熊 麗 貴州輕工職業(yè)技術(shù)學(xué)院
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(lái),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,可以全方位調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者的感官,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)。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(jiàn)》中指出,要充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)開發(fā)包括虛擬實(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(guó)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)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(lái)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)時(shí)應(yīng)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,能輔助學(xué)生獲得真實(shí)的感受,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)傳統(tǒng)教學(xué)在工藝、設(shè)計(jì)理念、學(xué)生積極性等方面的不足之處。
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20世紀(jì)90年代才逐步形成,自此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)、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)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)因自身的復(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(lái)構(gòu)建真實(shí)的視覺(jué)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)性的環(huán)境,讓人們可以完全沉浸在虛擬的環(huán)境中。因此,其可以突破時(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(wú)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(lái)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)廣泛應(yīng)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)中,通過(guò)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)者可以像在真實(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)在危險(xiǎn)因素、地域因素等方面的局限,還提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和對(duì)知識(shí)的掌握程度,獲得了很好的教學(xué)效果和應(yīng)用前景。
近年來(lái),隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的廣泛運(yùn)用和大眾接受程度的提高,其在教育領(lǐng)域的運(yùn)用呈現(xiàn)上升的趨勢(shì)。通過(guò)在CNKI 的“學(xué)術(shù)趨勢(shì)”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(guó)期刊網(wǎng)數(shù)據(jù)庫(kù)便出現(xiàn)了反映“虛擬現(xiàn)實(shí)和教學(xué)”的一個(gè)趨勢(shì)數(shù)據(jù),在這個(gè)趨勢(shì)中可以清晰地分析出其學(xué)術(shù)關(guān)注度。從圖1可以明顯看出,國(guó)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(shì)。同樣,圖2也反映出對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的用戶關(guān)注度總體上呈上升趨勢(shì)。
圖1 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的學(xué)術(shù)關(guān)注度(圖片來(lái)自 CNKI 學(xué)術(shù)趨勢(shì))
圖2 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)用戶關(guān)注度(圖片來(lái)自 CNKI 學(xué)術(shù)趨勢(shì))
通過(guò)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)應(yīng)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。教師可以更容易和清晰地展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容,以更加生動(dòng)、直觀的方式將教學(xué)內(nèi)容展現(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)生而言,可以激發(fā)他們的學(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(yǔ)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(guò)程,形成協(xié)同機(jī)制。因此,基于自身的特征和優(yōu)勢(shì),虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)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,成為培養(yǎng)學(xué)生自主探索學(xué)習(xí)的反轉(zhuǎn)學(xué)習(xí)方式。教師通過(guò)為學(xué)生營(yíng)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(lái)獲取知識(shí)和技能。這也是當(dāng)下新一輪教學(xué)改革的教育理念的體現(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(tīng)覺(jué)、視覺(jué)和觸覺(jué)一體化的感知覺(jué),具有讓學(xué)生身臨其境地感受到動(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)容枯燥無(wú)味和抽象的問(wèn)題,使學(xué)生獲得更加直觀的感受,極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力和興趣,幫助學(xué)生更加清晰和有效地學(xué)習(xí)知識(shí)和技能。同時(shí),虛擬實(shí)驗(yàn)的方式可以讓學(xué)生親身觀察和操作,在實(shí)際操作之前對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)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),增強(qiáng)了學(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)了學(xué)生的自主探究能力和自主學(xué)習(xí)能力。
