材料，以木構架結構為主要的結構方式。古建筑是一種文化精神的載體，古建筑教育則是對古建筑最好的保護和傳承。中國古建筑有紛繁復雜、難以還原等特點(diǎn)，使相關(guān)課程的開(kāi)展具有很高的難度，難以達到預期的效果。
山西五臺山佛光寺是全國重點(diǎn)文物保護單位，距今有近兩千年的歷史，是國內現存的唯一唐代木構建筑[1]。佛光寺大殿使用了大量復雜的斗拱結構。斗拱是中國古代建筑特有的形式，由方形的斗、升、拱、翹、昂組成，是較大建筑物的柱與屋頂之間的過(guò)渡部分[2]。佛光寺大殿的斗拱構造精巧、造型美觀(guān)，具有很高的藝術(shù)價(jià)值和研究?jì)r(jià)值，對了解唐代建筑有重要意義。斗拱種類(lèi)很多，不同種類(lèi)之間相似度高，形式和幾何關(guān)系復雜，因此，文字圖片形式的傳統教學(xué)達不到預期的效果，而動(dòng)手實(shí)踐需要的材料和場(chǎng)地等費用又太過(guò)昂貴。
虛擬現實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)作為一門(mén)新興技術(shù)，為教育領(lǐng)域提供了一個(gè)新的教育模式。如何利用這門(mén)新技術(shù)和媒介手段提升教學(xué)效果，是目前教育研究者重點(diǎn)關(guān)注的內容。為增加學(xué)生對中國傳統建筑技術(shù)的理解，設計虛擬仿真軟件來(lái)復原斗拱搭建的過(guò)程。相較于傳統的教學(xué)模式，虛擬現實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應用實(shí)現了真實(shí)環(huán)境的高度還原，具有高度可視化的優(yōu)點(diǎn)，讓學(xué)生可親自動(dòng)手搭建斗拱。這種新型教學(xué)方式不僅能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，還減少了工程實(shí)踐所需開(kāi)銷(xiāo)，同時(shí)也是將新型教育技術(shù)應用到古建筑教育領(lǐng)域的一個(gè)嘗試，探索虛擬現實(shí)
技術(shù)在教學(xué)中的應用對未來(lái)的教育模式優(yōu)化具有重要意義。
一、虛擬現實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應用
虛擬現實(shí)技術(shù)經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展，已廣泛應用到教育領(lǐng)域，有多種教育理論支撐虛擬現實(shí)教學(xué)，包括構建學(xué)習理論中的情景化教學(xué)[3-4]、游戲化學(xué)習模式[5]等。
虛擬現實(shí)教學(xué)的主要方式是構建一個(gè)虛擬學(xué)習環(huán)境，學(xué)生在這個(gè)環(huán)境中接受知識，與虛擬物體互動(dòng)，實(shí)時(shí)參與學(xué)習過(guò)程。
建筑教育注重建筑設計的可視化，是虛擬現實(shí)技術(shù)應用的重要領(lǐng)域。在國內已有多個(gè)高校在這方面進(jìn)行了探索研究，例如，同濟大學(xué)建筑規劃景觀(guān)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)中心提出了以技術(shù)“基因圖譜”來(lái)統一描述虛擬技術(shù)特征的方法和一套采用“有限”虛擬現實(shí)技術(shù)的應用方案[6]，探索如何利用有限的成本來(lái)建設符合教學(xué)內容和教學(xué)條件的虛擬實(shí)驗，并利用這套理論搭建了“虛擬建筑認知與建造模擬實(shí)驗系列（中國古建筑I）”，讓學(xué)生對寧波保國寺進(jìn)行構建認識與虛擬建造。
