VR技术在艺术设计教学中的应用解析

【摘要】随着科技的不断发展，VR技术在各行业中得到了广泛。现阶段，VR技术在教学中得到了应用。在教学中应用VR技术的主要目标为提升学生学习积极性及多种能力，使用VR技术可有效提升教学效果。未来一段时间内，VR技术将在教学中得到广泛应用。在艺术设计教学中使用VR技术，对培养、提升学生自我分析立体空间的能力具有重要意义。探究了VR技术在艺术设计教学中的应用措施与设想。

【关键词】VR技术;艺术设计;教学;应用

1、VR技术在艺术设计教学中的应用措施与设想

1.1教学指导理论

相较于教学技术及方法，虚拟现实技术诞生、发展时间较短，其发展还不够完善。为保证V虚拟现实技术可与教学方法、教学模式有机融合起来，需完善的教学理论科学引导两者的融合。下文主要依据两种教学理论进行研究。

1.1.1认知—发现学习理论。

虚拟现实技术可为用户营造各种虚拟环境，如此对激发学生兴趣、提升其积极性具有重要意义。与传统教学方式不同，将虚拟现实技术应用到教学过程中，可充分激发学生学习兴趣。认知主义更为重视学习者的智能发展，采用虚拟现实教学方式可培养学生多方面能力，教师可利用多种软件、设备营造相应虚拟环境提升学生学习自主性。因而，教师需深入研究认知—发现学习理论，并了解学生学习过程中已形成的认知结构，并帮助其不断完善认知结构。

1.1.2建构主义理论。

认知发现学习理论更为重视学习者在学习过程中形成知识结构，与之不同的是建构主义理论更为重视形成相应图式（图式指的是个体对世界的理解与思考方法）。建构主义理论认为，学习者在学习知识时并不需教师的传授，仅需通过自己学习相关资料就可形成自我意识。利用虚拟现实技术可建设虚拟环境及空间，将此技术应用到教学活动中，可帮助学生形成自我意识或建构相应图式。因而，在虚拟环境当中，并不需教师的指导，只需为学习者构件良好虚拟环境即可。

1.1.3教学理论与虚拟现实技术之间的关系。

为提升学生学习观念，在教学过程中需科学使用虚拟现实技术，使用此技术建设虚拟学习系统，学生在操作此系统时，可激发其发散思维，培养学生多方面素质及能力。学生作为整个学习活动的中心及主体，利用VR系统可充分发挥学生主观能动性、实现个性化学习，同时可在活动中进行交互性活动，激发学生学习兴趣，提升学生自信。学生可进行自我总结，并建立自己的知识结构。通过分析认知—发现学习理论与建构主义理论，可发现若采用不同教学环境、教学方法等，将给学生心理造成不同影响。这些教学理论的提出及研究对虚拟现实技术在教学中得到合理应用具有指导意义。

1.2艺术设计教学专业探析

艺术设计主要包含了产品设计、环境设计、平面设计等，其审美标准与传统艺术存在一定差异，其将受到很多因素的影响。艺术设计是设计者依据自己的审美观、人文素质等进行设计。艺术设计作品将充分体现设计者的综合素质，比如：创造能力、想象力等。

1.2.1产品设计

产品设计属于一种解决问题的方法，其可解决物理事物或工具开发、优化问题。通过规划、设计产品可提升产品质量及效果。产品设计质量将充分展现本阶段经济、技术及文化发展特点。因此，需重视产品设计质量。若产品设计质量较差，在生产过程中需使用部分费用调整、优化生产设施及生产材料。提升生产效率、加你工地生产成本，需重视产品设计质量，以提升产品竞争力。在产品设计教学过程中科学使用虚拟现实技术可激发学生学习兴趣，培养学生创造力及想象力。同时，还可利用虚拟现实技术向学生展现产品细节及生产过程，如此可使学生了解产品生产过程。

