计算机辅助设计课程教改中的虚拟仿真研究
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〔摘要〕计算机辅助设计即利用计算机及相关配套设备帮助设计师进行设计工作，可以较快地完成最优化、最准确的设计方案。在高校设计类学科里，计算机辅助设计课程通常作为专业基础课，占有重要的地位。虚拟仿真技术是科学技术发展的成果，已逐步在各学科领域中运用。虚拟仿真技术在计算机辅助设计类课程教学改革中起到积极有效的推动作用，为课程的建设提供了新的途径。
〔关键词〕虚拟仿真;计算机辅助设计;教学改革
一、计算机辅助设计课程教学改革的现状
计算机辅助设计简称CAD，20世纪50年代诞生于美国;而后随着计算机技术的快速发展，各种硬件和软件的更新及优化，使得设计过程更趋自动化，逐步在建筑工程、工业工程、服装工程、印刷出版、教育等多领域广泛运用。而在艺术类环境设计专业方面，使用计算机辅助设计软件辅助教学，可大大节省绘图的时间，提高制图的准确性和工作效率。
计算机辅助设计是环境设计专业的专业课程之一，计算机设计能力在专业理论和技能的训练中起到至关重要的作用。环境设计专业开设以来，各高校一般都设置AutoCAD和3Dmax两个教学部分的计算机辅助设计课程，随着人才培养方案的多次调整，课程的设置也不断进行优化，强调其专业基础地位。
专业型人才的培养离不开实践教学，实践教学的一个重要环节是实验训练，因此实验室建设在计算机辅助设计教学改革中占有举足轻重的地位。各高校在实验室的建设中，根据自身的条件不断投入建设经费，合理教学空间和教学设备，逐步建成并完善数字媒体艺术实验教学中心，主要承担AutoCAD和3Dmax等课程。
二、虚拟仿真技术在课程教学中的应用情况
虚拟仿真技术又称模拟技术，是计算机技术迅速发展和信息化、数字化的产物。环境设计是对城市、建筑、室内等特定空间环境，通过设计来进行创造和优化的实用艺术。在环境设计中合理运用虚拟仿真技术，可以提高工作效率并进行创新。因此，部分高校利用自身的特点，建成了省级或国家级虚拟仿真实验教学中心。其中，一些环境设计虚拟仿真实验室开设有城市空间漫游体验、建筑空间虚拟认知、室内空间功能仿真设计、建筑模型仿真制作等实验教学项目，逐步将高消耗、高成本的大型综合实验数字模拟化。
三、虚拟仿真技术在计算机辅助设计课程教学改革中的意义
环境设计专业服务于我国地方经济建设，是具有鲜明应用型特色的专业，培养适应全国经济建设发展需要，掌握基础理论知识与专业技能，并具有创新意识及设计实践能力的高级应用型专门人才。目前社会和相关市场要求环境设计师应具有扎实的理论基础并能贯彻运用，具有创新精神;绘图技能熟练，具有项目管理能力。计算机辅助设计是这些技能的重要体现之一，而运用虚拟仿真技术能更有效、更轻松地掌握相关基础技能。
（一）使用虚拟仿真技术能提高学生对空间的认知度。计算机辅助设计课程，一般安排在设计识图与制图和建筑空间基础等专业课程之后。经过相关课程的学习，学生对建筑的基本知识有了一定的了解，对空间概念有了一定的认识，但也存在一些欠缺，特别是部分学生对空间理解能力不够，在后期的学习过程中，明显感觉力不从心。通过虚拟仿真实验训练，有助于学生对空间的理解。
（二）使用虚拟仿真技术能丰富学生的知识面。传统的教学中，教学课时、授课课件制作等诸多因素影响全局教学。通过虚拟仿真技术，可以缩短相关的授课学时，丰富教学课件案例，有助于学生掌握基础知识，提高理解能力和分析能力。
（三）计算机辅助设计可以推进虚拟仿真技术的创新发展。虚拟仿真技术依托于计算机技术，计算机辅助设计可以创建更加真实、更加绚丽的虚拟世界。学生在掌握基本技能之后，可以结合个人的创新能力和开发能力，最终推动虚拟仿真技术的发展。
四、基于虚拟仿真技术的计算机辅助设计课程教学改革新措施
