公共藝術(shù)專業(yè)數(shù)字化教學(xué)空間多模態(tài)構(gòu)建*

文/繆 虹 畢家義 袁秀雯 [哈爾濱理工大學(xué)]

2022 年是我國教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的元年，我國正式進(jìn)入全面推進(jìn)數(shù)字教育化轉(zhuǎn)型的時代。21世紀(jì)是數(shù)字化時代、智能化時代，我們國家正處在工業(yè)時代教育學(xué)向數(shù)字文明時代教育學(xué)轉(zhuǎn)型的時期，高校教育受到外部環(huán)境的變化以及政策的引導(dǎo)，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式和空間不斷變革，也為高校公共藝術(shù)教學(xué)提供了豐富的資源和學(xué)習(xí)的路徑。三年疫情在線學(xué)習(xí)的靈活性推動了數(shù)字化教育轉(zhuǎn)型的日程，全球各大高校逐漸推行這種個性化的柔性教育，以探索更加適合學(xué)生學(xué)習(xí)的路徑。

一、數(shù)字化教育轉(zhuǎn)型的本質(zhì)——變革意識

如果把整個教育發(fā)展史分為早期的教育學(xué)、工業(yè)時代的教育學(xué)、數(shù)字文明時代的教育學(xué)三個階段，我們現(xiàn)在正處在數(shù)字文明時代的教育學(xué)階段。所謂教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型，不僅指物理世界記錄到數(shù)字世界的階段，更指的是從教學(xué)空間遷移到數(shù)字世界的階段逐步演化到通過數(shù)字世界的特性（大數(shù)據(jù)、人工智能、元宇宙等）變革和重構(gòu)教與學(xué)的過程，進(jìn)而形成教育新生態(tài)，并且是由人主動參與并利用數(shù)字技術(shù)的優(yōu)勢，以促進(jìn)教育的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、功能、文化發(fā)生創(chuàng)變的過程，使教育系統(tǒng)具有更強(qiáng)的運(yùn)行活力與更高的服務(wù)價值。如果把全球教育的需求分為三個階段：第一階段，更多人接受高等教育；第二階段，提高學(xué)術(shù)成就，讓更多學(xué)生獲得證書和學(xué)位；第三階段，“需求驅(qū)動”教育，確保畢業(yè)生做好就業(yè)準(zhǔn)備，并在一生中獲得有意義的職業(yè)。那么我國高校教育目前正處在第三階段，數(shù)字教育開展“需求驅(qū)動”改革以適應(yīng)新興時代社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，包括整個教育結(jié)構(gòu)和人的培養(yǎng)結(jié)構(gòu)、課程與教學(xué)的概念被全新地闡釋、課程教學(xué)理論和方法需要更新、教與學(xué)的方式和空間都會發(fā)生根本性和顛覆性的變革。

二、做好當(dāng)代公共藝術(shù)專業(yè)數(shù)字教育方式的變革

在當(dāng)前的數(shù)字大趨勢下，AI 不斷撼動著當(dāng)代人對于繪畫藝術(shù)設(shè)計基礎(chǔ)能力的堅(jiān)守，普通設(shè)計人才正面臨著被代替的危機(jī)，學(xué)生學(xué)習(xí)處于傳統(tǒng)藝術(shù)設(shè)計和數(shù)字藝術(shù)的轉(zhuǎn)換鏈接中。大多數(shù)學(xué)生畢業(yè)后認(rèn)識到真正決定創(chuàng)意水準(zhǔn)的是本科的基礎(chǔ)教育，扎實(shí)的基礎(chǔ)訓(xùn)練和正確的認(rèn)知方法是非常重要的，基礎(chǔ)能力就是學(xué)生的核心競爭力，萬變不離其宗。在保證學(xué)生造型和設(shè)計基礎(chǔ)能力穩(wěn)定的前提下，任何數(shù)字技術(shù)和教學(xué)模式都能加持學(xué)生創(chuàng)作能力的羽化和成長，在藝術(shù)與科技融合下的當(dāng)代數(shù)字教育將如何與傳統(tǒng)的藝術(shù)基礎(chǔ)教學(xué)內(nèi)容結(jié)合？新時代AI 智能教育和數(shù)字化拓展了高校教學(xué)的視野和格局，數(shù)字化教育模式為高校公共藝術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)課程提供更加廣闊的平臺和通道，數(shù)字化的呈現(xiàn)更拓寬了教師的教學(xué)途徑。在這個信息大爆發(fā)的新時代，數(shù)字藝術(shù)廣泛應(yīng)用于藝術(shù)創(chuàng)作和理論教學(xué)中，數(shù)字藝術(shù)的出現(xiàn)是新型技術(shù)與藝術(shù)互相影響的典型范例。重要的是對當(dāng)代高校壁畫人才培養(yǎng)提出了新的要求。

