俱進(jìn)地融入國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的設(shè)計(jì)方法與理念，不斷加強(qiáng)和完善虛擬仿真技術(shù)在課程教學(xué)中的實(shí)踐，可提高課堂教學(xué)效果。

（責(zé)任編輯：尹雨）

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