關(guān)于虛擬現實(shí)技術(shù)在工業(yè)設計人才培養的應用論文

　　摘要：文章通過(guò)分析虛擬現實(shí)技術(shù)的特性和工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)的教學(xué)特點(diǎn)，從人才培養的教學(xué)模式和教學(xué)手段的創(chuàng )新方面入手，提出虛擬現實(shí)技術(shù)應用于工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)教學(xué)和人才培養的可行性和模式，旨在將具有真實(shí)性、交互性、娛樂(lè )性的虛擬現實(shí)場(chǎng)景融入工業(yè)設計教學(xué)，開(kāi)展情境式教學(xué)，提升工業(yè)設計類(lèi)課程的教學(xué)質(zhì)量。

　　關(guān)鍵詞：虛擬現實(shí)技術(shù);工業(yè)設計;互動(dòng)性

　　虛擬現實(shí)技術(shù)是隨著(zhù)計算機技術(shù)的發(fā)展而產(chǎn)生的一門(mén)綜合性技術(shù)。虛擬現實(shí)技術(shù)涉及計算機圖形學(xué)、數字圖像處理、傳感技術(shù)、多媒體技術(shù)、網(wǎng)絡(luò )技術(shù)、模式識別、并行處理和人工智能等多個(gè)領(lǐng)域，在三維顯示和人機交互方面具備強大的呈現能力和互動(dòng)優(yōu)勢。在虛擬現實(shí)技術(shù)幫助下，用戶(hù)可以完全融入其中,并與系統發(fā)生交互，產(chǎn)生身臨其境的效果。在工業(yè)設計人才培養過(guò)程中，如何融合虛擬現實(shí)和三維動(dòng)畫(huà)的優(yōu)勢輔助教學(xué)、豐富教學(xué)手段，從而加強學(xué)生自主學(xué)習的能力；如何通過(guò)運用這種新技術(shù)和實(shí)施新教學(xué)模式，豐富工業(yè)設計人才培養內容，提升高校工業(yè)設計人才培養層次，是文章主要研究的內容。

　　一、虛擬現實(shí)技術(shù)的特性與交互式學(xué)習情境搭建可行性分析

　　1.虛擬現實(shí)技術(shù)的特征

　　本質(zhì)上來(lái)講，人與人之間存在各種接口，而虛擬現實(shí)就是其中的一種，它以先進(jìn)的技術(shù)手段為用戶(hù)提供視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和觸覺(jué)等各種真實(shí)而又自然的體驗，極大地提高了系統的.可用性和易用性，從而減輕用戶(hù)的認知壓力，提高系統的整體工作效率。虛擬現實(shí)技術(shù)的特性可總結為以下幾點(diǎn)：其一，包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、力覺(jué)、味覺(jué)、運動(dòng)等的多感知性；其二，用戶(hù)在環(huán)境中完全作為主角的真實(shí)感和沉浸感；其三，用戶(hù)對操作對象的順暢把握和操作反饋的流暢自然性；其四，物體在虛擬環(huán)境中完全遵循物理定律。

　　2.虛擬現實(shí)的認知特性

　　根據建構主義的觀(guān)點(diǎn)，教學(xué)的過(guò)程其實(shí)是借助一定的環(huán)境和工具，讓學(xué)生自主地建立起對知識體系的認知和理解的過(guò)程。而虛擬現實(shí)在架構虛擬環(huán)境方面具備無(wú)與倫比的優(yōu)勢，在此基礎上再植入豐富的學(xué)習資源，學(xué)生便能非常容易地融入其中，從而汲取到系統的知識點(diǎn)。虛擬現實(shí)的強交互性更是可以讓學(xué)生在知識的基礎上形成相應的見(jiàn)解和觀(guān)點(diǎn)。

