费志宏
浙江树人大学
课题：《基于VR技术的体验性城市空间教学探索》Kg20160350
摘要：空间的知觉和设计能力是空间教学的难点和痛点，历来受到表达手段和交流形式的限制。 VR技术沉浸式、体验式的特点，为空间教学提供了新的探索舞台。本文围绕“VR技术如何介入空间教学”这一命题，从教学策略、师资建设、教学工具、教学内容、教学手段与方法等方面都做了全面的课程改革实践，取得了宝贵的经验和教训。
关键词：VR技术，空间教学，课程改革
1背景
对空间的知觉和设计能力被普遍认为是建筑师的核心能力之一，也是建筑学的教学难点之一。但针对空间能力的培养方法却较为有限，图像、模型、摄影等空间表现手段均表现了空间的部分真实特性，近年来的SKP、犀牛等软件应用，也为学生提供了三维可视化的认知途径。但建筑空间的体验需要远远要比这些更复杂，它不仅需要更为灵活的视点变化 , 而且需要模型所不能提供的尺度、光线、肌理等感受。
如何利用VR技术打破时间和空间限制的优势，让其在设计类教学领域中，发挥空间感知的“体验性”特点，提高空间教学效率、激发学习兴趣，是本次课程改革研究和实践的主要工作。
为探索VR技术在建筑设计类课程中的空间感知教学，研究以《城市设计》课程为主要载体，协同《建筑设计》、《建筑设计基础》、《城市调研》等专业平台课和实践环节，展开多层次的深化改革，在教学策略、师资建设、教学工具、教学内容、教学手段、教学方法等方面都做了大幅度的改革和尝试，取得了宝贵的经验和教训。
2 建构校企合作的改革策略
2.1改革面临的困境
在构思项目之初，课程改革面临着VR软件不成熟、师资队伍学科跨界性弱、线下课时紧张等一系列问题。
第一方面，VR技术作为一项新型技术，还不够成熟，在教学领域中的运用一直处于摸着石头过河的状态。立项之初，市场上还没有功能特别强大且使用稳定的VR渲染工具，最有影响力的是“光辉城市”名下“MARS”。但这一软件不仅对电脑硬件配置有较高要求，还需要缴纳费用，所以在日常教学中推广的可行性较低。
第二方面，城市设计课程原有的教师团队是清一色的设计师思维和能力，对设计软件的掌握一般停留在应用的层面上。但当时的软件还不成熟，并没有非常完善的配套学习资料供教师提前学习，只能处于和学生共同学习的状态，自然也缺乏指导学生的足够实力和底气。
第三方面， VR技术作为一种空间教学的一种辅助手段，只是一种传递表达空间语汇的新型媒介，并不是设计课程的教学核心，不可能从原本就紧张的线下课堂上单独开辟出大块时间来进行VR软件的应用教学。
2.2校企合作的应对策略
而此时，杭州的北辰智能科技有限公司里，一群来自建筑设计业与IT业的跨界人士正在全力自主开发一款VR渲染工具——“幻享云”。他们在积极研发的同时，正在向各大设计院和高校发出邀请，寻求更多的用户体验他们的产品，以便从用户反馈中找到不断升级迭代的发展方向。在天时、地利、人和的情况下，课题组与渲云科技有限公司的前身——北辰智能科技有限公司以校企合作的具体方式一起展开了空间体验式教学的探索工作。
在具体教改过程中，教学团队负责教学目标的设定、教学内容的规划与重塑、教学进程的把控、教学成果的整理、软件体验感受的收集与反馈等工作。而北辰科技则为我们的课程改革提供了大量技术、物资和经费上的支持，比如“幻享云”软件的无偿使用、VR设备的无偿预约使用、千人业师的授课、VR技术导师的在线辅导、实习岗位供应等一系列支持。
3、组建职能合理的“双师双能”教学团队
为了进一步落实校企合作的改革策略，在课程建设期间，逐步形成了多达10人的“双师双能”教学团队，其中高工、博士、一级注册建筑师的占比达到70%，课题组教师的下企业比例更是高达100%（接受专业培训比例达75%、实践锻炼比例达100%）。
这支 “职能分工明确、校内外联合互动”的教学团队由校内外相关人员共同构成。其中《城市设计》课题组教师4人，主要负责课程体系整体规划调整，长期开展教学内容的全面更新优化，教学任务的系统落实践行。行业业师4人，主要承担VR技术的咨询、VR平台的建设，并对辅助方案设计、后期表现、行业资讯等教学环节给予支持。辅助教师3人，主要协助实践、参观、调研、模拟职场等实务环节的落实。
4 “幻享云”VR工具助推空间教学
我们在课改项目中使用了渲云科技的“幻享云”VR软件。
这款软件与其他渲染工具相比，具有“实时渲图”、“快速出图”、“便捷汇报”这三大优势功能。软件具备的核心技术可以在 “城市空间认知”、“方案概念构思”、“建筑形体推敲”以及“后期成果表达”四个设计阶段中，有效支持师生间对空间体验和交流的需求，能够基本满足不同深度和不同目标的沟通诉求。
