虚拟仿真实验一流课程|无障碍通用标识环境设计实验虚拟仿真实验

天津大学始终把本科教育放在核心地位，注重课程建设和课程管理。在教育部公布的首批国家级一流本科课程中，学校共有45门课程获得认定。为进一步提升课程建设质量，分享一流课程建设经验，特开辟“天大金课”专栏，让我们一起走进这些“金课”课堂吧！

课程目标

在新工科、新文科的课程建设过程中，课堂教学的重点不断从“知识导向型”转化为“任务导向型”，并不断强化学生在设计思维层面的培养。从设计作为一种情境性的知识这一学科特点为出发点，将设计原理拆解为影响设计方案生成与方案评价的关键决策点，通过线上实验操作和仿真的场景模拟，在实际操作和互动式的体验中，通过“试错法”不断深化对原理的体验，并在操作过程中发现新的问题或者新的思考角度等。并在探究性的线下实验环节，将色彩或尺度模块中实验的问题，在线下实验环节进行实物模拟的进一步验证或探索，并在最后的课堂见面环节进行师生、生生之间的开放式讨论与答疑。这种以“学生为中心”，“基于问题解决的知识建构”的学习方法，可以通过虚实结合，师生互动，生生互动可以实现“为学生赋能的根本目的”。

每个人的无障碍

实验界面

课程团队情况

本项目是由天津大学建筑学院董雅教授任负责人，无障碍中心赵伟老师负责项目总体执行，王小荣教师指导，天津大学无障碍通用设计研究中心和天津大学建筑学院团队合力铸造的精品课程，在全国无障碍设计教学方面处于领先地位： 

● 全国范围内第一本专门介绍无障碍设计专业知识的大学教材：《无障碍设计》，中国建筑工业出版社，全国高等教育土建类专业规划教材（“十一五”到“十四五”），王小荣、贾巍杨、李伟、赵伟；

● 全国第一个系统性开设的“无障碍设计”本科生理论课：《无障碍设计》，2020年课程获批天津市一流专业课程；

● 全国第一个“无障碍设计”研究生专业课程：《无障碍设计理念与实践研究》；

● 全国第一个“无障碍”高校通识课程：《无障碍：生活中的人性化设计》。

教师团队：董雅、赵伟、贾巍杨、王小荣、曲翠萃、张小弸、许蓁、张昕楠、苑思楠、白雪海、宋佳音、张毣。

企业团队：周卫、苗超、刘晨、李胜飞。

学生团队：尹圆、张尔科、王小涵、赵子涵。

课程建设情况

《无障碍通用标识环境设计实验虚拟仿真实验》由天津大学无障碍通用设计研究中心的老师们经过多年的努力逐步的筹建，完善，并上线运行。实验依托《无障碍设计》课程，于2018年申请立项，2019年建设完成并进行教学实验，2020年入选国家一流本科课程（虚拟仿真实验类）。

无障碍通用标识环境设计实验虚拟仿真实验，以色彩和尺度要素为实验单元，将标识设计应用场景与设计关键要素虚拟仿真，以沉浸式体验、闯关式实验、实时对比视觉效果为手段，通过虚实互补的实验环节，使学习者理解无障碍通用标识环境设计背后的量化数据，提高了学习者优化标识色彩与尺度设计的能力，培养了学习者自主研究与创新能力。本项目填补了《无障碍设计》教学领域的空白，通过7个渐进实验层次，立足问题导向、自主式、探索设计性的实验方法，是奉献服务全社会的实验项目，除了课程教学还可以为社会人士提供培训，融知识、趣味、设计于一体。

标识大小缩放

标识色彩色相实验

更改纹理大小及方向

视高选择

视觉障碍模拟-黄斑变性

视觉障碍模拟-青光眼

视距控制

课程特色与创新

以往无障碍通用标识的设计学习很难进行系统性的训练，一是由于其系统复杂、设计要素众多、关联性强，传统本科生授课多为知识点讲解，而难于开展综合性设计实践学习；二是由于认识无障碍通用标识关键设计要素如色彩等所需设备昂贵、模拟人体障碍的设备稀缺、应用环境尺度庞大、种类繁多，无法满足很多学生并发式开展实验或体验式学习的需求。而应用虚拟仿真技术则在很大程度上能够解决这些传统教学方式的问题。通过无障碍通用标识环境设计实验虚拟仿真实验可以使学生得到知识、能力及情感的提升。

实验方案基于设计知识的特殊性，采用递进式、探究式、情境式的综合内容体系。递进式是指从简单到复杂，从基础知识认知到复杂情境综合，从概念知识到综合应用设计模式，“闯关式”学习模式；探究式是指以问题为导向，基于问题解决建构知识体系；情景式是指在综合设计环节，在具体设计情境中应用知识综合解决问题。通过无障碍通用标识环境设计实验虚拟仿真实验使学生得到知识、能力及情感的提升：

1.知识掌握层面：使学生通过可视化手段学习掌握通用无障碍通用标识环境设计的抽象原理。

2.操作能力层面：学生能够进行实操性学习，在模拟实践环节中综合学习和运用标识设计方法。

3.自主探索层面：以问题解决为中心，巩固学生基础知识，培养学生实际操作能力、综合分析解决问题能力、研究辅助设计的能力、创新能力。

4.研究基础层面：通过实验，获得基于环境障碍进行循证设计的实验报告。

5.平台拓展层面：实验平台具有对不同人群参与实验的包容性，能够提供相应的社会服务和推广。

实验设计

学生评价

学生A:  虚拟仿真课程让我得到了意外收获：换了个学习角度，找到了如何去关爱现实世界的“温度”。虚拟仿真课程让我对残障、老人等群体的需求感同身受。楼梯应该多宽、台阶应该多高、指示牌应该挂在什么高度……书本上的知识点和数据成为了对现实世界有温度的反映。未来，我会用更加体贴弱势群体的态度去做建筑设计。

学生B: 我们专业的特点是场景大，复杂，要操作的实验变量比较多。虚拟仿真实验帮助我们摆脱了复杂场景和变量的影响，可以在非常短的时间，接触各个场景和问题类型。更自由的是，通过改变控制参数实时观察对应的效果，点一下鼠标，马上看见结果，通过反复实验就可以摸索出现象背后的关键控制参数，学到了很多平时学不到的东西。

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