虛擬現實(shí)技術(shù)通過(guò)開(kāi)創(chuàng )全新的學(xué)習場(chǎng)景、構建虛實(shí)結合的教學(xué)方法、節約教育成本等方式來(lái)促進(jìn)教學(xué)工作和提高教學(xué)質(zhì)量。河北工程大學(xué)水電學(xué)院實(shí)現了河床式水電站虛擬仿真實(shí)驗[7]，利用虛擬現實(shí)技術(shù)讓學(xué)生進(jìn)行虛擬實(shí)習，解決了學(xué)生在實(shí)習過(guò)程中不能多視角動(dòng)態(tài)觀(guān)看水利樞紐、大壩、廠(chǎng)房等水利水電結構，無(wú)法親自動(dòng)手參與電站運行、安裝和檢修的問(wèn)題，是虛擬現實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的有效應用。
二、虛擬現實(shí)教學(xué)與傳統教學(xué)方式的結合
（一）將虛擬現實(shí)技術(shù)融入虛擬仿真實(shí)驗平臺
虛擬仿真實(shí)驗是學(xué)科專(zhuān)業(yè)與信息技術(shù)深度融合的產(chǎn)物，利用計算機系統來(lái)模擬一個(gè)真實(shí)的物理系統，解決教學(xué)過(guò)程中時(shí)間、空間、人力和物理的限制。各大高校在虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)平臺建設、實(shí)驗教學(xué)資源建設和實(shí)驗教學(xué)隊伍建設及優(yōu)質(zhì)資源共享等方面開(kāi)展了大量探索實(shí)踐[8]。從仿真實(shí)驗類(lèi)型上看，演示型實(shí)驗和驗證型實(shí)驗較多，而真正的交互型實(shí)驗很少。虛擬現實(shí)技術(shù)的一大特征是具有虛實(shí)交互性，在虛擬仿真實(shí)驗中融入虛擬現實(shí)技術(shù)可增加交互性，達到虛實(shí)互補、虛實(shí)結合的教學(xué)目的。例如，北京交通大學(xué)建立了土木工程虛擬仿真實(shí)驗室，開(kāi)發(fā)了隧道+地鐵典型施工工法的VR模塊、道路鐵道工程實(shí)習現場(chǎng)VR模塊[9]，是將虛擬現實(shí)技術(shù)融入虛擬仿真實(shí)驗平臺的典型代表。
（二）將虛擬現實(shí)技術(shù)作為多媒體教學(xué)的輔助手段
傳統多媒體教學(xué)方式經(jīng)過(guò)多年的發(fā)展早已成熟，在教學(xué)資源的豐富度上相較于虛擬現實(shí)技術(shù)等新型教學(xué)方式更有優(yōu)勢。但虛擬現實(shí)技術(shù)具有沉浸感強、趣味性高、可交互性強等優(yōu)點(diǎn)，能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，提高教學(xué)質(zhì)量和效果。
以建筑信息化多媒體教學(xué)為例，除了傳統的文字圖片等教學(xué)內容的展示外，目前極具前景的方向是使用BIM（Building Information Modeling）技術(shù)作為多媒體教學(xué)的載體，其核心思想是通過(guò)建立虛擬的建筑三維模型，利用數字化技術(shù)為模型建立完整的建筑工程信息庫。建筑系學(xué)生在進(jìn)行BIM軟件教學(xué)的同時(shí)，可以引入虛擬現實(shí)技術(shù)來(lái)增強建筑設計的可視化程度和三維空間感，對學(xué)生的學(xué)習效果有一定的提升。例如，沈陽(yáng)工業(yè)大學(xué)自主研發(fā)了土建類(lèi)專(zhuān)業(yè)BIM與VR仿真教學(xué)平臺系統[10]，在土木工程施工課教學(xué)中引入BIM與VR技術(shù)，通過(guò)VR技術(shù)的交互體驗增加學(xué)生在施工管理中的實(shí)踐能力和存在感，解決了新技術(shù)與傳統技術(shù)的結合問(wèn)題，節省了教育資源。
