基于虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的藝術(shù)專業(yè)課堂實(shí)訓(xùn)拓展研究

肖仁余，王 健通訊作者，龔澤慧，沈家棟

（長沙理工大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，長沙 410000）

1 什么是虛擬仿真實(shí)驗(yàn)？

1.1 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的概念

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)起源于二十世紀(jì)末，是利用現(xiàn)實(shí)技術(shù)（計(jì)算機(jī)圖、多媒體、傳感技術(shù)、仿真技術(shù)以及虛擬現(xiàn)實(shí)）生成的新興實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，涵蓋以數(shù)字計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)平臺為控制主體所形成的的整套實(shí)驗(yàn)解決方案。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)相比于普通課堂實(shí)驗(yàn)的區(qū)別在于可有效集中學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)課程，并減少實(shí)驗(yàn)教具的布置采購，替代部分教學(xué)人員的引導(dǎo)工作，有效避免實(shí)驗(yàn)過程中的損耗與危險。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)可讓使用者直接參與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并從實(shí)驗(yàn)交互中獲得教學(xué)所預(yù)期的實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

1.2 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的功能分類

虛擬仿真實(shí)驗(yàn)就目前功能可分為以下幾類：（1）混合現(xiàn)實(shí)型——能夠結(jié)合場景與硬件，協(xié)同學(xué)生與教師的操作以達(dá)到現(xiàn)實(shí)與虛擬混合，例如AR 技術(shù)；（2）沉浸體驗(yàn)型——需要借助頭戴設(shè)備、操作桿等套裝設(shè)備以提供沉浸式體驗(yàn)；（3）終端桌面型——僅使用計(jì)算機(jī)或者一些終端設(shè)備即可達(dá)成，例如國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目所發(fā)布的項(xiàng)目。本文則主要針對第三類，終端桌面型虛擬仿真實(shí)驗(yàn)進(jìn)行案例分析。

1.3 藝術(shù)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的案例

藝術(shù)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)主要解決的問題是由于場景與所需實(shí)驗(yàn)設(shè)備的不同，導(dǎo)致現(xiàn)場難以平衡學(xué)生使用的頻次，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)效率低下。由于實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的主觀性，大部分實(shí)驗(yàn)無法從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)角度給予學(xué)生參考依據(jù)。另外，藝術(shù)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)不可避免的將面對設(shè)備的更新?lián)Q代，學(xué)校與教育機(jī)構(gòu)無法以市場為導(dǎo)向更新教學(xué)設(shè)備，從而導(dǎo)致教學(xué)響應(yīng)滯后。面對以上問題，筆者從國家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)平臺篩選較具代表性的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目以說明。

（1）典型電視節(jié)目視效預(yù)演虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（長沙理工大學(xué)；王?。?/p>

本項(xiàng)目由于電視節(jié)目所需專業(yè)表演人員與室內(nèi)所需設(shè)備較多，且面臨耗時長、耗費(fèi)高、人員征集難等問題而開發(fā)。旨在解決實(shí)驗(yàn)環(huán)境資金匱乏、實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源不足、實(shí)驗(yàn)效果反饋滯后、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容認(rèn)知單調(diào)等問題。

（2）傳統(tǒng)漆器脫胎工藝虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目（福建師范大學(xué)；羅禮平）

本項(xiàng)目由于傳統(tǒng)漆器脫胎工序繁復(fù)，面臨制作工藝周期漫長，所耗時間與材料成本巨大而開發(fā)。旨在解決師資短缺與受眾面狹小，不直接觸碰有毒實(shí)驗(yàn)物品，節(jié)約實(shí)驗(yàn)材料等問題。

（3）虛擬策展實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目（中央美術(shù)學(xué)院；余?。?/p>

本項(xiàng)目由于藝術(shù)策展中成本高、藝術(shù)品與文物運(yùn)輸風(fēng)險大、優(yōu)質(zhì)實(shí)習(xí)資源稀缺等問題而開發(fā)。旨在解決學(xué)生對抽象的藝術(shù)與策展理論有具象的認(rèn)識，對繁瑣且專業(yè)度極高的策展過程有直觀的練習(xí)。

2 高等院校藝術(shù)課堂實(shí)訓(xùn)現(xiàn)狀

2.1 以培養(yǎng)全面綜合素質(zhì)的人才為目標(biāo)

藝術(shù)類課堂實(shí)訓(xùn)是藝術(shù)類專業(yè)教學(xué)中的主要模式之一，實(shí)訓(xùn)旨在讓課堂學(xué)習(xí)中的學(xué)生群體能夠?qū)W習(xí)除理論外更多實(shí)踐知識。而在實(shí)訓(xùn)課程的基礎(chǔ)上，通過理論課的學(xué)習(xí)，能夠讓學(xué)生掌握理論的同時，更好的鞏固所學(xué)習(xí)到的實(shí)訓(xùn)技能，做到理論與實(shí)踐一一對應(yīng)。各高校在藝術(shù)類專業(yè)教育的教育環(huán)節(jié)中均加入了實(shí)訓(xùn)課程環(huán)節(jié)，能夠拓展學(xué)生在特定環(huán)境下的實(shí)驗(yàn)操作能力、專業(yè)協(xié)作能力、問題解決方案能力等。