（一）傳統(tǒng)公共藝術(shù)壁畫教學(xué)與數(shù)字化教學(xué)的鏈接

公共藝術(shù)專業(yè)的基礎(chǔ)教育是學(xué)生未來發(fā)展的基石，從傳統(tǒng)壁畫的二維形式到當(dāng)代壁畫的多維形式之間的跨越是巨大的，既要求壁畫創(chuàng)作者有扎實(shí)的繪畫基本功，又要具備設(shè)計、統(tǒng)籌、溝通、工程技術(shù)及多媒體運(yùn)用等較強(qiáng)的綜合能力。在壁畫教學(xué)中，面臨的問題多且繁雜，如時間成本高、實(shí)踐地點(diǎn)多而分散、場地測量、制作過程不能反復(fù)等問題，使得本碩教育在有限的時間內(nèi)掌握所有的基礎(chǔ)知識、專業(yè)技能、創(chuàng)作方法等非常困難。盡管采用了線上結(jié)合線下再完成考察、實(shí)習(xí)等訓(xùn)練，也難以覆蓋當(dāng)代壁畫創(chuàng)作涉及的公共互動性和多媒介等技術(shù)問題。因此，當(dāng)代公共藝術(shù)專業(yè)教學(xué)作為數(shù)字時代下獲得機(jī)會最多的專業(yè)之一，應(yīng)與時俱進(jìn)不斷完善教學(xué)課程體系建設(shè)，探索更適合的藝術(shù)和信息學(xué)科融合的教學(xué)機(jī)制與培養(yǎng)模式。培養(yǎng)造就兼具藝術(shù)性與技術(shù)性的復(fù)合型藝術(shù)人才是當(dāng)前公共藝術(shù)專業(yè)壁畫教學(xué)的迫切需求。

（二）當(dāng)代壁畫創(chuàng)作方式的多維性特征

當(dāng)代壁畫是集觀念、行為、美術(shù)、技術(shù)、策劃、制作等為一體的綜合性藝術(shù)，具有多元化、多維性、公共性和互動性特征。當(dāng)代壁畫在傳統(tǒng)設(shè)計基礎(chǔ)上又增加了聲、光、電技術(shù)等新媒體方式，呈現(xiàn)出人機(jī)交互、跨媒體協(xié)同的新特點(diǎn)，讓公眾產(chǎn)生視、聽、觸覺的全方位體驗(yàn)。這種藝術(shù)與科技高度融合的表現(xiàn)形式，使壁畫與建筑環(huán)境空間更緊密地融為一體，也使公共藝術(shù)的表現(xiàn)載體、傳播媒介及思想內(nèi)涵發(fā)生變革。

三、公共藝術(shù)專業(yè)數(shù)字教學(xué)空間維度的構(gòu)建——適需服務(wù)

《福布斯》發(fā)布了教育數(shù)字轉(zhuǎn)型六大趨勢，游戲化學(xué)習(xí)、個性化學(xué)習(xí)、IT 智能、學(xué)習(xí)空間再設(shè)計、數(shù)字教室裝備、虛擬混合現(xiàn)實(shí)等。其中學(xué)習(xí)空間再設(shè)計、數(shù)字教室裝備的理念與當(dāng)代公共藝術(shù)專業(yè)教學(xué)空間維度的重新構(gòu)建是不謀而合的。高校以學(xué)生為中心，未來數(shù)字教育系統(tǒng)打造“機(jī)制靈活”“開放創(chuàng)新”“適需服務(wù)”的辦學(xué)理念。

