“智能+”時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)的實(shí)踐

范桐菲 李中闖

(吉林藝術(shù)學(xué)院藝術(shù)管理學(xué)院 吉林長春 130021)

加快一流大學(xué)與一流學(xué)科建設(shè)是黨的十九大提出的新任務(wù)，為落實(shí)此項(xiàng)任務(wù)，實(shí)驗(yàn)室建設(shè)是不可或缺的重要環(huán)節(jié)。唯有在實(shí)驗(yàn)室的支持下，高校才能取得更為理想的科研成果，為學(xué)科建設(shè)打好基礎(chǔ)。在高校實(shí)驗(yàn)室建設(shè)進(jìn)程中，相關(guān)教育工作者需要致力于提升實(shí)驗(yàn)室管理效率與管理水平，勇于借助5G 虛擬仿真技術(shù)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)全覆蓋的智慧校園與綠色實(shí)驗(yàn)室，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢，為高校實(shí)驗(yàn)室注入新的活力[1]。

1 “智能+”時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)策略

1.1 建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺

虛擬仿真技術(shù)是一項(xiàng)依托于5G技術(shù)的高新科技，在“智能+”時(shí)代的高校實(shí)驗(yàn)室信息化建設(shè)中發(fā)揮了日漸重要的作用。虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室涵蓋了多媒體技術(shù)、電子技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)、人工智能技術(shù)等各項(xiàng)新科技，能實(shí)現(xiàn)對不同各類的工程項(xiàng)目做出簡化的目標(biāo)，在提升高校學(xué)生實(shí)踐能力與創(chuàng)新意識的過程中極為重要[2-3]。

在建設(shè)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室的具體操作過程中，可從電子信息虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心、通信與網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心兩部分入手，在兩部分內(nèi)容共同支持下完成虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目培育與孵化工作。其中最具效果的項(xiàng)目是網(wǎng)絡(luò)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心搭建了自身專用的“虛實(shí)結(jié)合”通信平臺與網(wǎng)絡(luò)仿真平臺，在此平臺中，SDN技術(shù)得到了充分利用，使各項(xiàng)虛擬化通信實(shí)驗(yàn)與網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)都能應(yīng)用于真實(shí)的校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中。在影視項(xiàng)目管理相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，此平臺支持供多門理論專業(yè)課程與綜合訓(xùn)練項(xiàng)目有效落實(shí)，為學(xué)生開展實(shí)驗(yàn)提供了較多便利。

1.2 建設(shè)自主實(shí)踐教學(xué)平臺

實(shí)驗(yàn)是科研的基礎(chǔ)，也是提升學(xué)生創(chuàng)新意識的主要方式，在學(xué)生實(shí)驗(yàn)課程的過程中，學(xué)生能實(shí)現(xiàn)動(dòng)腦與動(dòng)手同步進(jìn)行，從而能在實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)拓寬自身視野，以自身在實(shí)驗(yàn)中獲取的知識解決實(shí)際問題，達(dá)到提升思維水平的目標(biāo)。

在建設(shè)自主實(shí)踐教學(xué)平臺的第一階段，學(xué)校改善了以往封閉式實(shí)踐教學(xué)管理模式，使其轉(zhuǎn)化為開放式實(shí)踐教學(xué)管理模式。在開放式管理模式下，學(xué)校依托于實(shí)驗(yàn)室構(gòu)建了開放預(yù)約系統(tǒng)，學(xué)生可利用課余時(shí)間在系統(tǒng)中預(yù)約實(shí)驗(yàn)。同時(shí)自主實(shí)踐教學(xué)平臺與校企積極合作，在影視項(xiàng)目管理教學(xué)中與各大影視制作公司合作，使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)的同時(shí)最大限度地提升自身編導(dǎo)水平。此外，學(xué)生也在合作企業(yè)的支持下投入不同設(shè)計(jì)活動(dòng)，在活動(dòng)中完成自主學(xué)習(xí)的計(jì)劃。學(xué)校為支持學(xué)生進(jìn)行自主實(shí)踐，也與影視項(xiàng)目管理領(lǐng)域中的成功從業(yè)人員展開合作，邀請其定期進(jìn)入校園開展講座，現(xiàn)場指導(dǎo)學(xué)生更好地完成實(shí)驗(yàn)。學(xué)校同時(shí)也在不斷完善自主實(shí)踐教學(xué)平臺，實(shí)驗(yàn)室中同步加入更多實(shí)驗(yàn)內(nèi)容與仿真設(shè)備，使學(xué)生能夠在實(shí)驗(yàn)室中身臨其境地感受影視項(xiàng)目管理工作，為其日后工作提供了良好基礎(chǔ)。

