基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的陶瓷裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)應(yīng)用研究

[摘? ? ? ? ? ?要]? 隨著信息技術(shù)領(lǐng)域的高速發(fā)展，人們的生活和工作方式發(fā)生了翻天覆地的變化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為該領(lǐng)域的一顆新星，已成為教育應(yīng)用中的一大熱點(diǎn)。陶瓷裝飾設(shè)計(jì)是學(xué)習(xí)陶瓷藝術(shù)相關(guān)的一門重要課程，面對(duì)多元化和現(xiàn)代化的時(shí)代發(fā)展，不再僅僅只是對(duì)單一技能的學(xué)習(xí)，需要多元化的知識(shí)和對(duì)技能的綜合運(yùn)用能力培養(yǎng)。但是鑒于地域、時(shí)間、師資力量匱乏、學(xué)生積極性不足等主客觀原因，不能達(dá)到更好的學(xué)習(xí)效果。采用文獻(xiàn)查閱、情景再現(xiàn)、類比分析、學(xué)科綜合等研究方法，從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述、教學(xué)現(xiàn)狀、實(shí)踐運(yùn)用等方面來探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程中構(gòu)建數(shù)字信息化現(xiàn)代教學(xué)方式的重要作用和意義，以期對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用提供一定的理論和實(shí)踐參考。

[關(guān)? ? 鍵? ?詞]? 虛擬現(xiàn)實(shí);陶瓷裝飾設(shè)計(jì);教學(xué);應(yīng)用研究

[中圖分類號(hào)]? G712? ? ? ? ? ? ? ? ? ? [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]? A? ? ? ? ? ? ? ? ? [文章編號(hào)]? 2096-0603（2022）30-0061-03

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷提高，計(jì)算機(jī)技術(shù)得到了空前發(fā)展，人們的生活方式發(fā)生了翻天覆地的變化。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)成為各大領(lǐng)域關(guān)注的熱點(diǎn)。這是一種幫助用戶創(chuàng)建虛擬世界并獲得仿真體驗(yàn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)，該技術(shù)打破了時(shí)空的桎梏，給予用戶沉浸式的交互體驗(yàn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育，可以全方位地調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的感官刺激，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的感受力，進(jìn)而激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，實(shí)現(xiàn)情境學(xué)習(xí)并起到知識(shí)遷移的效果，因而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)適用于教育教學(xué)。[1]為促進(jìn)教育信息化建設(shè)，教育部制定了一系列相關(guān)的鼓勵(lì)政策。教育部在《關(guān)于全面提高高等職業(yè)教育教學(xué)質(zhì)量的若干意見》中指出要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬工廠、虛擬工藝等在內(nèi)的各種虛擬教學(xué)形式，以改善實(shí)踐教學(xué)的條件，提升實(shí)習(xí)、實(shí)訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量。我國政府對(duì)教育信息化建設(shè)的重視，極大地促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在教育行業(yè)的運(yùn)用。這不僅對(duì)貫徹落實(shí)“智慧課題改革”和“發(fā)展未來學(xué)?！钡脑O(shè)想有積極意義，還對(duì)豐富課程資源和提升教學(xué)效果有很大的幫助。陶瓷裝飾設(shè)計(jì)因其課程的工藝性和實(shí)踐性，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以陶瓷裝飾設(shè)計(jì)中的工藝呈現(xiàn)與裝飾圖案、器物造型等裝飾元素為切入點(diǎn)。運(yùn)用該技術(shù)具有的強(qiáng)烈沉浸感和直觀性，輔助學(xué)生獲得真實(shí)的感受，從而加深對(duì)理論知識(shí)和工藝流程的全方位了解，從而提高學(xué)生創(chuàng)作的自發(fā)性，以彌補(bǔ)在傳統(tǒng)教學(xué)中工藝、設(shè)計(jì)理念、學(xué)生積極性等不足之處。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在1929年以飛行模擬器的形式向公眾進(jìn)行展示，這是人類首次模擬仿真現(xiàn)實(shí)的嘗試。到20世紀(jì)60年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入萌芽期，發(fā)明了第一臺(tái)基于圖形交互的頭盔式立體顯示器，而相應(yīng)的理論到90年代才逐步形成，至此Virtual Reality正式成為虛擬現(xiàn)實(shí)的代名詞。進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著VR的3I技術(shù)（圖1）、多投影沉浸式虛擬環(huán)境技術(shù)、顯示技術(shù)等技術(shù)環(huán)境的成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)便開始形成產(chǎn)業(yè)和行業(yè)，在眾多領(lǐng)域得到運(yùn)用。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因其技術(shù)的復(fù)雜性和獨(dú)特性，也被稱為“人工技術(shù)”或“靈精技術(shù)”。該技術(shù)作為一項(xiàng)頂端的綜合性技術(shù)，將計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、數(shù)字圖像、多媒體技術(shù)、計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)、傳感技術(shù)、人工智能、顯示技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)并行處理技術(shù)等領(lǐng)域的最新發(fā)展成果集于一身。其本質(zhì)是基于計(jì)算機(jī)技術(shù)來構(gòu)建真實(shí)視覺環(huán)境和交互界面，集成人與信息的科學(xué)技術(shù)，建構(gòu)具有強(qiáng)烈的逼真感、交互性和真實(shí)性，讓人們可以完全沉浸在虛擬的環(huán)境中。因此，可以突破時(shí)間、空間等客觀因素的限制，融合各種因素建構(gòu)出在真實(shí)世界無法親身經(jīng)歷的真實(shí)體驗(yàn)。讓使用者借助建構(gòu)的虛擬環(huán)境來達(dá)到探索和認(rèn)識(shí)客觀事物的目的。按照《虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書》的分類，可以將虛擬現(xiàn)實(shí)定義為三類技術(shù)應(yīng)用方式：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR，Virtual Reality）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR，Augmented Reality）和混合現(xiàn)實(shí)（MR，Mixed Reality）。此外，根據(jù)MR的技術(shù)路線，可以劃分為增強(qiáng)環(huán)境（AVE，Augmented Virtual Environment）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)兩類。