（一）多人協(xié)同教育空間模式——VR教室

2018 年發(fā)布了藍(lán)皮書《工學(xué)融合對人的技能發(fā)展至關(guān)重要》的報告，為人類技能發(fā)展起到推動作用。在沉浸式壁畫教學(xué)中，VR設(shè)備引入課堂就如同給學(xué)生加上一對隱形的翅膀，可以跨越千山萬水，高效率地領(lǐng)略各種壁畫場景，讓傳統(tǒng)的平面知識形象立體化，學(xué)生主動參與建立更加直觀的學(xué)習(xí)和感知過程。我們從功能的角度來分析一下兩種主要類型的VR教室。5G和全息技術(shù)通過采集教師的系統(tǒng)——全息編碼，全息影像信號出現(xiàn)在全息還原端的結(jié)構(gòu)里面實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同教學(xué)模式，教師可以實(shí)現(xiàn)立體影像不借助任何屏幕或介質(zhì)直接懸浮在自由空間中，以全息的空中形象形式出現(xiàn)，同時調(diào)動多重感官，增強(qiáng)教學(xué)互動性。如“板書同屏演示”“雙師教學(xué)”等。

（二）沉浸式VR 教學(xué)是一個多維信息空間的重構(gòu)

沉浸式VR 教學(xué)是計算機(jī)生成的一種多源信息融合、交互式的三維動態(tài)的仿真模擬環(huán)境。沉浸式壁畫教學(xué)模式的內(nèi)涵是廣泛的，以視覺形式產(chǎn)生一個多維信息空間，將多通道視頻同步技術(shù)、音響技術(shù)等完美地融合在一起，從而形成一個被三維立體影像畫面包圍的供多人同時參觀體驗(yàn)的完全沉浸式的虛擬環(huán)境。智能教室且擁有開闊的虛擬現(xiàn)實(shí)場景，技術(shù)層面僅需要運(yùn)用全息投影和互動投影技術(shù)。

在沉浸式壁畫教學(xué)與創(chuàng)作中，高度還原了真實(shí)場景的空間大小、結(jié)構(gòu)布局、光影效果等，讓學(xué)生在三維仿真場景中體驗(yàn)和實(shí)踐壁畫設(shè)計全過程，直觀展現(xiàn)設(shè)計思路，形成仿真的設(shè)計體驗(yàn)，具有現(xiàn)場感、互動性、開放性的特征。

1.現(xiàn)場感

沉浸式壁畫教學(xué)通過VR 與數(shù)字影像相結(jié)合的虛擬技術(shù)對真實(shí)場景進(jìn)行生動再現(xiàn)和還原，具備了無論何時何地都能夠高度“模擬”出所需要學(xué)習(xí)的有關(guān)壁畫圖像原貌和準(zhǔn)確的現(xiàn)場環(huán)境特征，使學(xué)生在虛擬環(huán)境中獲得身臨其境的現(xiàn)場體驗(yàn)感。學(xué)生可以在虛擬現(xiàn)實(shí)世界中進(jìn)行廣泛的壁畫知識游覽、壁畫藝術(shù)創(chuàng)作等單人或多人合作體驗(yàn)。沉浸式教學(xué)帶來的現(xiàn)場感是超越時間和空間維度的，規(guī)避了戶外教學(xué)活動的各種弊端和隱患，從而快速達(dá)到“跨時間和地域”學(xué)習(xí)目的。VR觀看莫高窟、榆林窟、麥積山石窟等打破了因距離、時間、資金等客觀條件的束縛而得到最大化的應(yīng)用，即使教室和壁畫教學(xué)內(nèi)容相隔千里，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段對整體教學(xué)空間進(jìn)行重建，實(shí)現(xiàn)課堂與實(shí)踐同步化。教學(xué)中考察敦煌莫高窟的第285窟的藻井壁畫（圖1）清晰可見，虛擬教育環(huán)境就可以支撐課堂的模擬定位并在幾十個交互視點(diǎn)之間相互轉(zhuǎn)換，敦煌壁畫的精微細(xì)節(jié)可以慢放，學(xué)生可以從頂部或特殊視角觀察，把物體“放大”或“縮小”，或者移動到洞窟內(nèi)彩塑的任何角度，探索彩塑造型與結(jié)構(gòu)特征，讓學(xué)生如同在現(xiàn)實(shí)情境中接受教育與互動創(chuàng)作，滿足學(xué)生的現(xiàn)場感、體驗(yàn)感。