陶瓷裝飾是陶瓷藝術(shù)中一個(gè)很重要的組成部分,在工藝技法上分為釉上、釉下、釉中三種,其中釉上有新彩、粉彩、古彩、琺彩、墨彩等工藝,釉下有青花、釉里紅等工藝,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,將各種工藝應(yīng)用到設(shè)計(jì)作品中,形成了新的設(shè)計(jì)語(yǔ)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教授理論知識(shí),而實(shí)踐方面由教師親自示范裝飾工藝,通過(guò)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、材料等的認(rèn)識(shí)和了解,是基于教師的知識(shí)儲(chǔ)備的,對(duì)教師的專業(yè)要求很高。但是教師的精力和知識(shí)是有限的,在陶瓷裝飾設(shè)計(jì)的技能、理念、能力等方面具有一定的局限性。面對(duì)多元化的知識(shí)和學(xué)生綜合能力的要求,將更全面、更新的知識(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。陶瓷裝飾技藝具有復(fù)雜性和多樣性,不僅需要學(xué)習(xí)書本上的知識(shí),更需要加強(qiáng)實(shí)踐練習(xí)。為解決存在的教學(xué)問(wèn)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,這樣的方式需要投入大量的時(shí)間和資金,因?yàn)樘沾杉妓囀切枰獙?shí)踐培養(yǎng)的,只是走馬觀花的考察,不能更加深入地學(xué)習(xí)和運(yùn)用這種技藝,只有經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)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(guò)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(shì)必會(huì)造成一定的材料浪費(fèi)。因此,面對(duì)這些教學(xué)中所遇到的問(wèn)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)覆蓋難、利用率低、 環(huán)境封閉等問(wèn)題,打造一種全新的信息化教學(xué)模式。
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(chǎng)景教學(xué)模式。在滿足現(xiàn)有教學(xué)要求的基礎(chǔ)上,可以讓學(xué)生更好地進(jìn)入虛擬的真實(shí)場(chǎng)景,對(duì)知識(shí)有更加全面和直觀的理解,培養(yǎng)學(xué)生對(duì)陶瓷裝飾設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)興趣,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,結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感、構(gòu)想性、交互性等特征,對(duì)陶瓷裝飾設(shè)計(jì)課程的這兩個(gè)部分進(jìn)行學(xué)習(xí)。首先,對(duì)陶瓷裝飾的鑒賞,可以運(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,包含青花區(qū)域、釉上彩區(qū)域和青瓷區(qū)域,每個(gè)區(qū)域都會(huì)有相應(yīng)的圖片、文字和語(yǔ)言解說(shuō),可以獲得視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)上的真實(shí)感受,讓學(xué)生直觀地對(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),教師需要按照正確步驟用手柄完成實(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(guò)構(gòu)建這樣的虛擬學(xué)習(xí)場(chǎng)景,解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中面臨的工藝單一、材料浪費(fèi)、缺乏主動(dòng)性和創(chuàng)造性等問(wèn)題,作為這門課程的補(bǔ)充教學(xué)平臺(tái),可以豐富課程的內(nèi)容,讓學(xué)生更全面地認(rèn)識(shí)和學(xué)習(xí)知識(shí)。
根據(jù)研究?jī)?nèi)容和研究方法來(lái)展開具體的研究過(guò)程和制訂相應(yīng)的工作方案,根據(jù)前面提出的研究?jī)?nèi)容制訂以下工作方案。
第一,通過(guò)對(duì)文獻(xiàn)、著作等資料的研究,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,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(qǐng)?zhí)沾晒そ硨?duì)工藝進(jìn)行解說(shuō)和實(shí)際操作,運(yùn)用現(xiàn)代科技手段進(jìn)行拍攝。同時(shí),把每種工藝的裝飾效果、裝飾圖案、造型元素等材料收集起來(lái),最終整理出所需的課程內(nèi)容。第三,對(duì)目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的運(yùn)用案例進(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(guò)度娛樂(lè)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。
綜上所述,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以創(chuàng)建各種仿真的學(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(lái)教育發(fā)展的必然趨勢(shì)。以信息化、科學(xué)化的教學(xué)資源和方法來(lái)彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)的不足,引領(lǐng)教育教學(xué)改革的方向。將傳統(tǒng)的陶瓷裝飾技藝通過(guò)現(xiàn)代技術(shù)進(jìn)行呈現(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,使傳統(tǒng)文化與現(xiàn)代科技產(chǎn)生激烈的碰撞,以增強(qiáng)傳統(tǒng)文化的生命力和影響力,從而弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化。
(轉(zhuǎn)載自《現(xiàn)代職業(yè)教育》2022年第30期)