三、斗拱體驗式虛擬現實(shí)軟件教學(xué)環(huán)節設計
建筑系學(xué)生在學(xué)習“中國古代建筑史”時(shí)，會(huì )學(xué)習斗拱的知識。目前通常采用“課本+多媒體”的方式進(jìn)行教學(xué)，然而，多媒體教學(xué)只能展示教學(xué)內容，單向傳播知識，缺乏交互，導致在教學(xué)中缺乏動(dòng)手實(shí)踐的過(guò)程。
對于中國古建筑教學(xué)來(lái)講，不僅要學(xué)習古建筑保護，更重要的是讓學(xué)生理解和傳承古建筑所承載的優(yōu)秀傳統技術(shù)和文化。針對古建筑的虛擬現實(shí)教學(xué)應用寥寥無(wú)幾，因此，設計一個(gè)基于虛擬現實(shí)技術(shù)的教學(xué)軟件來(lái)復原斗拱的搭建過(guò)程，進(jìn)行斗拱教學(xué)。
先從教學(xué)環(huán)節和體驗流程設計入手，遵循已有虛擬現實(shí)教學(xué)軟件設計的經(jīng)驗，考慮虛擬現實(shí)軟件與傳統桌面軟件的不同之處，針對虛擬現實(shí)的特點(diǎn)進(jìn)行設計。以UE4（Ueal Engine 4）引擎為平臺，創(chuàng )建高度擬真的虛擬學(xué)習環(huán)境，讓學(xué)生在使用時(shí)有身臨其境的感覺(jué)。
（一）前期設計要素
教學(xué)目的。為使學(xué)生充分了解佛光寺斗拱的特點(diǎn)，掌握中國古建筑的木質(zhì)結構相關(guān)知識，軟件設計了學(xué)生參與斗拱搭建的場(chǎng)景。學(xué)生在使用過(guò)程中可以感受到中國古建筑的魅力，了解中國古建筑的特色構件——斗拱的搭建流程。
學(xué)習者特點(diǎn)。建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生在學(xué)習古建筑時(shí)，往往會(huì )因為內容繁雜而缺乏學(xué)習興趣。學(xué)生對虛擬現實(shí)技術(shù)比較感興趣，在虛擬式的學(xué)習環(huán)境中學(xué)生會(huì )感到新穎，加入虛實(shí)互動(dòng)的功能讓學(xué)生對知識的記憶更加深刻。
應用場(chǎng)合。學(xué)習中國古建筑史時(shí)，可以利用課余時(shí)間使用教學(xué)軟件輔助學(xué)習，熟悉斗拱的結構，鞏固知識點(diǎn)。沉浸式虛擬現實(shí)技術(shù)作為新型的教學(xué)手段還不夠成熟，處于發(fā)展階段，對硬件設備的要求也比較高，需要教師或其他學(xué)生指導實(shí)驗者使用設備。
（二）制定學(xué)習內容
軟件主要針對佛光寺東大殿的斗拱展開(kāi)（圖1）。東大殿是佛光寺的正殿，在全寺最后的一重院落中，位置最高，是目前中國發(fā)現的最有份量的唐代建筑。
斗拱是學(xué)生學(xué)習相關(guān)古建筑的重點(diǎn)內容之一。為使學(xué)生更加輕松地了解斗拱的搭建流程、構件的形態(tài)與功能，使用虛擬現實(shí)技術(shù)來(lái)對文字、圖片、視頻等展示方式進(jìn)行補充，發(fā)揮虛擬現實(shí)沉浸性、交互性、想象性的特點(diǎn)，使學(xué)生身臨其境地參與斗拱的搭建。將佛光寺斗拱部分分離出來(lái)放置在一個(gè)特殊的區域，學(xué)生在這個(gè)區域對斗拱進(jìn)行拼裝學(xué)習，熟悉斗拱的搭建流程和各構件的形狀、功能。
此外，軟件還提供佛光寺東大殿漫游功能，學(xué)生可以進(jìn)入佛光寺東大殿的虛擬場(chǎng)景漫游，熟悉佛光寺的整體布局，了解斗拱在佛光寺東大殿的位置和作用。