圖1 莫高窟第285窟——藻井壁畫

2.互動性

沉浸式壁畫教學(xué)將傳統(tǒng)的單向教育轉(zhuǎn)化為認(rèn)知交互，在教學(xué)過程中，互動指通過手勢、語音等媒介對受體實(shí)施觸發(fā)、標(biāo)注等動作。師生可以用自然的方式與虛擬的環(huán)境進(jìn)行交互操作，師生角色互換，換位思考，教師幫助學(xué)生以互動的方式準(zhǔn)確地理解內(nèi)容。教學(xué)型VR教室使用多人協(xié)同教育管理系統(tǒng)，適用于師生多人頭戴VR 一體機(jī)，協(xié)同實(shí)時完成VR 空間教學(xué)的任務(wù)，通過教師移動播控終端控制學(xué)生VR學(xué)習(xí)終端中內(nèi)容的播放。學(xué)生戴上VR 頭盔體驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容，支持近百人同時在VR 中上課，甚至異地遠(yuǎn)程互動教學(xué)。在VR壁畫教學(xué)中，教師能夠把一些視頻、文字、圖片、三維模型、全景照片等傳統(tǒng)資源一鍵輸出到VR 頭盔、CAVE 系統(tǒng)、全息設(shè)備等VR 呈現(xiàn)平臺上進(jìn)行展現(xiàn)。教師在虛擬的三維環(huán)境中向?qū)W生講解課程知識點(diǎn)，結(jié)合VR 互動、3D 演示以及電腦操作來輔助傳統(tǒng)的壁畫教學(xué)，通過師生之間的交互演示和實(shí)驗(yàn)觀察，完成在VR 設(shè)備或電腦上的操作實(shí)驗(yàn)，大大提高了教學(xué)效率與學(xué)生的認(rèn)知效果。沉浸式教學(xué)系統(tǒng)中涉及的人工智能和云計算技術(shù)手段豐富，無論是教學(xué)型VR 教室還是創(chuàng)作型VR 教室，老師都可以對學(xué)生進(jìn)行同視角觀察，位置同步，課堂快速互動和溝通。

3.開放性

越來越多的公共藝術(shù)場景進(jìn)行了數(shù)字采集、加工和存儲，已經(jīng)形成了相當(dāng)規(guī)模的數(shù)字化資源庫。這些資源庫都將作為公共藝術(shù)專業(yè)數(shù)字化教學(xué)的外部資源引入課堂，構(gòu)建了一個開放式、多元化的數(shù)字教學(xué)系統(tǒng)。

（三）VR自由創(chuàng)作空間——成果轉(zhuǎn)化

由于VR與數(shù)字影像相結(jié)合擁有了高度“模擬”性的特質(zhì)，壁畫創(chuàng)作打破空間中一切物理?xiàng)l件的限制以VR 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)了在無限立體空間中設(shè)計一體化的現(xiàn)實(shí)。VR 技術(shù)將壁畫創(chuàng)作任務(wù)的場景、作品尺寸、位置等信息內(nèi)容進(jìn)行全景生成，數(shù)字技術(shù)同步實(shí)現(xiàn)對虛擬環(huán)境中壁畫創(chuàng)作或設(shè)計的操作，就像在現(xiàn)實(shí)環(huán)境里創(chuàng)作所考慮的因素一樣，使學(xué)生得以在虛擬創(chuàng)作中獲得需要的思考與實(shí)驗(yàn)。教師容易識別學(xué)生當(dāng)前的創(chuàng)作進(jìn)程和成果，支持課堂的全真模擬展示和交互，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)和創(chuàng)作的主動性、實(shí)踐性和真實(shí)感。

