融合VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境的藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程教學(xué)研究

卜一平

（沈陽(yáng)師范大學(xué) 遼寧·沈陽(yáng) 110000）

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AR）一般是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)生成的感官模擬應(yīng)用，可表述為“為學(xué)生模擬生成一個(gè)包括視覺、觸覺、聽覺等多種感官模擬的三維虛擬空間，學(xué)生借助特定的輸入與輸出設(shè)備可進(jìn)入虛擬空間，并與之進(jìn)行交互的應(yīng)用”[1]。就其特點(diǎn)來看，該技術(shù)具有構(gòu)想性、沉浸性和交互性等特征。也正是因?yàn)檫@些屬性，從生成角度來看，VR、AR技術(shù)是以計(jì)算機(jī)為中心的多媒介融合的產(chǎn)物；從工具性角度看，它同時(shí)也是和其他媒介形式進(jìn)行融合的重要手段。VR、AR技術(shù)是在眾多科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展中成長(zhǎng)起來的教學(xué)模式，相較于傳統(tǒng)的教學(xué)模式，它能夠給藝術(shù)類專業(yè)的計(jì)算機(jī)課程教學(xué)提供更多的可能。

1 藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程教學(xué)現(xiàn)狀

藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程是一個(gè)將科學(xué)、藝術(shù)、技術(shù)交叉融合的綜合性課程，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用素質(zhì)訓(xùn)練和藝術(shù)素質(zhì)訓(xùn)練相結(jié)合的培養(yǎng)方法。藝術(shù)類涵蓋專業(yè)廣泛，學(xué)生就業(yè)主要從事藝術(shù)設(shè)計(jì)相關(guān)行業(yè)，就業(yè)前景較好。而隨著科技的發(fā)展，計(jì)算機(jī)課程逐漸成為該專業(yè)基礎(chǔ)課程，并成為學(xué)生培養(yǎng)空間感、表達(dá)空間設(shè)計(jì)思維，主要途徑之一。所以各個(gè)高校針對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)類專業(yè)都加大計(jì)算機(jī)課程的建設(shè)和投入，目前這些計(jì)算機(jī)類課程采取的教學(xué)模式還以多媒體的講練結(jié)合模式為主，此模式對(duì)于藝術(shù)類學(xué)生來說，理解起來比較困難，特別是對(duì)空間思維能力培養(yǎng)上有一定難度，需要教師多次演練，才能達(dá)到理想效果。隨著手機(jī)等電子產(chǎn)品逐漸普及，計(jì)算機(jī)應(yīng)用更加廣泛，藝術(shù)類專業(yè)學(xué)生對(duì)技術(shù)性和邏輯性較強(qiáng)的計(jì)算機(jī)教學(xué)要求也越來越高，因此計(jì)算機(jī)教學(xué)方式與環(huán)境也急需創(chuàng)新改善。另外，目前藝術(shù)類專業(yè)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)目標(biāo)不清晰，設(shè)計(jì)的內(nèi)容要么轉(zhuǎn)變過快，要么老舊，這些問題都讓藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)目標(biāo)越來越模糊，實(shí)際的教學(xué)方案也缺少連貫性，最終的教學(xué)效果也是不盡如人意。

2 VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境在藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程的教學(xué)效果

2.1 VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境可以培養(yǎng)學(xué)生的空間設(shè)計(jì)思維能力

對(duì)藝術(shù)專業(yè)的學(xué)生來說，擁有較強(qiáng)的空間建構(gòu)能力、空間想象能力、平立剖的視覺轉(zhuǎn)換能力以及創(chuàng)新與動(dòng)手實(shí)踐能力，一直都是該專業(yè)學(xué)習(xí)的難點(diǎn)問題，也是該在教學(xué)中關(guān)注的重點(diǎn)和需要提升的難題。因?yàn)檫@些抽象設(shè)計(jì)能力的內(nèi)容很難利用真實(shí)手段對(duì)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和訓(xùn)練。此外，部分學(xué)生在以往學(xué)習(xí)中由于缺乏空間思維能力和想象力，導(dǎo)致對(duì)一些藝術(shù)設(shè)計(jì)問題時(shí)無從下手。VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境其優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在將抽象概念化轉(zhuǎn)變?yōu)榫唧w化，讓傳統(tǒng)教學(xué)形式由抽象變成直觀。課堂上的學(xué)習(xí)除了教師的講授以外，學(xué)生還可以通過VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境的介入有效提升對(duì)空間的實(shí)際理解能力。