（三）體驗流程設計
圍繞斗拱搭建的過(guò)程，軟件設計的整個(gè)場(chǎng)景采用電梯模式，下層用于輸入姓名和相關(guān)信息，中間一層是詳細教程，學(xué)生在此可選擇是否漫游佛光寺場(chǎng)景，上層進(jìn)入核心的斗拱搭建環(huán)節。搭建完成后，系統會(huì )顯示搭建用時(shí)和評分，供學(xué)生參考。體驗環(huán)節流程如圖2所示?？紤]到大多數學(xué)生對虛擬現實(shí)技術(shù)還比較陌生，沒(méi)有使用虛擬現實(shí)相關(guān)游戲或應用的經(jīng)驗，故在教程環(huán)節中需要對運動(dòng)控制器的使用、按鍵的詳細功能、斗拱搭建的基本步驟進(jìn)行詳細說(shuō)明，讓學(xué)生了解如何在虛擬環(huán)境中展開(kāi)交互。
（四）基于虛擬現實(shí)教學(xué)的設計策略
軟件參考了文獻[11]的敘述進(jìn)行設計，利用虛擬現實(shí)技術(shù)建立仿真學(xué)習環(huán)境，來(lái)實(shí)現體驗式學(xué)習。體驗式學(xué)習是以學(xué)習者為中心，通過(guò)真實(shí)或虛擬地經(jīng)歷某一件事情或過(guò)程，并經(jīng)過(guò)反思來(lái)獲得知識、發(fā)展能力、生成情感的學(xué)習方式。
體驗式學(xué)習相較于傳統課本或多媒體等學(xué)習方式，有利于激發(fā)學(xué)習動(dòng)機、增加學(xué)習者的參與感，也有利于具體經(jīng)驗向抽象概念轉化。虛擬現實(shí)軟件與傳統桌面軟件的不同之處是要求使用者實(shí)時(shí)參與其中，因此，提出以下用于設計虛擬現實(shí)軟件的原則。
1.適當真實(shí)性和抽象性原則
虛擬現實(shí)的一大優(yōu)勢就是給使用者帶來(lái)強烈的沉浸感，要求虛擬現實(shí)環(huán)境具有較高的擬真度，對環(huán)境的渲染要求更高，對模型要求更精細。同時(shí)，虛擬現實(shí)環(huán)境可實(shí)現在真實(shí)環(huán)境中無(wú)法實(shí)現的功能，使單人搭建斗拱成為可能。在斗拱搭建的場(chǎng)景中，應將使用者放置在一個(gè)高度仿真的環(huán)境，提高用戶(hù)的沉浸度。將斗拱的構件按照一定比例縮小，在搭建過(guò)程中隨時(shí)拖放和旋轉已搭建好的部分，原地就可完成斗拱的搭建。
2.易于操作原則
沉浸式虛擬現實(shí)技術(shù)使學(xué)習環(huán)境與真實(shí)世界隔離開(kāi)，在虛擬環(huán)境中使用運動(dòng)控制器與周?chē)矬w進(jìn)行交互。交互設計不合理，易給學(xué)習者帶來(lái)很大的困擾，學(xué)習者不知道如何在虛擬空間中進(jìn)行場(chǎng)景切換，影響其學(xué)習的興趣和積極性。在虛擬現實(shí)中，應采取最常用的操作方式，并在手柄按鍵處添加提示信息。在斗拱搭建環(huán)節，將限制用戶(hù)的移動(dòng)，并添加一個(gè)教學(xué)過(guò)程，利用圖標和文字信息使用戶(hù)熟悉在虛擬環(huán)境中的操作。
3.短時(shí)間使用原則
由于虛擬現實(shí)技術(shù)的局限性，用戶(hù)長(cháng)時(shí)間在一個(gè)虛擬、封閉的體驗式學(xué)習環(huán)境中，進(jìn)行體驗、觀(guān)察和操作等學(xué)習活動(dòng)，包括動(dòng)腦、動(dòng)手、肢體動(dòng)作等，會(huì )產(chǎn)生一定的眩暈感和不適感。學(xué)習內容不宜太多和過(guò)于復雜，否則會(huì )給學(xué)習者帶來(lái)較大的心理負擔。模仿現實(shí)的搭建過(guò)程，不會(huì )給學(xué)習者帶來(lái)過(guò)多的學(xué)習時(shí)間成本。在搭建過(guò)程中，遇到不確定的步驟時(shí)，可以隨時(shí)查看提示，方便學(xué)習者操控。瀏覽漫游佛光寺東大殿為可選擇項，僅僅是對佛光寺的整體布局留下印象，不會(huì )有過(guò)多的互動(dòng)內容讓學(xué)習者感到疲憊。
