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虚拟现实技术下的“建筑设计”课程使用者反馈与教学效果评估

2024-08-26 57 上传者：管理员

摘要：随着虚拟现实（VR）技术的快速发展，其在教育领域的应用引起了广泛关注。该文以VR技术在“建筑设计”课程中的实际案例为基础，分析了其应用效果及使用者反馈，提出了VR技术应用于“建筑设计”教学中的评价标准和体系。研究表明，VR技术显著提升了学生的学习兴趣、动手能力和创造性思维。通过调查和访谈，发现大多数学生对VR技术的应用持肯定态度，认为该技术使学习更加直观和生动。然而，也有部分学生对设备的高成本和使用不便表示担忧。该文认为，VR技术在“建筑设计”教学中具有明显优势，能够有效提高教学质量，但仍需解决设备成本和技术适应性等挑战。

关键词：
VR
建筑设计
教与学评价
案例分析
科学技术
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随着科学技术的迅猛发展，VR (Virtual Reality，虚拟现实）技术越来越受到人们的重视，并且在许多方面都起到了很大的作用。特别是在教育方面，虚拟现实技术改变了传统的教学模式。建筑设计是一门非常注重实践的课程，它不仅需要培养学生的空间想象力，而且需要培养他们的动手能力。传统的教学模式主要局限于2D平面图和真实场景，而虚拟现实技术的出现为学生提供了一种沉浸式的学习环境，极大地提升了学生的学习效率和动手能力。

本研究以虚拟现实技术应用于“建筑设计”课程的实践性实验为基础，对虚拟现实技术应用于“建筑设计”课程的使用者回馈与评价进行了深入的探索。通过本课题的研究，以期能为将虚拟现实技术运用于“建筑设计”课程的教学提供一些参考和帮助。

1、虚拟现实技术使用者回馈与经验分析

通过对虚拟现实技术在“建筑设计”课程中的使用情况进行调查分析，以进一步了解虚拟现实技术在“建筑设计”课程中的应用情况，以及使用者对虚拟现实技术的反馈。

1.1虚拟现实技术在学生中接受程度的研究

调查结果显示，大部分同学对将虚拟现实技术运用于“建筑设计”课堂上持肯定看法。他们觉得虚拟现实技术可以让学习变得更直观、更生动，让学习变得更有意思。同时，同学们对虚拟现实的使用也很感兴趣。通过虚拟现实的使用，同学们对建筑设计有了更深层次的了解，对自己建筑设计的能力也有了更深层次的认识。但也有一些同学对虚拟现实设备存在的成本高、携带不便、与现实生活脱节等问题表示担心和怀疑。因此，在虚拟现实技术的推广与运用过程中，教育工作者应从现实出发，结合学生的需要与现状，制定出切实可行的对策（表1）。

表1 VR在“建筑设计”课堂上的学生参与接受情况（30人）

1.2虚拟现实环境下的学生学习经验反馈

访谈中学生普遍反映，将虚拟现实技术应用于“建筑学”课程中，能够使学生对建筑设计的全过程、全细节有更为直接的认识和体验。通过研究学生的问卷调查和访谈结果发现，在网络环境下，学生能够较方便、有效地进行实践活动，有利于空间想象力、动手能力和创造性思维能力的培养。与此同时，学生们也发现，在虚拟现实教学中，难以适应新的互动模式和操作模式，需要一些时间才能熟练运用（表2）。

表2 VR在“建筑设计”课堂上学生经验反馈情况（30人）

2、基于虚拟现实技术的“建筑设计”课堂教学效果评估

2.1虚拟现实技术应用于教学的评价准则

将虚拟现实技术应用于“建筑设计”课程中，评价其教学效果时，应注意几个方面的问题：一是评价方法的选择。评价方法的选择要符合评价目标和评价要求，本课题的研究方法是经验性比较分析法；二是要确保资料搜集正确。搜集资料时，必须保证资料的正确及可靠。包括利用适当的工具搜集资料，有效地过滤和组织资料，进行所需的错误校验；三是设立明确的评价标准。评价的指标要清晰具体，能够反映出虚拟现实技术对传统教学模式的改变；四是进行有效的访谈和问卷调查。访谈和问卷调查必须准确可靠，要注重采访对象的选取，精心设计采访问题。对于问卷调查数据统计必须详细准备，以确保数据的客观性和科学性；五是考虑设备不确定性带来的影响。鉴于设备的选型、适应性、稳定性等因素会影响评价，为了确保有效评估结果，需要不断完善设备和考虑偏差；六是注重及时反馈和调整。注重及时将评价结果反馈给学生、教师、学校，根据评价结果调整和改正教学方式。