2.2 VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境可以創(chuàng)新教學(xué)方法

隨著5G應(yīng)用的到來，VR和AR技術(shù)的創(chuàng)新應(yīng)用也給各行各業(yè)都帶來的更多的可能，在教學(xué)領(lǐng)域中更是如此，教師可以利用VR和AR技術(shù)的便利，不斷創(chuàng)新教學(xué)模式，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)VR和AR的應(yīng)用性和科技性更加廣泛。同時(shí)，教師要不斷創(chuàng)新教學(xué)方法，將傳統(tǒng)的板書以及多媒體等教學(xué)手段，更好的融入VR和AR學(xué)習(xí)環(huán)境。讓學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望更加強(qiáng)烈，才能達(dá)到更好的教學(xué)效果。

2.3 VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境可以增加學(xué)習(xí)專注度

VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)專注度。所謂專注度，是指學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)的專注程度。曾經(jīng)有專家說：“哪里有專注度，哪里才有思考和記憶”[2]。VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境能夠?yàn)閷W(xué)生提供良好的學(xué)習(xí)氛圍，能夠?qū)⑼饨鐚?duì)學(xué)生的干擾降至最低。同時(shí)VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境還能夠很好地提高學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)興趣，寓教于樂，使枯燥的理論知識(shí)學(xué)習(xí)活潑生動(dòng)化。所以與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以及MOOC教學(xué)相比，VR、AR學(xué)習(xí)系統(tǒng)更能夠吸引學(xué)生的注意力，讓學(xué)生感受到文字和圖片表達(dá)不出來的知識(shí)，有著其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，未來越來越多的課堂理論知識(shí)學(xué)習(xí)都會(huì)在VR、AR系統(tǒng)中完成。

3 VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中的應(yīng)用前景

VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境能有效改變師生對(duì)計(jì)算機(jī)課程教學(xué)的傳統(tǒng)理念，教師在教學(xué)過程中根據(jù)課程的需要，設(shè)置不同虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，從而調(diào)動(dòng)課堂學(xué)習(xí)的氣氛，引導(dǎo)學(xué)生有計(jì)劃、有目的、自覺地參與到課堂學(xué)習(xí)中去，提升學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)興趣以及教學(xué)中的創(chuàng)新和實(shí)踐能力[3]。此外，VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境有助于讓教師專心構(gòu)建全新的教育教學(xué)場(chǎng)景，更好的把知識(shí)點(diǎn)融入虛擬場(chǎng)景中，并通過交互的方式教授知識(shí)點(diǎn)。

當(dāng)前VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境在計(jì)算機(jī)課程教學(xué)中的發(fā)展趨勢(shì)為：一是提供更廣的探究空間，與學(xué)習(xí)成績(jī)管理系統(tǒng)整合。為把VR、AR虛擬環(huán)境和學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)兩種異構(gòu)的環(huán)境更好地融合，還需要有更多的研究工作者和實(shí)踐人員的努力。二是虛擬教學(xué)環(huán)境與真實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的融合。三維虛擬環(huán)境的真實(shí)感依賴于圖形學(xué)的發(fā)展，但虛擬環(huán)境畢竟都是數(shù)字化虛擬的，而我們的教學(xué)活動(dòng)還是發(fā)生在真實(shí)世界里，“虛擬與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)”能使學(xué)生進(jìn)行學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)有更好的體驗(yàn)，應(yīng)該在計(jì)算機(jī)理論課堂教學(xué)領(lǐng)域更加普及該種技術(shù)。三是三維數(shù)字化環(huán)境和人工智能技術(shù)深度整合。因課堂學(xué)習(xí)的復(fù)雜性，VR、AR虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境若要能完全做到像人類行為，比如自動(dòng)組卷、自動(dòng)判卷、自動(dòng)答疑等，還是比較困難的，需要人工智能技術(shù)的更高突破。[4]