四、虛擬現實(shí)教學(xué)軟件的具體實(shí)現
根據設計的內容使用3DMax軟件完成主要的建模工作，然后利用UE4引擎作為軟件的實(shí)現平臺。UE4引擎是虛擬現實(shí)應用中最常用的軟件之一，優(yōu)點(diǎn)是功能豐富、渲染能力強大，非常適合構建虛擬學(xué)習環(huán)境，同時(shí)該引擎支持C++編程語(yǔ)言，適合內容和功能擴展。硬件主要使用HTC vive頭戴顯示器及高性能PC。
（一）佛光寺東大殿場(chǎng)景及斗拱模型制作
文獻[12]以大覺(jué)寺的虛擬現實(shí)系統為例，詳細介紹了中國古建筑虛擬現實(shí)系統實(shí)現過(guò)程中的數據采集和處理，對虛擬現實(shí)教學(xué)軟件的數據收集有重要的參考意義。依照大覺(jué)寺虛擬現實(shí)系統的數據采集和貼圖處理步驟進(jìn)行設計，根據UE4引擎的特點(diǎn)給予適當調整。
根據現存的佛光寺資料和佛光寺實(shí)地信息，在3DMax軟件中制作對應的模型，然后將模型文件導入UE4中，設計與實(shí)物對應的貼圖和材質(zhì)（圖3）。在UE4中建造地形和佛光寺東大殿周?chē)沫h(huán)境，添加光源進(jìn)行烘焙，盡可能還原現實(shí)中的場(chǎng)景。
佛光寺的斗拱是佛光寺的特色部分，也是學(xué)生學(xué)習的重點(diǎn)對象。佛光寺斗拱共有7種，選取其中具有代表性的3種斗拱——外檐柱頭鋪作、外檐轉角鋪作、外檐補間鋪作。斗拱作為學(xué)生交互設計的主要對象，模型設計的質(zhì)量直接影響學(xué)生的操作感受。佛光寺斗拱經(jīng)長(cháng)時(shí)間的風(fēng)吹日曬，部分構件發(fā)生了一定的腐蝕。軟件著(zhù)重于斗拱搭建過(guò)程，注重的是斗拱的形狀和結構關(guān)系，忽略因時(shí)間引起的腐蝕和晦暗。所有斗拱均由古建筑專(zhuān)家提供詳細資料，用于對每種構件建模和貼圖材質(zhì)制作。
（二） 斗拱搭建邏輯的設計和實(shí)現
佛光寺東大殿的斗拱有多種類(lèi)型，每種斗拱的搭建流程都不一樣。為了反映斗拱的正確搭建流程和構件之間的正確關(guān)系，方便在不同的斗拱之間進(jìn)行擴展，用C++語(yǔ)言定義斗拱搭建過(guò)程中的各種邏輯關(guān)系，如圖4所示。通過(guò)程序建模，學(xué)生能在教學(xué)環(huán)節中自己動(dòng)手搭建斗拱，并能通過(guò)相應的接口分辨搭建步驟的正確與否。
圖4中，BucketArch代表斗拱，Step代表搭建步驟，Aseemble代表兩個(gè)構件的關(guān)系。Location和Rotation分別用來(lái)表示構件的相對位置和相對旋轉角度。對于有對稱(chēng)性的構件，采用多個(gè)相對旋轉角度來(lái)記錄構件之間的關(guān)系。同時(shí)，定義兩個(gè)枚舉類(lèi)BAT（BucketArchType）、CT（ComponentType）來(lái)表示不同的斗拱類(lèi)型和構件類(lèi)型。學(xué)生在體驗時(shí)先通過(guò)枚舉類(lèi)選擇對應的斗拱，在斗拱搭建過(guò)程中，從菜單中選出構件，調用compose接口判斷此構件是否為當前步驟所需。學(xué)生在放置構件時(shí)，通過(guò)compose接口判斷構件放置的位置是否正確。斗拱搭建過(guò)程比較復雜，學(xué)生在搭建過(guò)程中不知道如何放置構件而停滯不前，因此，添加提示信息相當有必要。在合適的地方存放了斗拱正確搭建過(guò)程的三維演示動(dòng)畫(huà)，學(xué)生在遇到困難時(shí)可以隨時(shí)查看演示動(dòng)畫(huà)，從而使搭建過(guò)程繼續下去。