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正廣泛運(yùn)用于軍事、建筑、醫(yī)療、體育、教育等各大領(lǐng)域。尤其在職業(yè)教育領(lǐng)域的虛擬實(shí)驗(yàn)運(yùn)用中，通過模擬傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的軟、硬件環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以如同在真實(shí)的環(huán)境中一樣完成相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)。這不僅解決了實(shí)驗(yàn)中一些危險(xiǎn)因素、地域因素等方面的局限，還提高了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)的積極性和掌握程度，具有很好的教學(xué)效果和應(yīng)用前景。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用價(jià)值

近年來，隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛運(yùn)用和大眾接受程度，在教育領(lǐng)域的運(yùn)用呈現(xiàn)上升的趨勢。通過在CNKI的“學(xué)術(shù)趨勢”功能查看相關(guān)的理論和實(shí)踐研究，當(dāng)輸入關(guān)鍵詞“虛擬現(xiàn)實(shí)”和“教育”這些查找信息后，在中國期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫便出現(xiàn)了反映“虛擬現(xiàn)實(shí)和教學(xué)”的一個(gè)趨勢數(shù)據(jù)，在這個(gè)趨勢中可以清晰地分析出其學(xué)術(shù)關(guān)注度。從圖2的圖片可以明顯看出，國內(nèi)學(xué)術(shù)界對(duì)“虛擬現(xiàn)實(shí)”的關(guān)注度呈逐年遞增的趨勢。同樣，圖3也反映出對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的用戶關(guān)注度總體上也呈上升趨勢。

通過對(duì)各種應(yīng)用研究的分析，可以發(fā)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用到高校教學(xué)中，已然成為教育工作者一種有效的教學(xué)方式。對(duì)于教師可以更容易和清晰地去表達(dá)教學(xué)內(nèi)容，以更加生動(dòng)、直觀的方式將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)給學(xué)生，有效地創(chuàng)建了真實(shí)且有趣的教學(xué)環(huán)境。對(duì)學(xué)生可以激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和熱情，讓學(xué)生在沉浸式的虛擬環(huán)境中更有效地獲取相關(guān)知識(shí)和技能。在教學(xué)模式方面，構(gòu)建了真實(shí)、有趣的情景，大量知識(shí)和技能自然融入其中，達(dá)到知識(shí)的有效保持;在教學(xué)手段方面，將信息以一種直接、直觀的方式傳遞，形成豐富的直觀形象思維材料;在教學(xué)內(nèi)容方面，將語音、文字、圖片、視頻和三維實(shí)景融合，建構(gòu)虛擬實(shí)驗(yàn)過程，形成協(xié)同機(jī)制。因此，鑒于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征和優(yōu)勢，是繼計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、多媒體之后，在教育領(lǐng)域內(nèi)逐漸普及和最具應(yīng)用前景的熱門技術(shù)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育行業(yè)是科學(xué)技術(shù)與教育融合的一個(gè)新發(fā)展，它改變了“以教促學(xué)”的傳統(tǒng)教學(xué)模式，培養(yǎng)學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)的反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)方式。通過為學(xué)生營造一種新型的信息化、可視化學(xué)習(xí)環(huán)境，幫助學(xué)生以更深入的方式來獲取知識(shí)和技能的新型學(xué)習(xí)模式。這也是當(dāng)下新一輪教學(xué)改革的教育理念體現(xiàn)，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)和綜合能力效果顯著。在實(shí)際運(yùn)用中，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)呈現(xiàn)出聽覺、視覺和觸覺一體化的感知覺，有讓學(xué)生身臨其境般地感受到動(dòng)感交互穿越、真實(shí)情境體驗(yàn)和跨越時(shí)空界限的特征。在很大程度上解決了書本內(nèi)容的枯燥無味和抽象，轉(zhuǎn)換為更加直觀的感受，極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和興趣，幫助學(xué)生在知識(shí)和技能知識(shí)的建構(gòu)中更加清晰和有效。同時(shí)，虛擬實(shí)驗(yàn)的方式讓學(xué)習(xí)者可以親身觀察和操作，在實(shí)際操作之前可以對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行整體的認(rèn)識(shí)和操作演練，為后續(xù)的實(shí)際操作打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，提高學(xué)生的動(dòng)手操作能力、感性認(rèn)識(shí)和真實(shí)體驗(yàn)，培養(yǎng)學(xué)生自主探究和自主學(xué)習(xí)的能力。