當(dāng)然，VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境在教學(xué)中的技術(shù)層面還存在很多問題，主要體現(xiàn)在VR、AR的開發(fā)端，隨著AR、VR技術(shù)逐步成熟，以及硬件成本不斷地下降，AR、VR技術(shù)已被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域，其中，教育行業(yè)被認(rèn)為是該技術(shù)最好的應(yīng)用場(chǎng)景之一。無論是VR的“沉浸式”學(xué)習(xí)，還是AR靈活的交互體驗(yàn)，都給教育提供了廣闊的想象空間。而AR、VR教育的本質(zhì)是教育內(nèi)容的提供。只有內(nèi)容與通用平臺(tái)相結(jié)合，才能為學(xué)生提供相關(guān)服務(wù)，才能形成AR、VR課堂教育解決方案。然而，AR、VR相關(guān)教學(xué)環(huán)境內(nèi)容研發(fā)具有較大難度，其產(chǎn)品形式更與傳統(tǒng)數(shù)字化環(huán)境差別巨大，如何研發(fā)、共享乃至推廣AR、VR學(xué)習(xí)環(huán)境產(chǎn)品，仍是目前的難題。

因此，在未來教育中，我們應(yīng)深掘教學(xué)規(guī)律，借助VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境，構(gòu)建VR、AR技術(shù)平臺(tái)支撐下的新型教學(xué)模式，更進(jìn)一步探求VR、AR學(xué)習(xí)環(huán)境如何支持教與學(xué)，以提升學(xué)生在課堂教學(xué)中的學(xué)習(xí)效果，通過重塑教學(xué)方式，回歸教育本質(zhì)，對(duì)培育創(chuàng)新型人才和教育提供有力支持。[5]

4 結(jié)語(yǔ)

隨著學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)環(huán)境的良好體驗(yàn)感的要求越來越高，在5G快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，VR和AR技術(shù)可以通過各種設(shè)備實(shí)現(xiàn)課堂教學(xué)環(huán)境全方位的真實(shí)還原和再現(xiàn)。VR和AR學(xué)習(xí)環(huán)境在計(jì)算機(jī)課堂教學(xué)中的有效應(yīng)用，更是因?yàn)槠浯蚱屏艘酝^念中三維空間的展示狀態(tài)，讓學(xué)生能夠利用VR和AR技術(shù)進(jìn)入設(shè)計(jì)好的虛擬課堂中，從而產(chǎn)生真切、有趣的使用感。正是在這種與虛擬教學(xué)的互動(dòng)過程中，學(xué)生才可以更有效地掌握枯燥乏味的理論知識(shí)點(diǎn)和更好的解決教師在虛擬場(chǎng)景中布置的各個(gè)專業(yè)相關(guān)問題。藝術(shù)類計(jì)算機(jī)課程是美學(xué)與實(shí)踐的組合，是靈感與空間的碰撞。在專業(yè)教學(xué)中應(yīng)用VR和AR技術(shù)的學(xué)習(xí)環(huán)境，將實(shí)現(xiàn)教育與科技的飛躍。藝術(shù)類專業(yè)和廣大專業(yè)一樣，其計(jì)算機(jī)等理論課程教學(xué)環(huán)節(jié)一定要和當(dāng)下專業(yè)的技術(shù)發(fā)展相貼合，要完全迎合技術(shù)的提升。當(dāng)下，VR和AR技術(shù)已經(jīng)在教育行業(yè)當(dāng)中占有了一席之地，未來在應(yīng)用方面將有更加廣泛的發(fā)展，新技術(shù)的融合使用必然會(huì)激發(fā)新的教學(xué)模式改革。以學(xué)生能力培養(yǎng)為導(dǎo)向，結(jié)合更多的科學(xué)技術(shù)手段，不斷創(chuàng)新課程教學(xué)模式，提升教學(xué)質(zhì)量，這才是教育行業(yè)發(fā)展的正確道路。