（三）虛擬現實(shí)常用交互功能的實(shí)現
利用UE4引擎的藍圖可視化編程工具和C++相結合，對重要的功能和操作進(jìn)行編程設計，包括斗拱的旋轉和拖拽、搭建用時(shí)和步驟的顯示、斗拱構件選擇菜單自動(dòng)生成等，圖5展示了虛擬現實(shí)軟件中核心的斗拱搭建部分。在漫游佛光寺東大殿時(shí)，通過(guò)虛擬現實(shí)中常見(jiàn)的瞬移漫游方式，可有效減少學(xué)生在虛擬現實(shí)環(huán)境中發(fā)生眩暈的概率。
五、學(xué)生參與結果的調查分析
（一）調查目的和步驟
為驗證虛擬現實(shí)軟件對學(xué)生學(xué)習斗拱知識的教學(xué)效果，設計了一個(gè)對照傳統教學(xué)方式的調查實(shí)驗。
參與調查的學(xué)生共有25名，都是在讀研究生，其中18名為建筑類(lèi)專(zhuān)業(yè)學(xué)生。這些學(xué)生沒(méi)有使用過(guò)或很少使用過(guò)虛擬現實(shí)設備。
學(xué)生佩戴好虛擬現實(shí)設備，按照相應的流程，先輸入姓名學(xué)號，查看具體的教程，再進(jìn)入斗拱搭建環(huán)節，完成斗拱搭建，記憶每個(gè)斗拱構件的名字和位置等信息。完成實(shí)驗后，對每位學(xué)生進(jìn)行問(wèn)卷調查和知識檢測。使用問(wèn)卷來(lái)調查學(xué)生對虛擬現實(shí)軟件的體驗感受和教學(xué)評價(jià)。知識檢測的內容分為兩類(lèi)，一類(lèi)是識別不同的構件，包括構件的名字和形狀，另一類(lèi)是斗拱在搭建過(guò)程中所在步驟及與其他構件之間的相對關(guān)系。
按照傳統的多媒體教學(xué)方式設置對照組，利用紙質(zhì)資料和斗拱搭建的演示動(dòng)畫(huà)來(lái)進(jìn)行教學(xué)。學(xué)生用相同的時(shí)間學(xué)習相關(guān)的斗拱知識，最后完成相同內容的知識檢測。
（二）調查結果反饋
大多數學(xué)生對虛擬現實(shí)教學(xué)方式的評價(jià)是積極的，相較于傳統方式有更濃的學(xué)習興趣。通過(guò)記錄答題正確次數和正確率（圖6、表1）來(lái)反映學(xué)生的學(xué)習效果，以單因素方差分析（表2）檢驗兩種教學(xué)方式在答題正確率上的差異，可知虛擬現實(shí)教學(xué)中學(xué)生的答題正確率顯著(zhù)高于多媒體教學(xué)的正確率，驗證了虛擬現實(shí)技術(shù)對古建筑教育的推動(dòng)作用。
六、結語(yǔ)
構思、設計用于中國古建筑教育的佛光寺斗拱搭建體驗式教學(xué)軟件，提供給建筑專(zhuān)業(yè)學(xué)生學(xué)習使用。軟件充分利用了虛擬現實(shí)在視覺(jué)效果和交互性上的優(yōu)勢，構建了一個(gè)體驗式、沉浸式的學(xué)習環(huán)境。針對繁多的斗拱種類(lèi)和復雜的拼接步驟和細節，設計了具有高還原度的斗拱搭建交互過(guò)程，使斗拱這一中國古建筑元素在虛擬現實(shí)環(huán)境下得以重現。在下一步的工作中，將軟件應用于一般類(lèi)建筑，實(shí)現更多功能、更多角度的交互設計，設計一套科學(xué)的評分系統來(lái)輔助教學(xué)活動(dòng)的開(kāi)展，進(jìn)行結果測評，使這個(gè)軟件成為建筑系仿真實(shí)驗教學(xué)的高度集成體。參考文獻：
[1]梁思成.記五臺山佛光寺的建筑——薈萃在一寺的魏、齊、唐、宋的四個(gè)孤例;薈萃在一殿的唐代四種藝術(shù)[J].文物，1953（Z1）：76-89.