2.2虚拟现实技术运用于教学的评价体系构建

2.2.1评估方法与指标设计

在评估方法方面，采用问卷和访谈的形式，将学生对虚拟现实技术应用于“建筑设计”课堂的接受程度、体验感受和教学效果等方面进行综合评估。

1）设计评估学习效果的指数

(1）测试分数分配。根据测试结果，对学员的建筑设计水平进行评价。通过比较虚拟现实与传统教学的测试结果，分析虚拟现实的教学效果。

(2）课题成果。通过在虚拟现实中的课题研究，考察学生的动手能力和创造能力。可以从创意、技术、细节表现、实用性等几个方面来考虑。同时，也可以让他们对作品的构思和制作进行描述，从而对他们的动手能力和创造性思维的发展有一个整体的认识。

(3）学习进度评估。对参与虚拟现实课堂与常规教学环境下学生的学业进度进行比较，并对虚拟现实技术对学业进度的提升作用进行研究。

(4）学习态度与兴趣。通过观察学生在虚拟现实课堂上的学习态度和兴趣，评估虚拟现实技术对“建筑设计”课堂中学生学习动力的作用。

2）评估技术适用性

(1）学生使用情况分析。依托问卷调查形式，了解学生对虚拟现实技术的兴趣、对新型课堂的满意度，收集学生对虚拟现实技术课堂的期望和看法。

(2）教师反馈。收集教师对虚拟现实技术的态度、使用经验和使用后的教学结果。同时，通过调查问卷，了解广大教师对应用虚拟现实技术的要求及意见，为虚拟现实技术的进一步推广和使用提供参考。

(3）技术困难评定。对学员在虚拟现实技术应用中存在的技术困难及问题进行评定。通过对虚拟现实设备使用过程中的问题进行分析，找出虚拟现实设备使用过程中的难点和问题，对虚拟现实系统的使用过程进行优化。

3）评估交互式教学效果

(1）评估课堂氛围。观察虚拟现实课堂氛围、课堂互动情况，了解学生参与课堂的主动性、师生交流顺畅度、课堂气氛活跃情况等，评估使用虚拟现实技术后的课堂效果。

(2）评估人工与技术的互动性。立足学生协作能力、问题解决能力等，评估虚拟现实技术在增强教学互动中的效果，探讨虚拟现实技术在引导与组织教学中的作用。

2.2.2评价程序和执行

为保证评价结果客观、准确，评价过程区分四步：一是数据采集。通过课堂表现、作业成绩、期末考试成绩等指标，对虚拟现实教学与常规教学的效果进行比较；二是案例研究。选择具有代表性的案例，对虚拟现实技术下的产品开发过程进行研究；三是问卷调查。通过问卷的形式，了解学员对虚拟现实技术的接受程度、学习经验以及对虚拟现实技术的使用情况；四是访谈执行。选取部分同学进行深度访谈，以探究他们对虚拟现实科技的认知与经验、虚拟现实科技对其教学成效的作用。

2.3基于虚拟现实技术的网络课程与传统课程的实验比较与分析

为全面客观评价虚拟现实技术在“建筑设计”课程中的作用，采用了实证研究的方法，90位同学参加了基于虚拟现实技术的课程。通过调查问卷、访谈、成绩对比等方式，对学生的使用情况进行了调查，并对调查结果进行了分析。在实验期间，将45名学生分成两组，即实验组和控制组。实验组学生在虚拟现实环境下进行虚拟现实“建筑设计”课程学习，控制组学生在虚拟现实环境下进行传统“建筑设计”课程的学习。

2.3.1资料的采集和分析

通过一个学期的调查研究，获得了87个有效的调查问卷和23个访谈，对虚拟现实建筑设计课的教学效果进行了评价。

研究以虚拟现实技术为基础，以高层建筑商住楼为研究对象，运用虚拟现实技术对某一地区的规划方案进行了仿真研究。学生在这个虚拟的空间里对用地范围及周边环境进行公共空间设计，对建筑部分进行空间组织、流线设计、造型体量推敲、功能区域详细分析。最后，比较VR技术组与传统模式组的学习效果，分析VR介入下“建筑设计”课堂里课程设计目标完成度评价、学习阶段使用效果评价、以及总体使用效果评价。如图1—图3所示，通过比较，发现实验组的设计具有较强的创造性和实用性，并能较好地将所学到的知识用于解决问题。

