基于VR技術的初中“陶瓷文化”校本課例 設計與開發(fā)初探

陳美譚 李枝華 廖芷瑩 徐倩倩 逯靖雯 曾婷 梁詩敏 蔡秋琳

摘要：傳統(tǒng)文化進入課堂成為當前熱點，許多學者對此進行了相關研究，但國內有關傳統(tǒng)文化進入課堂的研究中大多未將信息技術考慮進去，而VR技術作為當前國內外最為火熱的新興信息技術之一，能夠有效解決傳統(tǒng)課堂教學在情境創(chuàng)設、時空切換、情感體驗、思維訓練等方面的問題。基于此，本文以佛山本土陶瓷這一典型傳統(tǒng)文化為研究對象，對相關課例的設計與開發(fā)進行初步探究。

關鍵詞：VR技術;陶瓷文化;課例

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）15-0070-04

在“南國陶都”佛山，雖然石灣陶藝入選第二批全國中小學中華優(yōu)秀文化藝術傳承項目名單，但開展陶瓷文化傳承教學的學校仍然很少，且在具體的教學過程中，由于傳統(tǒng)文化課程師資的緊缺，課程的教學模式、教學內容、教學活動等在很大程度上受到了限制，而且教學資源消耗快、花銷大，在這種情況下，學生難以深入地學習。而VR技術憑借其所創(chuàng)建的虛擬信息環(huán)境，能使學生具有身臨其境的沉浸感，其與環(huán)境完善的交互能力，并有助于啟發(fā)構思等特點，與課程相結合正好解決了這些問題。因此，傳統(tǒng)陶瓷文化校本課例與資源的設計及開發(fā)便十分具有現(xiàn)實意義。

● 概念解讀與現(xiàn)狀綜述

1.VR技術

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）是仿真技術的重要方向之一，是仿真技術與多種先進技術與科學，如計算機圖形學、互聯(lián)網技術、多媒體技術、人機接口技術、傳感技術等的結合。[1]

虛擬現(xiàn)實技術主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設備等三方面內容，具有“3I”特性，即交互性、沉浸感和想象性。人們既可以通過視聽等方式沉浸于虛擬環(huán)境中接受數(shù)字信息，也可以通過空間化的方式去改變、創(chuàng)造信息，與虛擬環(huán)境產生互動，進而激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。

目前，VR技術廣泛應用于醫(yī)學、娛樂、軍事航天、室內設計等領域。值得注意的是，虛擬現(xiàn)實應用于教育是教育技術發(fā)展的一個飛躍，它營造了“自主學習”的環(huán)境，將傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式改變?yōu)閷W習者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。

2.陶瓷文化

陶瓷是陶器和瓷器的總稱，是一種工藝美術，也是民俗文化。本文所涉及的陶瓷均特指佛山本土陶瓷。

佛山市是我國最大的、最重要的陶瓷生產基地之一，佛山陶瓷在中國的陶瓷行業(yè)中擁有舉足輕重的地位。關于佛山陶瓷文化，體現(xiàn)在產業(yè)基礎優(yōu)勢和文化資源兩個方面。

在產業(yè)基礎優(yōu)勢上，石灣陶瓷是佛山陶瓷一張亮麗的名片，正因為有了石灣陶瓷，佛山享有了“南國陶都”的桂冠，正因為有了石灣，才形成了今天以石灣為基礎延伸發(fā)展起來的“大佛山陶瓷”這一地域經濟的概念。石灣有源遠流長的陶文化底蘊，是嶺南文化的重要組成部分。

在文化資源上，南風古灶象征著佛山陶瓷文化，佛山的陶藝企業(yè)擁有幾十位國家級和省級陶藝大師，他們以自身的不懈追求，踐行藝匠情懷和大師擔當。此外，在佛山陶瓷文化資源相關活動中，較有代表性的是“第三屆國際青少年‘陶樂陶情陶藝夏令營”活動，該活動已經成為一張發(fā)往世界的文化名片，讓世界各地的孩子們深入了解石灣陶瓷，感受佛山文化，認識多元強大、擁有優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的中國。