[2]殷亞靜，李冬.斗拱的演變及中國古代建筑形式探微[J].中國建筑裝飾裝修，2010（5）：198-200.
[3]PAN Z P， CHEOK A D， YANG H W， et al. Virtual reality and mixed reality for virtual learning environments[J]. Computers & Graphics， 2016（30）：20-28.
[4]YACOB A B， SAMAN M Y B， YUSOFF M H B. Constructivism learning theory for programming through an e-learning[C]∥ 2012 6th International Conference on New Trends in Information Science， Service Science and Data Mining （ISSDM2012）， Taipei， 2012： 639-643.
[5]KIILI K. Digital game-based learning： Towards an experimental gaming model[J].The Internet and Higher Education，2005（8）：13-24.
[6]孫澄宇，許迪瓊，湯眾.在線(xiàn)虛擬實(shí)驗在建筑教育中的技術(shù)應用方案討論與效果評估[J].實(shí)驗技術(shù)與管理，2017，34（1）：10-15.
[7]尹紅霞，王一新，簡(jiǎn)新平.虛擬仿真系統在水電站教學(xué)中的應用研究[J].高等建筑教育，2016，25（2）：171-173.
[8]王淑嬙，賀行洋，鄒貽權，等.土建類(lèi)虛擬仿真實(shí)驗教學(xué)資源持續建設與實(shí)踐[J].高等建筑教育，2018，27（5）：159-165.
[9]陳劍為，田君華，陳曦，等.土力學(xué)虛擬仿真實(shí)驗模塊的開(kāi)發(fā)與建設[J].高等建筑教育，2018，27（6）：155-160.
[10]陸海燕，鮑文博，寧寶寬，等.BIM與VR技術(shù)在土木工程施工教學(xué)改革中的探索與實(shí)踐[J].高等建筑教育，2018，27（5）：127-131.
[11]鐘正，陳衛東.基于VR技術(shù)的體驗式學(xué)習環(huán)境設計策略與案例實(shí)現[J].中國電化教育， 2018（2）：51-58.
[12]孫悅，鮑泓，馬楠.中國古建筑虛擬現實(shí)系統的數據采集和處理[J].北京聯(lián)合大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2008（3）：40-43.
Application of virtual reality in Chinese ancient architecture education：
Design and implementation of experiential teaching soft of bucket arch culture
ZHANG Jie ， CHEN Hengxin， WANG Jiahui
（College of Computer Science， Chongqing University， Chongqing 400044， P. R. China）
Abstract：
In recent years， virtual reality technology has become increasingly mature and has gradually been applied in the field of education. In order to optimize the education mode and practice education reform， the article uses virtual reality technology to design and implement a bucket arch culture experiential teaching application for the famous ancient architecture Foguang Temple. The components of the bucket arch have the characteristics of high complexity and difficulty in distinguishing. Because of the immersive， interactive， and imaginative advantages of virtual reality， architectural students can participate in the process of bucket arch construction in the virtual environment. The results of student participation show that the bucket arch learning virtual reality platform is higher than the traditional learning mode in interest and knowledge retention. It reveals the effectiveness of virtual reality in the field of ancient architecture education and has positive significance for inheriting ancient Chinese architectural culture.
Key words：virtual reality;experiential teaching; ancient architecture; bucket arch construction