1.2.2环境设计

环境艺术设计指的是建筑物室内外空间环境设计，其主要涉及建筑學、城市规划学、人类工程学、设计美学、社会学、文学等多种学科。环境艺术设计指的是利用多种方式对建筑物室内外空间进行艺术处理，利用多种设计语言及植物、小品、雕塑之间的配置，营造特定的氛围及风格，以满足使用功能及审美要求。虚拟现实技术可充分应用到环境设计教学活动当中。虚拟现实技术可为学生提供各种不同虚拟环境，激发学生创造能力、想象力。

1.2.3平面设计

平面设计是将人类视觉系统作为沟通及表达方法的一种设计方式，其可采用多种方式向人们展现设计作品，也可进行可视化表示。平面设计者可依据自己的想象对设计目标进行创造。平面设计专业大多利用计算机软件进行设计、创造。平面设计作品用途：标志、品牌、出版物、广告牌等。在平面设计教学活动中科学应用虚拟现实技术，可加强学生对二维空间、三维空间的理解。采用虚拟现实技术，可激发学生的发散性思维，培养其创造意识、创新意识及能力。

1.3在设计教学中应用VR技术的必要性

随着经济的不断发展，设计环境变化也较大，传统教学模式已不能满足艺术设计教学要求（采用传统教学模式培养出的人才并不能满足设计工作要求）。传统教学模式当中，受到时间、空间、教学模式等方面因素的影响，学生的学习兴趣、积极性并不够高，因此其教学效果不够好。在此背景下，将直接影响学生的设计意识及设计能力。因此若教师不能针对每个学生进行个别指导或教具展示数目、种类较少，将不能有效启发学生设计灵感。不同教师的教学风格不同，不同学生对其的理解速度也不相同，因此教师需依据学生理解能力采取不同教学方式。

虚拟现实技术在教学过程中的应用可有效规避以上问题，使用虚拟现实技术可模拟多种环境。教师可利用虚拟现实技术为学生模拟其在设计中可能遇到的问题，并指导学生解决这些问题，如此可有效激发学生兴趣，培养其独立思考能力及创造能力。在艺术设计教学过程中，使用虚拟现实技术，可有效提升教学效果，降低教师工作压力。因此，教师需积极将虚拟现实技术与艺术设计教学有机融合起来。

1.4使用桌面式虚拟现实教学方式的可行性

虚拟现实技术属于新型、综合型技术，因此其硬件设备价格较高，且软件系统复杂程度较高，因此虚拟现实技术使用、推广成本也较高。高质量虚拟现实设备应用范围较窄，且对沉浸性体验的重视程度较高，因此虚拟现实设备体积较大，其并不能有效应用在教学当中。研究发现，部分使用沉浸式虚拟现实设施进行教学活动的，并未获得预期效果。目前，沉浸式教学方式交互程度不够高，很多虚拟环境只能观看。在教学中应用沉浸式虚拟现实设备，将导致师生间的沟通、交互减少。

依据虚拟现实技术在教学活动的中应用，探究如何充分发挥虚拟现实技术的积极作用是我们需深入研究的问题。目前，为达到教学目标及教学效果，可采用桌面式虚拟现实显示设备。为保证教学效果，需重视虚拟现实理念在教学中的应用。若教师过于重视虚拟现实技术的应用，可能影响教学效果及效率。因而，教师在教学过程中，需合理应用虚拟现实技术，虚拟与现实世界相似的环境进行教学。

传统教学模式当中，学生需通过观看教材中的平面推行或教具进行学习，但是这种学习方式将影响学生的想象能力，在教学中充分使用虚拟现实技术可有效避免此问题。教师在教学过程中，可通过建立一个三维模型或利用RHINO建模，使学生观察立体模型。利用桌面式虚拟现实系统可充分展现不同教学设备、产品的功能。设计作品将采用虚拟现实方式形成文件，在虚拟环境中可随时随地查看这些虚拟文件。在艺术设计教学过程中使用虚拟现实技术，学生可观察三维立体模型，如此可激发学生学习兴趣，提升学生理解能力，从而提高教学效果（桌面虚拟现实技术在艺术设计教学中使用较多）。