图1 VR在“建筑设计”课堂中设计目标完成度评价（30人）

图2 VR在“建筑设计”课堂中学习阶段使用效果评价（30人）

图3 VR在“建筑设计”课堂上的总体使用效果情况（30人）

参与VR的“建筑设计”课堂中的学生，86%的受访对象对虚拟现实技术在“建筑设计”课程中的应用感到满意或相当满意，并对虚拟现实技术在“建筑设计”课程中的应用产生了浓厚的兴趣。和控制组相比，实验组课堂参与度更高、学习动机更强。学生普遍反映，在虚拟现实中进行建筑设计学习，更具有沉浸式和现实性，对建筑设计的认识也更深刻。调查结果显示，在虚拟实境教学中，同学们更乐于参与讨论、协作，对于复杂的设计理念也能更好地理解和把握，相较于传统模式，学生各个方面的能力都有所提升。

2.3.2研究分析和结论

通过数据统计分析得出，学生对虚拟现实技术课堂有着较为浓厚的兴趣，教学效果较好。在基于虚拟现实技术的“建筑设计”课堂中，可以有效培养学生创新思维，提高实践能力。与传统教学方式相比，虚拟现实技术为学生提供了一种沉浸式体验，培养了良好的团队协作精神。同时，也发现一些不足和不确定性因素。比如，虚拟现实技术设备价格昂贵，在普适性方面还有欠缺；在课堂中部分学生使用虚拟现实技术设备后感到身体不适；如何降低教学费用还需要进一步研究；虚拟现实技术在建筑设计教学领域的发展前景还有待观察。总之，将虚拟现实技术引入建筑设计教学，具有较为明显的优势，能够极大提高教学质效。对于存在的不足之处，也需要进行不断完善和修改，使其更好地在建筑设计教学中发挥作用。

3、面临的挑战及应对措施

3.1技术问题和解决方法

尽管虚拟现实技术在教学中具有很好的应用前景和优越性，但还面临费用昂贵、存在教学限制等技术难题。一方面，现阶段虚拟现实技术产品价格高，购置和维修产品给部分高校和学生带来沉重的经济负担。可以采取如下解决办法：一是依托租赁或共享方式，学校可以购买并租赁虚拟现实技术相关设备，遵循一定的使用或共享机制，提供给教师或学生使用；二是进行校企合作，学校与企业建立合作关系，由企业提供虚拟现实技术相关设备，包括研发部署、维修保养等技术和经济支持；三是政府拨款，协调政府相关机构，编报项目预算，提供资金支持。另一方面，在教学中发现，虚拟现实技术还存在软硬件更新快、仿真模拟贴合实际不紧密等技术问题。对此可以采取以下解决办法：一是定期更新虚拟现实技术相关设备的硬件和软件，组织相应的培训和指导；二是在“建筑设计”课程的实施中，将虚拟现实技术与传统教学方法有机融合起来，以确保学生能够更好、更深入地了解和掌握建筑设计。

3.2教育层面的问题和解决办法

在教育层面，还存在部分问题，如很多教师没有接受过有关培训，对虚拟现实技术掌握不够，驾驭课程有难度；部分学生对新事物感到陌生，对依托虚拟现实技术教学方式不适应；传统的教学评价方法未必适用于这种教学方式等。对此可以采取以下解决办法：一是组织教师进行虚拟现实技术教学相关培训，也可以集中有一定基础的教师，组织师徒帮带活动；二是需要企业支持，学校与企业建立合作，寻求企业人力、物力、财力等资源支持；三是对学生进行技术预先普及，学校可以为学生提供一些技术支持和指导，让学生循序渐进掌握虚拟现实技术，并以适时组织竞赛、活动的方式，让虚拟现实技术融入学生生活；四是针对新的教学方式，重新拟定教学评价内容、方法和标准，确保评价指标真实反映教学效果。

参考文献:

[1]张天驰,曹建秋.基于数字孪生技术的“智慧虚拟现实与元宇宙”课程教学改革探索[J].黑龙江工程学院学报,2023(2):73-77.

[2]顾至欣,金丽娇.虚拟现实技术在导游实训课程中的应用效果研究[J].中国职业技术教育,2016(14):85-91.

[3]方遥,卜凡海,葛峰.新工科背景下高校“建筑设计”课程实践教学改革与探索[J].现代城市研究,2023(9):120-125.

基金资助:湖北工程学院校级教学改革研究项目“VR虚拟现实技术介入下‘建筑设计’课堂教学改革研究”(202146);

文章来源:李梦薇.虚拟现实技术下的“建筑设计”课程使用者反馈与教学效果评估[J].重庆建筑,2024,23(08):87-89.