软件的硬件配置要求不高，与上位建模软件的兼容性强，操作界面简单易上手。软件本身的“全自动布光”技术和全局反射算法，大大降低了对设计人员的渲染技能要求。软件的VR视效以沉浸式的视角打开了师生交流的空间屏障，让原本晦涩的空间表述变得可视可感，缓解了空间教学中信息传译不准确、易偏差的问题。
而且用幻享云完成的方案，每个项目会自带一个二维码和离线包，无论在线上还是线下，无论是专职教师还是业师，都可以通过二维码在自己的手机上与学生展开方案解读和信息沟通。让空间教学很大程度地摆脱了时间、地点、设备等因素的重重制约。
5、空间教学内容与VR技术的契合
空间教学是本质，VR技术是手段，如何将“幻享云”VR技术巧妙地融入到城市设计空间教学的大框架中去，是教学改革的核心内容。梳理了近年的教学记录，将原有的教学模块中面临的空间训练的难点、重点和薄弱环节提炼出来，明确了“体验式”空间教学的建设思路，强调了 “感性体验——抽象认知——具象设计”的城市空间设计思维，完成从理论解读到实践操作的综合把控。
课程教学内容在城市设计一般流程的基础上，把整个教学进程体划分为：空间认知模块、概念构思模块、空间形体模块、成果表达模块。正对每一阶段的空间教学目标和需求，循序渐进地植入“幻享云”VR技术的相关内容，降低空间教学的难度，提高空间教学的效率。
通过VR技术的植入，使得原本的一些教学难点、痛点变得直白起来。例如，空间视廊的概念，学生本来很难在设计过程中准确理解和表达，但通过幻享云软件以VR技术呈现出来后，就可以反复应用VR模型进行推敲空间。
6教学手段和方法
6.1项目二维码助力空间的体验式教学
每个用“幻享云”制作的项目，都会自带一个项目二维码和离线副本，通过扫描二维码，就能详细地解读出某方案的“项目简介、动画、手机720VR图、总平面图、定点效果图”等丰富内容。（详见图2）这一契合现代人交流方式的高效率沟通途径，方便了师生间的案例分享和探讨，让空间教学很大程度地摆脱了时间、地点、设备等因素的重重制约，完成多方位的沟通和展示。无论在线上还是线下，无论是专职教师还是业师，都可以通过二维码与学生展开及时地方案解读和信息沟通。特别是在疫情的限制下，学生短期内不适合开展大人流量地实地踏勘和调研工作。有了一些相关的二维码资料后，就可以通过VR的形式，把场景体验浓缩到手机的方寸之间，提高了安全性，降低了实习成本。
6.2多元协作，探索VR教学的课堂组织形式
（1）“幻享云”基本教程的线上学习
“幻享云”基础教程的学习途径主要依靠线上自学，在线资源一个是“幻享云”官网首页上“免费试用”一栏下的“软件教程”板块，另一个是城市设计课程在浙江树人大学慕课上建设的线上课程。此外“幻享云”的官方微博和抖音号上也都有相关教学视频。
“幻享云”VR技术作为辅助设计的计算机能力，其教学内容、教学形式都是灵活机动的。“幻享云”基本教程的主要学习内容可以提炼为18个微视频（详见附件），另有配套的文字教程。内容主要包括：VR的5种表现形式、表现效果篇、SKP导出、双面材质篇、智能光环境计算篇、素材库篇、玻璃材质篇、草地篇、水面篇、特殊材质水面篇、动态天空篇、动态天空动态阳光篇、快速种植篇、任意剖切面、立面设置篇、动画路径篇。
（2）“幻享云”实操环节的线下指导
作为线上学习之后的应用实操环节，主要由“幻享云”的技术人员负责技术指导，具体指导形式非常多元。每年都会组织几次业师进驻课堂的教学形式，为学生们详细介绍和讲解软件的特点、优势、应用技巧等内容。课后会由企业的技术导师常驻VR学习的微信交流群，为学生在线解答疑问，进行指导。到成果表现阶段时，对参数的编辑操作就会增多，单靠微信和视频交流效率不高。就会组织学生们带着各自的作品前往“幻享云”公司总部，由技术人员亲自动手指导各类参数的调节。
7.后续建设思路
通过“幻享云”VR技术的介入，使得师生之间关于空间语汇的信息传译更加准确，提高了对大型城市空间的感知能力，加快了方案决策阶段推进速度，减少了因空间传达不准确而导致的反复修改情况，切实提高了的空间教学的整体效率，
但在教学过程中因为没有配套的虚拟实验室支持，所以很多时候受到硬件设备的制约，虚拟技术的教学应用多数时候停留720VR显示模式，只能在企业线下进驻课堂、或学生前往企业交流的情况下，有机会体验到头盔、手柄等VR设备体验沉浸感更突出的VR教学。而VR设备的应用环节，在空间设计的后期表现阶段所占比重较大，希望在后续工作中，积极助力学院虚拟实验室的建设，最大限度地充分发挥沉浸式体验的媒介优势。