三、陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程的教學(xué)現(xiàn)狀

陶瓷裝飾在陶瓷藝術(shù)中是一個(gè)很重要的組成部分，在工藝上分為釉上、釉下、釉中這三種類型，其中釉上有新彩、粉彩、古彩、琺彩、墨彩等工藝，釉下有青花、釉里紅的工藝，還有顏色釉、結(jié)晶釉等新的工藝。陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程作為一門綜合性較強(qiáng)的課程，融合了陶瓷繪畫的多種工藝，將各種工藝運(yùn)用到設(shè)計(jì)作品中，形成新的設(shè)計(jì)語境和裝飾效果。

在傳統(tǒng)陶瓷裝飾設(shè)計(jì)的教學(xué)模式中，主要采用書本和PPT教授講解理論知識(shí)，而實(shí)踐方面由教師親自示范裝飾工藝，加上教學(xué)視頻進(jìn)行教學(xué)。在這樣的教學(xué)模式下，學(xué)生對(duì)工藝、技藝、材料等認(rèn)識(shí)和了解，是基于教師的知識(shí)基礎(chǔ)之上的，對(duì)教師的專業(yè)要求就很高。但是教師的精力和知識(shí)是有限的，對(duì)陶瓷裝飾設(shè)計(jì)的技能和設(shè)計(jì)理念、能力具有一定的局限性。面對(duì)多元化知識(shí)和學(xué)生綜合能力的要求，將更全面、最新的知識(shí)和設(shè)計(jì)理念融入教學(xué)中，是現(xiàn)代教學(xué)中的一個(gè)重要要求。陶瓷裝飾技藝的復(fù)雜性和多樣性，不僅需要書本上的知識(shí)，更需要更多的實(shí)踐練習(xí)。為解決上述存在的教學(xué)問題和缺陷，目前，一些院校在相關(guān)的教學(xué)中采用實(shí)地考察學(xué)習(xí)的方式，將學(xué)生帶到產(chǎn)瓷區(qū)，如景德鎮(zhèn)、德化等有豐富陶瓷文化的地區(qū)進(jìn)行針對(duì)性的學(xué)習(xí)。但是，這樣的方式，不管是時(shí)間還是資金都是較大的投入，因陶瓷技藝是需要時(shí)間去實(shí)踐的，走馬觀花的考察，不能更加深入地學(xué)習(xí)和運(yùn)用，較長時(shí)間的實(shí)踐，才能完全掌握其中的工藝技能并熟練運(yùn)用。此外，在教學(xué)實(shí)踐過程中，由于學(xué)生對(duì)工藝的不熟悉，加上陶瓷材料本身所具有的不確定性，最終的裝飾效果也只有在出窯的那一刻才能加以呈現(xiàn)，這就需要多次反復(fù)地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，勢必會(huì)造成一定的耗材浪費(fèi)。因此，面對(duì)這些教學(xué)中所遇到的問題和困難，要把陶瓷裝飾相關(guān)的主要裝飾工藝、工藝步驟和裝飾效果與虛擬技術(shù)結(jié)合，打造出一個(gè)直觀、逼真、快速的教學(xué)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，破解傳統(tǒng)教學(xué)中覆蓋難、利用率低、環(huán)境封閉等不足，打造一種全新的信息化教學(xué)模式。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在陶瓷裝飾設(shè)計(jì)教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用