3.校本課例

校本課例來源于校本課程。校本課程是一個外來語，最先出現(xiàn)于英、美等國，已有20多年的歷史，在中國新課改的教育形勢下，校本課程成為新課改的重點。

校本課程（school-based curriculum）即以學校為本位、由學校自己確定的課程，它與國家課程、地方課程相對應。[2]而校本課例則是以校本課程為基礎，本文所涉及的校本課例以歷史演進為線索，設計了5個專題的項目式課例，分別為唐代唐三彩、宋朝鈞瓷、元代青花瓷、明清德化白瓷，以及基于上述特色陶瓷的“陶瓷展覽館”，進而通過文獻查閱、案例分析，對課例進行了詳細設計，同時開發(fā)了配套的VR教學資源。

● 陶瓷教學存在的問題

1.在教學資源上，呈現(xiàn)不足狀態(tài)

大多數(shù)學校的教學資源都處于滿足最基本的陶藝制作工藝和審美認識層面，在硬件資源方面并不充足，只能滿足陶瓷教育某一階段的教學要求。社會上的陶瓷教育資源極為豐富，但學校卻很少去聯(lián)系、開發(fā)校外的資源。

2.在教學方式上，主要以講授為主，課堂缺乏交互性

目前的陶瓷課堂主要由教師結合多媒體進行講授，由于節(jié)約了板書時間，每堂課的信息量增大，這在一定程度上加大了學生的學習難度，許多學生無法完全理解課堂的知點。此外，用幻燈片進行灌輸式的內容傳授使得學生缺少自主思考的過程。

3.在教學內容上，缺乏陶瓷課程教材

在初中階段的教材中，沒有專門的陶藝課程教材，僅僅是在工藝美術部分提到少許有關陶瓷的內容，也很少有學校開展陶瓷課程的校本教材研究和設計。

● 設計策略及資源開發(fā)的實現(xiàn)

1.設計策略

本研究設計了5個課例主題，分別為“唐代唐三彩”“宋朝鈞窯”“元代青花瓷”“明清德化白瓷”及結合以上代表性陶瓷的“陶瓷文化展覽館”，主題以歷史為線索，通過查閱文獻、分析案例總結出古代具有代表性的陶瓷，結合項目式學習的方式進行課例設計。

課例共包含四方面內容，分別為教學設計方案、教學課件、微課及基于VR技術的教學資源，其中，以“唐代唐三彩”為例進行教學設計的流程如圖1所示。

2.資源開發(fā)

資源的開發(fā)工具主要依托3dsmax建模軟件、VrmlPad代碼編輯器和VRP-Builder虛擬現(xiàn)實編輯器。虛擬陶瓷文化展覽館具體建立過程為如下幾步。

（1）建立基礎模型

使用三維設計軟件3dsmax和VrmlPad代碼編輯器進行基礎模型建立。為了便于欣賞，先將建立虛擬陶瓷文化展覽館的素材根據(jù)類別劃分為唐代唐三彩、宋朝鈞窯、元代青花瓷、明清德化白瓷四個子展覽館。

（2）修改單個文件

在基礎模型中建立多個文件，對單個文件進行建模修改。在進行基礎建模時將陶瓷結構通過數(shù)字計算進行最科學化的設計，陶瓷外觀通過資料素材的收集進行材質顏色選擇及貼圖設計，將預先整理的影音素材放入展覽館的講解牌和電視機中。

（3）使用建模技巧

為了保證陶瓷模型能在程序中流暢運行，防止模型文件過大，需要使用一定的建模技巧，盡可能地降低陶瓷模型的面數(shù)，如去掉冗余的面、盡量使用規(guī)則幾何體等。