數(shù)字化設(shè)計是指數(shù)字技術(shù)與設(shè)計的緊密結(jié)合，它具有可視化、可交互的特性。在公共藝術(shù)數(shù)字教學(xué)中可以建立專家教授和車間技師的雙循環(huán)實(shí)踐型教學(xué)互動關(guān)系，同時兼具現(xiàn)代科技設(shè)立了電子成型車間（包括3D打印、CNC、激光切割）。建立學(xué)生虛擬創(chuàng)作實(shí)訓(xùn)教室，設(shè)計師可以通過人工智能、數(shù)字媒介、AR 交互等數(shù)字化技術(shù)，來完成音圖制作、影視動畫與3D 建模等操作。創(chuàng)作型虛擬教室支持眾多學(xué)生在VR 空間中共享一臺VR設(shè)備實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同合作，可以分別負(fù)責(zé)AI設(shè)計、3D打印、多媒體編輯制作等，讓學(xué)生通過簡單易學(xué)的操作在VR中完成3D繪畫和陶瓷壁畫作品等，豐富師生在VR教室中的展示設(shè)計和創(chuàng)作成果轉(zhuǎn)化實(shí)踐的應(yīng)用。

（四）探索VR 沉浸式隱私空間——放飛夢想

電梯擁擠時，人們會自動抬頭看向天花板，屬于人本能地尋求安全隱私空間。同理，學(xué)生進(jìn)入一種特定相對“封閉”沉浸式模擬環(huán)境中，在心理上感覺被轉(zhuǎn)移到另外的空間之中，有效地利用虛擬技術(shù)將環(huán)境、多媒體及多維度的感官刺激融入教學(xué)的，過程中給學(xué)生進(jìn)行專業(yè)教學(xué)和創(chuàng)作方向性的引導(dǎo)，創(chuàng)作時學(xué)生需要進(jìn)行自我消解和探索的人性化隱私空間。好的教育在不同維度都能給學(xué)生留下適當(dāng)?shù)碾[私空間，讓學(xué)生自在地做他們想做的事，才是教育的至高境界。沉浸式空間已經(jīng)存在于我們的教學(xué)中，是區(qū)別于現(xiàn)實(shí)世界的教室空間，可以讓學(xué)生獲得超越感知的體驗(yàn)，讓心靈獲得深層次的滿足。VR 創(chuàng)作通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)、全息投影、互動裝置等技術(shù)手段，將學(xué)生帶入一個逼真的虛擬空間中，讓學(xué)生釋放潛力并感受身臨其境的沉浸式體驗(yàn)。

結(jié)語

數(shù)字技術(shù)在教育領(lǐng)域的普及和應(yīng)用，拓展了公共藝術(shù)專業(yè)數(shù)字化教學(xué)方式和教學(xué)空間的模式，為學(xué)生提供了一個開放的數(shù)字化公共藝術(shù)信息資料庫和創(chuàng)作交互平臺?？茖W(xué)技術(shù)為數(shù)字化教學(xué)轉(zhuǎn)型提供了更多的可能，數(shù)字教學(xué)模式在高校及社會各層面的不斷探討和論證中逐漸驗(yàn)證它的應(yīng)用范圍與效果，是對傳統(tǒng)教學(xué)的一次與時俱進(jìn)的改革和推進(jìn)，符合新時代公共藝術(shù)教學(xué)理念，體現(xiàn)認(rèn)識建構(gòu)主義教育的核心價值，對培養(yǎng)滿足當(dāng)今社會對公共藝術(shù)專業(yè)建設(shè)需求的高素質(zhì)人才具有重要的實(shí)踐意義。