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【摘要】闡述以沉浸感、交互性和構想性為主要特性的虛擬仿真技術的發展為產品設計課程改革所帶來的新啟發和思維。提出在虛擬仿真技術背景下產品設計課程創新改革的路徑。認為虛擬技術帶來的技術創新是不可逆轉的，其所蘊含的高科技元素可以為產品設計課程發展提供更多元化的形式，也為設計人才培養提供更廣闊的平臺。

【關鍵詞】虛擬仿真；產品設計；教學改革

隨著科技與互聯網的快速發展，教育現代化實施加快推進，推動以互聯網和新興技術等手段服務教育教學過程的新型教育教學模式。在此發展趨勢下，傳統產品設計課程充分利用新興信息技術開展人才培養模式和教學方法改革顯得十分重要與迫切。而虛擬仿真技術發展為產品設計課程創新、改革教學形式和手段，提供了巨大潛力和技術支撐。

1虛擬仿真技術目前應用和發展的現狀

虛擬仿真指借助計算機及最新傳感器技術創造的一種嶄新的人機交互手段，它在多維信息空間上創建具有交互效能多維化的虛擬信息環境，使用戶具有身臨其境的沉浸感，具有與環境完善的交互作用能力，并有助于啟發構思。目前虛擬仿真技術已在航空航天、軍事、科研、工業、醫學、教育、娛樂等許多領域得到了應用。國外高校運用虛擬仿真技術進行了一系列值得關注和學習的教育變革與應用創新。國外高校以信息技術推動實驗教學改革的案例中，提倡建設具備數字化學習條件和虛擬實驗環境的未來教學實驗室，使教學環節和實驗環節相結合，這能夠節省購買昂貴設備的費用，還可以實現設備的共享。如在英國，英國開放大學開放科學實驗室構建了3D沉浸式環境，可支持遠程控制、虛擬儀器、交互多媒體實驗以及在線分析研究的研發平臺，目前實驗室能夠在線實現所有的實驗室功能，學生通過網絡可以完成整個實驗項目。而且，實驗室還架設了一批集網絡應用和虛擬現實為一體的實驗室，可以實現虛擬儀器的在線共享等功能。虛擬仿真技術應用與發展需要較大的資金投入，而且起點難度高。國內對其的研究起步較晚，所以與一些早期發展技術的國家比較起來有差距，但政府及相關學科的專家已經對其加以重視，并制定和開展對虛擬仿真技術研究的計劃，例如九五計劃、國家自然科學基金、863計劃等都把虛擬仿真技術列入了研究項目。北京航空航天大學計算機系是最早進行虛擬仿真技術研究和應用的高校，重點關注虛擬仿真基礎性研究和航空仿真，已研究開發出用于飛行員訓練的VR系統，從多方面優化和提升了培養飛行員的過程與效果。而在教學改革方面，國內各高校分別進行不同學科、專業內的虛擬仿真技術應用與教學改革研究，如桂林理工大學王建華等教師在2018年2月《湖南包裝》雜志上發表的《新工科背景下包裝設計虛擬仿真實踐教學與創新平臺的構建》，該教改論文從包裝設計基礎實驗模塊、包裝設計綜合實驗模塊和包裝設計創新模塊3個模塊為出發點，構建了包裝設計虛擬仿真實驗教學與創新平臺，并應用于實踐，取得預期成果。目前虛擬仿真技術向民用商業領域推廣和應用的趨勢非常強，從應用而言，虛擬仿真現在已經逐步深入到人們生活中的方方面面。