其他虚拟现实技术教学设备存在的不足：

①虚拟现实设备价格较高，价格较低的虚拟现实设备不能达到预期效果，学习者并未获得预期感受，因此其并不能应用与艺术设计教学活动中;

②内容质量与硬件存在差异。现阶段，虚拟现实设备更新速度较快，但是大部分单位或个人并不能研发相应软件技术;

③部分人使用虚拟现实设备过程中将产生头晕的感觉。研究发现，人体头部运动与其视野延迟时间不能高于20毫秒，不然人体会出现眩晕的感觉（其主要原因是：人类眼睛发现图像与自身运动存在差异）。为满足此要求，对于虚拟现实设备的要求较高，此类设备需及时、准确测量人体头部转动速度、角度及距离，从而形成相应图片。若在艺术设计教学活动中使用沉浸式虚拟现实设备，需确保图像与信息同步程度较高;

④未建立信息库，将虚拟现实设备应用到艺术设计教学活动中，需详细记录艺术设计理论知识、模拟环境、学生互动情况、学生查询记录等资料。因而，为满足艺术设计教学需求，需建立相应信息资源库，但是大部分学校并不能满足这一要求;

⑤虚拟现实技术对于网络通信带宽要求较高，分布式虚拟现实系统的实现就需要网络的支持，利用网络可保证不同地区的用户或不同虚拟环境的物理环境连接在一起。此虚拟技术可为师生提供多种虚拟环境，然而网络带宽将影响分布式虚拟现实技术的应用及实现。因而，为保证分布式虚拟现实系统可正常运行，需保证带宽。

1.5桌面式虚拟现实系统优势

首先，直观性较强。利用计算机与其他设施为学生营造的虚拟换金，可使学生直观观察事物变化情况，并通过操作转变虚拟环境。此种方式较为简单，学生也更易理解，可有效提升教学效率及效果;

其次，提升交流性。在使用桌面虚拟现实系统进行艺术设计教学时，教师与学生均可参与此活动，在此虚拟环境中师生可进行有效沟通[15]。教师作为教学活动的引导者，可利用各种教学软件引导学生自主学习，如此可激发学生学习积极性，培养学生发散性思维，这对提升教学效率及效果具有重要意义;提升教学效率、实现资源共享。在艺术设计教学过程中使用桌面式虚拟现实技术，可由计算机采集、处理教学数据，可多次进行软件与硬件实验，其实验并不受数字的影响，如此可有效提升虚拟现实设备利用率;

最后，维护简单。在教学过程中使用过的桌面式虚拟现实设备是由专人统一管理，由专家进行维护。在学生操作过程中，可限制学生错误操作，备份多种数据，如此才可避免出现安全问题。

1.6桌面式虚拟现实教学规划

在教学过程中使用桌面虚拟现实系统时，学生可由计算机屏幕观察虚拟环境，并且利用各种教学软件，学生可学习并掌握艺术设计相关知识。学生可利用计算机屏幕观看三维立体图形或立体场景，如此可有效激发学生学习积极性。现阶段，应用与教学中的桌面虚拟现实系统沉浸度不够高，但是此虚拟现实系统在教学中的应用较为广泛，且可满足用户交互功能需求。现阶段，我国各高校、研究所均使用桌面式虚拟现实技术进行虚拟现实教学，其主要由虚拟现实图形显示、效果观察、交互等几方面构成。

2、结语

高校是我国重要教育场所，将为国家、社会培养大量人才，在教学活动中使用虚拟现实技术可有效激发学生学习积极性，提升教学效率及效果。未来一段时间内，虚拟现实技术将成为重要的教学方法。为有效激发学生学习积极性，培养学生独立思考能力，提高学生创新、创造能力，需合理利用虚拟现实技术。

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作者简介：王峡（1982-09） 女，汉族，籍贯：河南南阳市，本科学历，副教授，研究方向：艺术设计。