（一）虛擬陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程構(gòu)建概況

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在陶瓷裝飾設(shè)計(jì)的工藝技法呈現(xiàn)和裝飾理念的實(shí)驗(yàn)式人機(jī)交互教學(xué)中，構(gòu)建一種區(qū)別于傳統(tǒng)的互動(dòng)式場景教學(xué)模式。在滿足現(xiàn)有教學(xué)的基礎(chǔ)上，可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入虛擬的真實(shí)場景，對(duì)知識(shí)有更加全面和直觀的學(xué)習(xí)體驗(yàn)方式，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)陶瓷裝飾設(shè)計(jì)更加多元化的學(xué)習(xí)，增強(qiáng)實(shí)踐技能的可控性和創(chuàng)新性。

陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程分為理論和實(shí)踐兩部分，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感、構(gòu)想性、交互性等特征，將陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程按照這兩個(gè)部分來進(jìn)行學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)。首先，對(duì)陶瓷裝飾的鑒賞，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)虛擬的美術(shù)館，里面分為三個(gè)鑒賞區(qū)域，包含青花、釉上彩和青瓷區(qū)域，每個(gè)區(qū)域都會(huì)有相應(yīng)的圖片、文字和語言解說，做到視覺和聽覺的真實(shí)感受。讓學(xué)生可以直觀地對(duì)每種工藝的歷史和裝飾特征有清晰的認(rèn)識(shí)和了解。其次，對(duì)青花和新彩工藝實(shí)驗(yàn)操作的虛擬實(shí)驗(yàn)，把工藝的制作步驟一一呈現(xiàn)，學(xué)生需要用手柄按照正確步驟去完成實(shí)驗(yàn)。把主要的裝飾工藝流程、裝飾圖案、造型元素、裝飾效果和方法直觀地呈現(xiàn)給學(xué)生。通過這樣虛擬學(xué)習(xí)場景的構(gòu)建，以解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中面臨的工藝單一、耗材浪費(fèi)、缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性等不足，作為該門課程的補(bǔ)充教學(xué)平臺(tái)，豐富課程的內(nèi)容，讓學(xué)生可以更全面地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)。

（二）虛擬陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程構(gòu)建工作方案

根據(jù)研究內(nèi)容和研究方法來展開具體的研究過程和制訂相應(yīng)有效的工作方案，就前面提出的研究內(nèi)容，制訂以下工作方案。

第一，通過文獻(xiàn)、著作等研究資料的研究，總結(jié)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用現(xiàn)狀和理論支撐，從中分析得出適合本項(xiàng)目研究的理論依據(jù)。第二，實(shí)地到景德鎮(zhèn)產(chǎn)瓷區(qū)進(jìn)行陶瓷裝飾工藝的資料收集和視頻拍攝，針對(duì)性地邀請?zhí)沾晒そ乘嚾藢?duì)工藝進(jìn)行解說和實(shí)際操作，運(yùn)用現(xiàn)代拍攝手段進(jìn)行拍攝。同時(shí)，把每種工藝的裝飾效果、裝飾圖案、造型元素等材料進(jìn)行收集和拍攝，最終整理出所需的課程內(nèi)容。第三，對(duì)目前運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的案例進(jìn)行分析，避免出現(xiàn)一些虛擬課題的弊端，如情景與現(xiàn)實(shí)的脫離、課件邏輯不夠連貫而導(dǎo)致學(xué)生的理解偏差、過度娛樂化等，最終制作出適合的VR課件。第四，將制作好的VR課件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，評(píng)估該課件的教學(xué)效果和作用。

五、結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)建各種擬真的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)環(huán)境，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入課堂教學(xué)是未來教育發(fā)展的必然趨勢。以信息化、科學(xué)化的教學(xué)資源和方法來補(bǔ)充現(xiàn)有教學(xué)的不足，引領(lǐng)教育教學(xué)改革的新方向。傳統(tǒng)的陶瓷裝飾技藝通過現(xiàn)代技術(shù)的呈現(xiàn)，用數(shù)字化的方式保護(hù)和研究陶瓷裝飾工藝，為現(xiàn)代教學(xué)提供了更加多元化、智能化的教學(xué)方式和途徑，讓傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技產(chǎn)生激烈的碰撞，以延續(xù)傳統(tǒng)文化更強(qiáng)的生命力和影響力，弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的精髓。

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①基金項(xiàng)目：教育部科技發(fā)展中心中國高校產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新基金——新一代信息技術(shù)創(chuàng)新項(xiàng)目（編號(hào)：2019ITA04017;負(fù)責(zé)人：熊麗）。

作者簡介：熊麗（1986—），女，漢族，重慶人，碩士，講師，研究方向：裝飾藝術(shù)設(shè)計(jì)、陶瓷產(chǎn)品設(shè)計(jì)。