在建設(shè)自主實(shí)踐教學(xué)平臺的第二階段，學(xué)校致力于改革實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容。使原有的廣播電視采編實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心更為完善，不僅負(fù)責(zé)校內(nèi)影視藝術(shù)類實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更為學(xué)生提供了全過程實(shí)驗(yàn)操作平臺。在此平臺中，廣播電視采編實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心以影視行業(yè)生產(chǎn)流程為依據(jù)，建立了由采集到編寫再到演播的一體化全過程教學(xué)，使學(xué)生在實(shí)驗(yàn)過程中能收獲更多專業(yè)技能，從而全面提升自己的從業(yè)素質(zhì)。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中，平臺依照學(xué)生身心發(fā)展特點(diǎn)與認(rèn)知特點(diǎn)將實(shí)踐教學(xué)劃分為四部分，即認(rèn)知、動(dòng)手、創(chuàng)意、創(chuàng)新，并將實(shí)踐教學(xué)整體劃分為課內(nèi)時(shí)間完成內(nèi)容與課外時(shí)間完成內(nèi)容兩部分，依照空間分為校內(nèi)完成與校外完成兩個(gè)空間，依照課程標(biāo)準(zhǔn)分為必修與等候兩種業(yè)務(wù)課，共同構(gòu)建了既具備層次性也能滿足不同時(shí)間與空間需求的全過程實(shí)踐教學(xué)課程體系?，F(xiàn)階段已逐步形成自身特色實(shí)驗(yàn)教學(xué)業(yè)務(wù)流程，如廣播電臺方面的采集、編寫、演播一體化流程，電視臺方面的導(dǎo)播、采集、編寫、制作、播出一體化流程等，此類全過程實(shí)踐教學(xué)能更大程度地提升學(xué)生對自身將從事工作的適應(yīng)能力與遷移能力，同時(shí)使其提前了解自身所處行業(yè)，具備整體性把握能力。

2 影視藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室智能+設(shè)備的應(yīng)用

自2016年以來，我國文化部市場司已為高校影視藝術(shù)類專業(yè)提供了各類政策支持，高校虛擬現(xiàn)實(shí)VR/AR 產(chǎn)學(xué)研聯(lián)盟模式已日漸落實(shí)。以北京電影學(xué)院為首的藝術(shù)院校首次將此類技術(shù)提上日程。此類智能+設(shè)備以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為依托，為高校學(xué)生構(gòu)建了沉浸式體驗(yàn)動(dòng)漫文化的平臺，打造了影視藝術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。這些影視藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室將融合相關(guān)產(chǎn)業(yè)的專業(yè)技術(shù)人才，在推進(jìn)技術(shù)和內(nèi)容開發(fā)與實(shí)踐方面上提供了儲備的專業(yè)人才。在此基礎(chǔ)上，各大高校也相應(yīng)借助了HTC、微軟等國內(nèi)科技企業(yè)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，整合當(dāng)?shù)赜耙暪镜馁Y源，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)上的實(shí)踐應(yīng)用，推動(dòng)國內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域產(chǎn)學(xué)研一體化的發(fā)展。在此過程中，各個(gè)影視公司作為影視商業(yè)化的專業(yè)機(jī)構(gòu)，也積極參加了高校影視藝術(shù)實(shí)驗(yàn)室智能+建設(shè)工作，使場景化應(yīng)用在影視管理實(shí)驗(yàn)中發(fā)揮更大作用。

3 “智能+”時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室功能結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

3.1 “智能+”時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室子系統(tǒng)

該實(shí)驗(yàn)室的子系統(tǒng)包含以下3 個(gè)系統(tǒng)，具體敘述如下。

3.1.1 教師授課系統(tǒng)

授課是高校教學(xué)的主題，因此授課系統(tǒng)也是高校影視管理實(shí)驗(yàn)室中最為重要的子系統(tǒng)之一。教師授課系統(tǒng)包含了教學(xué)管理、實(shí)驗(yàn)資源管理和實(shí)驗(yàn)技術(shù)文件資料等功能模塊。教學(xué)管理主要是為教師對學(xué)生的實(shí)驗(yàn)成績考核評定、實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)場指導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)室教學(xué)管理等提供了幫助。實(shí)驗(yàn)資源管理主包括維護(hù)和更新實(shí)驗(yàn)技術(shù)文件，還提供了編寫實(shí)驗(yàn)教學(xué)大綱、實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書、實(shí)驗(yàn)疑難問題解答和研究性實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)方案等功能。實(shí)驗(yàn)資源管理的主要功能是開發(fā)、管理、調(diào)度實(shí)驗(yàn)資源，它包括開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境、發(fā)布實(shí)驗(yàn)資源、調(diào)度實(shí)驗(yàn)資源、實(shí)驗(yàn)設(shè)備管理和實(shí)驗(yàn)檔案維護(hù)等功能。