　　3.虛擬現實(shí)技術(shù)的學(xué)習情境設計

　　在三維動(dòng)畫(huà)和虛擬現實(shí)技術(shù)的幫助下，教師可以營(yíng)造出虛擬的學(xué)習環(huán)境，學(xué)生通過(guò)虛擬環(huán)境進(jìn)行體驗、訓練和探究，并通過(guò)與系統的交互，從而對知識點(diǎn)進(jìn)行認知和理解。根據建構主義的觀(guān)點(diǎn)，情境、協(xié)作、會(huì )話(huà)和意義建構是學(xué)習環(huán)境中的四大基本要素，也正是虛擬現實(shí)技術(shù)的最大優(yōu)勢。

　　二、工業(yè)設計類(lèi)課程教學(xué)特點(diǎn)與需求

　　工業(yè)設計是工業(yè)化生產(chǎn)和市場(chǎng)經(jīng)濟的產(chǎn)物，工業(yè)產(chǎn)品設計開(kāi)發(fā)是科學(xué)技術(shù)轉化為生產(chǎn)力的核心環(huán)節，其從消費者與市場(chǎng)終端拉動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展。在課程設置方面，教師應注重使學(xué)生在達到各自專(zhuān)業(yè)方向基本要求的前提下能夠一專(zhuān)多能，使之能夠具備適應設計領(lǐng)域多種設計工作的綜合能力。

　　三、虛擬現實(shí)技術(shù)在工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)人才培養中的應用模式

　　借助虛擬現實(shí)的高度可控性與真實(shí)的用戶(hù)體驗效果，教師可以開(kāi)展嶄新的概念學(xué)習、技能訓練和協(xié)作學(xué)習模式。教師應以學(xué)生為本，采用針對性強、個(gè)性突出的教學(xué)策略和教學(xué)活動(dòng)，因材施教。在虛擬技術(shù)的幫助下，學(xué)生可以開(kāi)展新知識和專(zhuān)業(yè)技能的學(xué)習，還可以根據自己的需要、愛(ài)好和能力進(jìn)行興趣性學(xué)習、補償式學(xué)習、驗證性學(xué)習，從而實(shí)現真正的自主學(xué)習。虛擬現實(shí)技術(shù)在工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)人才培養中的作用，有以下幾個(gè)方面：其一，虛擬實(shí)驗和演示。在教學(xué)過(guò)程中，借助虛擬現實(shí)技術(shù)，學(xué)生可以開(kāi)展各種實(shí)驗。如，針對產(chǎn)品結構的合理性測試，受力情況下或在極端條件下的穩定性測試。其二，數字場(chǎng)景漫游。虛擬現實(shí)具有沉浸性和交互性，可用于空間展示設計、產(chǎn)品展示的環(huán)境搭建等方面。其三，技能訓練。學(xué)生可以在虛擬的環(huán)境中實(shí)現角色扮演，從而全身心地融入虛擬學(xué)習環(huán)境，通過(guò)各種技能訓練，提高實(shí)踐能力。此外，由于虛擬的環(huán)境沒(méi)有任何危險，學(xué)生可以安全、反復地訓練，直到完全掌握。

　　通過(guò)三維建模、材質(zhì)制作、演示動(dòng)畫(huà)設計、虛擬交互開(kāi)發(fā)等一整套的制作，人們可實(shí)現基于電腦的虛擬產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與展示系統。教師可建立一種聲像立體全息的表現形式，給予學(xué)生視、聽(tīng)、觸覺(jué)多方位的感官刺激，使得產(chǎn)品開(kāi)發(fā)與教學(xué)流程更有表現力和吸引力，將廉價(jià)、可行、實(shí)用的虛擬現實(shí)技術(shù)學(xué)融入工業(yè)設計教學(xué)，開(kāi)啟情境式教學(xué)，提升工業(yè)設計類(lèi)課程教學(xué)質(zhì)量。對于工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)來(lái)說(shuō)，這種沉浸式的用戶(hù)體驗感有助于設計過(guò)程中的模型構造、材質(zhì)設定和交互式動(dòng)畫(huà)演示，這種實(shí)時(shí)交互的操作方式也有利于工業(yè)設計專(zhuān)業(yè)的學(xué)生實(shí)現虛擬的技能訓練和協(xié)作學(xué)習。

　　作者:章新成 單位:九江學(xué)院藝術(shù)學(xué)院

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