2虛擬仿真技術背景下產品設計課程改革思路

隨著虛擬仿真技術在各領域的普及與深入，以及逐步介入到教育教學中。根據產品設計專業應用型學科的特點和專業特性，在虛擬仿真技術背景下有以下幾個方面的改革思路。

2.1利用虛擬仿真技術打破實踐教學瓶頸

因為設計本身是一門應用學科，因此產品設計人才培養方案當中課程設置有占比不少的實踐類課程，如模型制作、傳統工藝與制作等課程，這些課程教學涉及到產品模型的制作和產品實驗驗證。產品模型制作是產品設計過程中的重要環節。在課程當中制作模型和對產品模型實驗的主要目的是幫助設計師推敲設計形態，展示與交流設計理念，驗證設計成果。但是通常模型制作耗時長，資源消耗大，部分模型制作步驟對身體和環境有影響，而且存在場地、設備經費不足以及部分加工機械操作危險性大等問題，因此對于模型制作實踐和實驗環節效果制約較大。而借助虛擬技術將模型制作實踐環節在虛擬環境中進行，能夠為產品模型制作提供更豐富的資源與加工方式選擇，有效解決實踐教學資源有限的問題。對產品模型人機工程和機械機構、結構合理性等驗證分析的手段也更豐富、更科學，交互效果更好，能有效解決傳統實踐教學方式陳舊等問題。在虛擬仿真實驗教學平臺建設完成后，引入自主研發的傳統工藝文化虛擬仿真項目，如廣西木作器具虛擬實驗平臺、侗族木作結構建筑虛擬實驗平臺等，不僅能夠很好地學習和有效傳承中國優秀傳統手工技藝，而且拓展了實踐教學內容，提高學生的實踐創新能力，也突破學生在民俗、民藝等領域研究學習必須外出實地考察的局限。

2.2打造智能產品設計課程群與虛擬技術相融合

在互聯網思維的影響下，新技術和新產業的出現使得創新思維和創新能力的培養成為現今新型教育發展的核心，而設計思維及設計相關課程又是培養學生創新能力的基礎，因此對產品設計課程設置需進一步完善。在體驗經濟發展下，用戶對體驗設計的要求越來越高，產品設計需要滿足用戶“交互、即時、精準、個性化”的要求。傳統產品從技術和理念層面都難以滿足用戶的體驗需求，而虛擬仿真技術綜合了計算機圖形技術、計算機仿真技術、傳感器技術、顯示技術等多種科學技術，因此，產品設計專業課程需打造與虛擬仿真技術能完美結合的智能產品設計課程群，在產品研究類別上主要針對智能產品設計、服務與體驗設計，就其開發、設計、創新、生產、后續市場活動進行教學研究。

2.3利用虛擬仿真平臺推動產學研協同發展

通過信息化實驗教學，結合高校協同育人機制，校企合作，邀請企業或工作經驗豐富的企業家、設計師以現場指導、工作坊或講座的形式為學生作學習指導，以訓練和提高學生的專業設計技能，并且把企業課題、項目帶入產品實驗課堂，充分利用虛擬教學平臺優勢來進行項目開發和驗證，不僅節省了企業產品開發成本和產品驗證的時間成本，還能夠激發學生的學習興趣，錘煉學生的專業實踐能力。積極組織學生參加大學生創新杯活動、大學生創新創業訓練計劃項目、創新創業比賽。以創新創業基礎課內教學為依托，利用虛擬仿真平臺把專業課程和創新創業課程有機結合，開設創新創業教學環節，同時根據實際情況，增加實踐教學比重，引導和鼓勵學生把創新創業項目融入其中，不僅能夠豐富虛擬教學內容，培養學生的三創能力和實踐能力，還能夠培養學生成為具有創新思維、掌握創業知識、專業技能扎實和適應社會發展的新型人才。積極開展虛擬仿真項目研究或學習活動，借助學生參加大學生廣告大賽、計算機設計大賽、工業設計大賽、中南星獎藝術設計大賽以及其他比賽等載體開展項目研究或學習活動，由指導教師根據專業的特點擬定切合學生實際的小型項目或專題，也可由教師在自己的研究項目中選出某個子項目作為研究式學習的課題，或由學生自己選題。學生在教師的指導下開展依托虛擬仿真技術平臺的產品開發活動，廣泛收集資料、收集信息，獨立分析、研究，在研究中學習。通過項目研究，初步培養學生的科研能力，對學生在專業研究和應用方面加以訓練，使學生具備一定的基本設計素質和能力。

3結語

產品設計的發展一直由經濟和技術發展所推動，從早期以人為本發展至以用戶體驗為核心，無不顯示每個年代、時期生產發展背景影響下的設計思潮對設計創新體系的觸動。因此，在虛擬仿真技術發展迅速的當下，產品設計課程改革尤為重要，通過以上幾點進行改革，雖有些許成果，但仍有不足之處，還需要繼續研究與探索加以實踐，以摸索出更好的教學方式。

參考文獻

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[4]王建華,符晗,孫志偉.新工科背景下包裝設計虛擬仿真實踐教學與創新平臺的構建[J].湖南包裝,2018,33(2):114-117.

作者：唐博 單位：廣西師范大學