3.1.2 學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)

實(shí)驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)是一個(gè)計(jì)算機(jī)輔助學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，它由實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、提交實(shí)驗(yàn)文檔和實(shí)驗(yàn)考核等模塊組成。實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)模塊包含教學(xué)大綱、教程和指導(dǎo)書，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了必要的學(xué)習(xí)資料，同時(shí)在線實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)、在線實(shí)驗(yàn)討論、在線疑難提問、在線實(shí)驗(yàn)仿真和現(xiàn)場實(shí)驗(yàn)操作等功能還為學(xué)生構(gòu)建了與同學(xué)就學(xué)習(xí)過程中遇到的問題進(jìn)行溝通的平臺，也能更好地參與師生之間的交流和互動(dòng)，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)仿真的在線學(xué)習(xí)。提交實(shí)驗(yàn)文檔模塊是指學(xué)生在線提交實(shí)驗(yàn)文檔，它包括提交實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告、提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告、提交實(shí)驗(yàn)預(yù)約申請和提交實(shí)驗(yàn)考核答卷等功能。實(shí)驗(yàn)考核模塊則提供了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)考核、實(shí)驗(yàn)操作考核和實(shí)驗(yàn)成績查詢等功能。

3.1.3 數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)

數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)管理實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源和檢測校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，它由實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理和檢測校準(zhǔn)數(shù)據(jù)維護(hù)等模塊組成。實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源管理旨在管理和維護(hù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源，它主要包括在線實(shí)驗(yàn)技術(shù)文件、虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)環(huán)境、在線實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)教學(xué)討論區(qū)、其他資源鏈接和實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源維護(hù)等功能。檢測校準(zhǔn)數(shù)據(jù)維護(hù)包括檢測校準(zhǔn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、檢測校準(zhǔn)數(shù)據(jù)查詢、檢測校準(zhǔn)數(shù)據(jù)維護(hù)等功能。

3.2 “智能+”時(shí)代高校實(shí)驗(yàn)室分區(qū)

3.2.1 沉浸式大屏交互體驗(yàn)區(qū)

在此區(qū)域中，學(xué)生應(yīng)當(dāng)以班級為單位整體使用實(shí)驗(yàn)室，該區(qū)域旨在為全班學(xué)生提供同步參加3D 教學(xué)的契機(jī)。此區(qū)域應(yīng)當(dāng)由大屏幕完成教學(xué)展示，并投入高分辨率的工程投影設(shè)備，使教學(xué)過程中的視覺體驗(yàn)始終保持清晰與真實(shí)性，學(xué)生能在此屏幕中觀看到更具真實(shí)度的色彩。此區(qū)域可充分利用計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與仿真技術(shù)，兼顧智能控制與交互設(shè)備，使教學(xué)能以三維可視的方式得以呈現(xiàn)。同時(shí)，也需要在此區(qū)域中投入可穿戴設(shè)備，使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)過程中充分體驗(yàn)沉浸感學(xué)習(xí)，獲取更具真實(shí)感的體驗(yàn)。此類設(shè)備都有助于提升教學(xué)模式的真實(shí)感，使學(xué)生能在探索專業(yè)的過程中更具學(xué)習(xí)興趣，從而達(dá)到提升實(shí)驗(yàn)質(zhì)量的目標(biāo)。

3.2.2 虛擬仿真開發(fā)工作區(qū)

虛擬仿真技術(shù)的核心內(nèi)容在于計(jì)算機(jī)與傳感器的有機(jī)結(jié)合，二者共同建立虛擬場景，使人機(jī)交互的目標(biāo)能得到有效落實(shí)。VR 虛擬仿真技術(shù)是在三維虛擬環(huán)境中，借助頭盔、眼鏡、手套等媒介讓用戶置身虛擬環(huán)境中，擺脫現(xiàn)實(shí)環(huán)境。在這一過程中，用戶可以從身處的虛擬環(huán)境中獲得觸覺和視覺的體驗(yàn)，從而達(dá)到與虛擬仿真環(huán)境的交流。同時(shí)，在VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷開發(fā)與進(jìn)步的基礎(chǔ)上，用戶的感官體驗(yàn)也會更加豐富，獲得味覺體驗(yàn)也將成為一種可能。這樣就能讓用戶借助外部媒介在虛擬環(huán)境中得到全方位的感知和互動(dòng)交流。