（4）依據(jù)布局整合文件

通過導入整合將同一朝代的陶瓷位置布局按照之前參觀經驗進行相對位置的擺放設計，形成子展覽館文件。

（5）設計交互功能

將3dsmax和VrmlPad建成的模型和子展覽館導入VRP-Builder虛擬現(xiàn)實編輯器，利用VRP-Builder虛擬現(xiàn)實編輯器中的圖像渲染引擎和超高性能的燈光照明系統(tǒng)，結合天空盒子創(chuàng)建虛擬陶瓷文化展覽館場景，實現(xiàn)系統(tǒng)中模型可以隨位置的變化實時表現(xiàn)陰影變化等真實效果。同時，利用UI界面組件，通過添加button組件將4個子展覽館以不同按鈕的形式區(qū)分，然后在button組件中添加onclick事件并拖入腳本和響應界面，觸發(fā)點擊按鈕彈出不同區(qū)域，通過腳本編輯器編寫代碼命令控制系統(tǒng)交互功能的實現(xiàn)。

以“唐代唐三彩”為例，利用3dsmax進行初步建模，再通過VrmlPad進行細節(jié)修改，所設計的唐三彩中較為典型的“雙峰駱駝俑”在建模過程中首先要明確模型由哪幾部分構成。筆者將其分割成了五部分：①Sphere01/02對應兩個眼球;②Box01對應軀干，包括頭部;③weiba對應尾巴;④tuo1/2對應兩個駝峰;⑤jiao1/2/3/4對應四蹄。

在編碼設計中，需要考慮后續(xù)工作的順利進行，因此在前期應對駱駝的組成進行比較明確的劃分。以下是筆者所考慮的兩點：①由于駱駝下身構成的特殊性，所以將四腿歸于軀干部分，與四蹄分開編碼，便于后期貼圖工作的進行;②在場景中的baise1/2實際上歸屬于軀干，參考現(xiàn)實中駱駝的毛色特點而將其分割出來，同樣是便于后期貼圖的進行。

在劃分區(qū)域完成后，接下來是比較重要也比較困難的一環(huán)，即根據(jù)所劃分的區(qū)域編寫相應代碼。在這一步最關鍵的是對駱駝肢體位置和比例的把控，在完成中心軀干部分后再往上延伸描繪頭部和往下延伸描繪四腿，參考現(xiàn)實中唐三彩駱駝的比例和姿態(tài)加以設計。軀干部分完成后就可以繼續(xù)將尾巴、四蹄和駝峰三個周邊部分安裝在軀干上。眼珠部分主要是兩個球體，精準把控眼珠在臉部的哪個位置即可。

最后是貼圖工作，根據(jù)第一步區(qū)域的劃分，參考現(xiàn)實中駱駝的毛色特點，尋找合適的材料進行分區(qū)域貼圖，使之既真實又富有層次和美感，眼珠部分的球體狀要求貼圖必須調整到合適的位置，讓眼珠正向朝外?！半p峰駱駝俑”初步模型及部分代碼如下頁圖2所示。

● 優(yōu)勢與特色

VR技術支持下的佛山陶瓷文化學習課堂有以下幾個優(yōu)勢和特點。

1.系統(tǒng)性設置教學內容

基于虛擬仿真技術構建的三維信息的人工環(huán)境——虛擬環(huán)境，將先進的虛擬現(xiàn)實技術和仿真技術相結合，通過設置符合陶瓷文化學習的系統(tǒng)仿真環(huán)境，提供詳盡的數(shù)字化資料，既能滿足不同學生的個性化需求，也能為陶瓷文化的宏觀教學提供有效路徑。

2.沉浸式體驗提高教學效率

傳統(tǒng)的陶瓷文化教學手段主要是借助課本、教師口頭講授，并輔以圖片或視頻，給學生帶來的代入感、真實感以及教學效果都欠佳。而利用虛擬現(xiàn)實技術，可以給學生營造一種相似或逼真的虛擬環(huán)境，通過刺激學生的感官，產生身臨其境般的感受，激發(fā)學習興趣，提高課堂主動性。這種沉浸式體驗的教學也更便于學生更好地理解與學習傳統(tǒng)陶瓷文化，大大提高了陶瓷文化教學的質量。