2.2 課堂實(shí)訓(xùn)局限性

藝術(shù)類課堂實(shí)訓(xùn)由于其針對性不同、實(shí)訓(xùn)操作評價體系不同等原因，對高校師資力量及硬件設(shè)施具有很高的標(biāo)準(zhǔn)。因此，不同專業(yè)為導(dǎo)向的藝術(shù)類課堂實(shí)訓(xùn)所產(chǎn)生的局限性在一定程度上制約著高校藝術(shù)類專業(yè)的發(fā)展。以數(shù)字媒體藝術(shù)為例，所涉及的課程有數(shù)字?jǐn)z影攝像實(shí)訓(xùn)課程、舞臺設(shè)計(jì)預(yù)演實(shí)訓(xùn)課程等。

數(shù)字?jǐn)z影攝像實(shí)訓(xùn)課程所要求的設(shè)備因市場與時代而革新，例如某高校于2012年采購5D3數(shù)字相機(jī)用于教學(xué)；設(shè)備使用年限為10 年，預(yù)計(jì)于2022 年報(bào)廢。2016年同品牌發(fā)布5D4數(shù)字相機(jī)，5D3在2016-2018年間逐漸被市場淘汰。高校教學(xué)依然使用5D3用于教學(xué)，畢業(yè)生入職應(yīng)聘時因?qū)υO(shè)備了解不佳，導(dǎo)致高校就業(yè)率降低。如果使用虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)則可以很好地應(yīng)對以上局限，采用新型設(shè)備進(jìn)行軟件二次開發(fā)，節(jié)約了教學(xué)成本的同時，課堂實(shí)訓(xùn)也做到了與時俱進(jìn)。

舞臺設(shè)計(jì)預(yù)演實(shí)訓(xùn)課程則要求具備舞臺、演藝人員、燈光、攝像等。如果以市場要求為準(zhǔn)，則單個教學(xué)場景所花費(fèi)教學(xué)資源數(shù)額龐大，普通高校無法完成。而虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件可在軟件中架構(gòu)虛擬舞臺、按教學(xué)需求添加燈光、演藝人員、攝像機(jī)位等，大大減少了時間成本、資源成本。同時面對日新月異的舞臺美術(shù)設(shè)計(jì)，也可以做到時時變化，因地制宜、因課制宜。

2.3 虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件用于教學(xué)中的情況

以典型電視節(jié)目視效預(yù)演虛擬仿真實(shí)驗(yàn)（長沙理工大學(xué)；王?。槔?，在投入課堂教學(xué)使用的半年內(nèi)，共計(jì)服務(wù)人次近4500人。其中，本校本專業(yè)學(xué)生約500人，實(shí)驗(yàn)課程通過率為96%，實(shí)驗(yàn)課程優(yōu)秀率為82%。

使用學(xué)生均達(dá)到相應(yīng)實(shí)驗(yàn)課程學(xué)時，并能夠通過軟件完成課堂教學(xué)內(nèi)容實(shí)訓(xùn)部分，學(xué)生反饋有關(guān)問題集中于：多平臺實(shí)驗(yàn)軟件的兼容性，功能模塊的自主性，實(shí)驗(yàn)軟件的卡頓情況等。根據(jù)課堂實(shí)訓(xùn)學(xué)生所提交的實(shí)訓(xùn)報(bào)告以及教師主觀評價可知，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件在典型電視節(jié)目視效預(yù)演課程中已取得良好成果。

3 結(jié)束語

藝術(shù)類課堂實(shí)訓(xùn)應(yīng)該是培養(yǎng)全面綜合素質(zhì)人才的藝術(shù)課堂。這要求我們藝術(shù)類高校應(yīng)該在理論教學(xué)的基礎(chǔ)上，深化改革并加強(qiáng)實(shí)訓(xùn)課程。在面對時代的更替，市場的變化，高校應(yīng)將實(shí)訓(xùn)課程中所面對的局限性，復(fù)雜性，危險性作為虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的起點(diǎn)與注意事項(xiàng)。通過虛擬仿真為手段，課堂教學(xué)為目的，支持與改進(jìn)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)軟件的開發(fā)。在國家的號召下做到“虛實(shí)結(jié)合、以虛補(bǔ)實(shí)、能實(shí)不虛”的中心思想，解決現(xiàn)階段我國高等藝術(shù)類院校課堂實(shí)訓(xùn)中的教學(xué)瓶頸。通過虛擬仿真實(shí)驗(yàn)的藝術(shù)專業(yè)課堂實(shí)訓(xùn)拓展的研究，希望能從中找到靈感，吸取各高?，F(xiàn)階段上線的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目中所具備的經(jīng)驗(yàn)、營養(yǎng)、教訓(xùn)，為我國藝術(shù)類專業(yè)課程實(shí)訓(xùn)改革提供理論依據(jù)以及模型參考。