此區(qū)域需要同步支持大量設(shè)備進(jìn)行模擬仿真實(shí)驗(yàn)，并能建立各個(gè)小組，使不同小組的實(shí)驗(yàn)都能同步進(jìn)行。同時(shí)在此區(qū)域中需要配置性能較高的工作站，使影視制作過程更為順暢。針對學(xué)生所使用的桌椅等設(shè)備，則需要將其更換為可移動(dòng)拼接的形式，使影視項(xiàng)目管理中不同專業(yè)的實(shí)驗(yàn)需求都能得到滿足。此外，工作區(qū)中的反饋設(shè)備也需要全面落實(shí)人機(jī)接觸交互設(shè)備，使學(xué)生能在各項(xiàng)先進(jìn)設(shè)備的輔助下更好地發(fā)揮自身創(chuàng)造能力，將各個(gè)場景的VR與AR內(nèi)容全面落實(shí)于自身工作中[4]。

3.2.3 VR與AR實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)區(qū)

VR是虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)的重要成果之一，也是實(shí)驗(yàn)室需要投入的一項(xiàng)關(guān)鍵區(qū)域。在此區(qū)域中，虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)能完成顯示終端的作用，使學(xué)生能在學(xué)習(xí)與實(shí)驗(yàn)過程中處于沉浸式體驗(yàn)環(huán)節(jié)，并在體驗(yàn)過程中利用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備完成交互操作，以此滿足自身在實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)過程中的交互性需求。在此區(qū)域的輔助下，學(xué)生不僅能在實(shí)驗(yàn)中體驗(yàn)更為真實(shí)的環(huán)境，也能在操作中提前熟悉自身所處領(lǐng)域的專業(yè)內(nèi)容，了解各項(xiàng)設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)[5]。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能通過使用3D技術(shù)完成自身運(yùn)行過程，在此過程中，3D技術(shù)與用戶觸覺、聽覺等生理特征相契合，以用戶所使用的頭盔為工具對其所處現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界進(jìn)行有效隔絕。在隔絕狀態(tài)下，用戶僅能感受到自身所處虛擬世界的各類信息，從而產(chǎn)生一種身臨其境之感，此類感受為用戶提供了良好的沉浸式體驗(yàn)。在體驗(yàn)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中，用戶能借助頭盔與數(shù)據(jù)手套等設(shè)備向自身所處的虛擬環(huán)境發(fā)出指令，指令可涵蓋語言與肢體動(dòng)作等各方面信息，其所處的虛擬環(huán)境則能依據(jù)用戶指令做出相關(guān)反應(yīng)，使用戶與自身所處環(huán)境形成一定交互性。

AR實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)區(qū)更為先進(jìn)，不僅能接觸真實(shí)世界中的信息，也能同步結(jié)合虛擬世界中的信息，使雙方能實(shí)現(xiàn)信息互補(bǔ)，為學(xué)生的實(shí)驗(yàn)與學(xué)習(xí)過程提供更為良好的體驗(yàn)感。在各項(xiàng)視覺化體驗(yàn)中，學(xué)生能通過自身佩戴的頭盔顯示器連接現(xiàn)實(shí)世界與計(jì)算機(jī)影像，以此接觸日常生活中難于接觸的事物。此項(xiàng)體驗(yàn)在影視制作過程中極為重要，學(xué)生通過不同體驗(yàn)?zāi)艹浞重S富自身作品內(nèi)涵[6]。

4 結(jié)語

綜上所述，高校為在“智能+”時(shí)代打造實(shí)驗(yàn)室教學(xué)平臺，則需要充分利用5G 虛擬仿真技術(shù)，使實(shí)驗(yàn)室向集約化方向發(fā)展。對影視項(xiàng)目管理而言，實(shí)驗(yàn)室需要與傳媒業(yè)務(wù)緊密相連，建設(shè)全方位與開放性學(xué)習(xí)平臺，使學(xué)生能在實(shí)驗(yàn)室中接受更為系統(tǒng)且更具真實(shí)度的影視管理教學(xué)，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)與科研保持同步進(jìn)展，以此鼓勵(lì)學(xué)生更大限度地參與實(shí)驗(yàn)，為其日后步入工作崗位奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。