在当今数字化时代，为适应现实中诸多制约因素，计算机辅助设计课程还需要不断探索、不断改进。在不同时期，都或多或少存在一些影响学生学习热情的问题。首先是计算机辅助设计无用论，觉得计算机辅助设计课程是计算机技术课，从而导致重理论轻实践的现象。其次是计算机辅助设计夸大论，部分学生认为，只要掌握了计算机辅助设计技能，就具备艺术设计的能力。因此，教师在课堂教学中首先要强调计算机辅助设计在学科领域的重要性，在今后就业过程中的重要性。
（一）不断调整人才培养方案，明确教学目标 根据社会对人才的需求，必须做到平均每4年调整一次人才培养方案，总结前期方案存在的问题或者不适宜的地方，及时进行调整。在制定方案的过程中，必须要求一线教师参与进来，课程方面根据社会需求来合理设定，做到所设定课程通过教学能充分发挥学生的创造性，从而培养学生的创造力。
（二）人才培养模式改革和人才培养体制机制改革 课程设置要紧凑，突出重点，强调课程的序列关系，前后连贯，循序渐进地培养学生的专业能力。协调好计算机辅助设计课程与本专业各门基础课的关系.该课程并非计算机学科课程，合理安排本课程的时序，直接影响环境设计专业的整体教学进程。例如建筑识图与制图、建筑空间基础等为环境设计的基础理论及技能课程，尽可能安排在计算机辅助设计课程前面完成。部分高校开设专业以来，计算机辅助设计课程曾达到260个课时，课程时数影响了专业课的进程;经过多次修订，现实行的教学计划中，安排课程104个课时，课时缩减，教学效果又不理想。根据环境设计专业的学科特点，将计算机辅助设计课程的部分环节融入环境设计的后续专业课程的实践教学中，既可有效解决本课程的教学时数安排问题，又能提升其他课程实践教学效果，调动学生的参与积极性，提高创新能力的培养。
学分比重与培养目标一致，以达到重创新和突出重点的目的。调整考核方式，改变过往完成课程图形或模型的方式。学生在完成课程的基础图形绘制及模型制作等练习之后，需利用计算机辅助技术完成空间环境创造实验，从而使学生能靈活贯穿运用所学知识，清楚认识自身不足，了解评分标准，方便其主动学习改进。
（三）强调课程教学的重点，适应市场需求 调整教学大纲及授课计划，合理分配理论教学与实验教学的比例，体现技术性和创新性的培养目标。在大纲的制定过程中，由管理、教学、实验等部门共同修缮完成。强调计算机辅助设计的教学重点，形成课程特色。可将课程设置为基础、理论及实践三个部分。基础部分结合计算机辅助设计的特点，在实验室由实验教师指导完成，学生重点掌握软件的基础操作;理论部分，由授课教师利用虚拟仿真技术对经典或优秀案例进行深度剖析，学生运用基础技能完成空间设计练习;实践部分，教学可以计算机辅助设计软件和网络软件的结合，例如在传统计算机辅助设计软件基础上研发出来的Lumion、酷家乐、居然家、美家等，结合科研或者社会项目，完成空间设计或虚拟现实场景。
（四）优化教学资源，加强实验室建设 加强优质课程资源建设，完善图书和数字信息资源建设，建立专业资料库，满足师生研究需要。整合实验教学资源，以虚拟仿真等先进技术为手段，进一步扩展实验教学项目，推进教学资源共享、互动数字信息化教学方式的改革。引进高学历的专业实验人才，组建由经验丰富的高级职称教师为指导，中青年骨干教师为主导，高技能的实验人员辅助教学的高水平实验教学团队。切合实际推进具有沉浸感、交互性和真实性虚拟仿真系统的建设，满足课程的需求。
结语
在新工科建设的背景下，计算机辅助设计课程经过多年的实践，已经成为环境设计专业的核心课程之一。虚拟仿真技术的出现，为环境设计专业的教学改革提供了新的途径。与时俱进地融入国内外先进的设计方法与理念，不断加强和完善虚拟仿真技术在课程教学中的实践，可提高课堂教学效果。
（责任编辑：尹雨）
参考文献：
[1]李纳璺.以创意为核心的视觉传达设计专业计算机辅助设计教学改革探索[J].美术教育研究，2013（23）.
[2]刘春红.基于云平台的虚拟实验室建设与实现[c].第七届全国高校计算机网络教学暨网络工程专业建设研讨会，2014.
[3]蔡应心.深化以就业为导向的计算机辅助设计软件实训教学改革[J].黑龙江科技信息.2013 （13）.
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