3.交互式操作獲取教學及時反饋

利用虛擬現(xiàn)實交互系統(tǒng)，學生可以通過虛擬環(huán)境的交互式操作進行體驗，通過自身操作進行控制。虛擬環(huán)境能及時對學生的操作行為予以反應，3D語音以及圖像服務功能為互動過程提供無窮樂趣。

4.節(jié)能式應用減少教學成本

傳統(tǒng)的陶瓷文化教學需要去專門的陶瓷學習場所，但是前往參觀的學習場所是存在路線成本的。而虛擬現(xiàn)實資源無需去專門的陶瓷學習場所，學校只要安排教室即可達到沉浸式體驗，并且可以為學生提供“鑒賞—認識—再鑒賞—再認識”的反復過程，降低了學習成本，減少了陶瓷模型的損壞率，縮短了學習周期。

● 發(fā)展趨勢

1.構建創(chuàng)新交叉課程，適應當?shù)匚幕a業(yè)發(fā)展

佛山的陶瓷文化資源、陶瓷悠久的歷史以及在佛山的飛速發(fā)展都承載和反映了佛山市的地域性和文化個性，尤其是佛山陶瓷文化，蘊含著深厚的藝術價值和文化內涵。[3]筆者通過對佛山陶瓷文化資源的開發(fā)整合，將佛山陶瓷文化結合“VR技術”，構建了具有創(chuàng)新能力的交叉課程，更加適應當代文化創(chuàng)意產業(yè)的發(fā)展。

2.開創(chuàng)全新學習場景，強化“陶瓷”課堂效果

虛擬現(xiàn)實技術引入課堂，開創(chuàng)了全新的學習場景，為學生學習陶瓷文化創(chuàng)造了一個良好的氛圍，激發(fā)了學習的熱情。虛擬現(xiàn)實技術提供的親臨現(xiàn)場感能夠實現(xiàn)在虛擬情況下為學生提供“實踐”機會。學生在逼真的環(huán)境下去感受、觸摸和操縱各種物品，真正體驗到學習的樂趣，提升了學習效率。逼真的虛擬學習環(huán)境，有助于學生利用原有經驗將新知識同化、整合到自己原有的認知結構中，建構知識體系。

3.變革傳統(tǒng)學習方式，激發(fā)學生創(chuàng)造性思維

學生在具體情境中通過主動的探索獲得關于陶瓷文化的相關知識，從而提高了學習的動力。沉浸式與交互性的體驗擺脫了單純傳統(tǒng)的師承教育模式，可以邊看邊學，邊玩邊學，可以有效激發(fā)學生對陶瓷學習的興趣，增強學生學習的熱情與積極性，開發(fā)學生的潛能，提高其文化素養(yǎng)和審美的能力，使其形成鮮明獨特的欣賞審美個性。

除此以外，VR技術與傳統(tǒng)文化相結合有利于解決在傳統(tǒng)教學中由于實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因而無法進行教學實驗的困境，同時避免了實驗實訓設備的損壞、訓練材料的消耗等問題，從而有效節(jié)約教育成本。

● 結語

基于VR技術的情境再現(xiàn)與交互功能，以佛山本土特色陶瓷文化為依托，可以使學生在陶瓷文化教學中體會到身臨其境之感。對相關校本課例進行設計與開發(fā)，可為初中“陶瓷文化”教學設計提供參考與借鑒，為初中“陶瓷文化”課程的開展提供優(yōu)質的教學資源，同時豐富了學生的人文素養(yǎng)，增強了學生對傳統(tǒng)文化的認知，深化了“工匠精神”的養(yǎng)成，有利于實現(xiàn)傳統(tǒng)文化的傳承。

參考文獻：

[1]邢愛花.虛擬現(xiàn)實技術在數(shù)字媒體設計中的應用[J].傳媒論壇，2020，3（24）：45-46.

[2]張華英.關于校本課程開發(fā)與研究的一點感想[J].現(xiàn)代企業(yè)教育，2014（08）：304-304.

[3]廖花妹.淺談佛山陶瓷行業(yè)的現(xiàn)狀及未來發(fā)展[J].佛山陶瓷，2012，22（05）：6-8.