5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)項(xiàng)目的應(yīng)用策略研究
——以動(dòng)漫課程為例

文/汕尾職業(yè)技術(shù)學(xué)院 劉 瓊

互聯(lián)網(wǎng)新技術(shù)的迅猛發(fā)展,推動(dòng)了動(dòng)漫課程的改革。5G通信技術(shù)與人工智能技術(shù)憑借大寬帶、海量機(jī)器通信,以及超高速、低延時(shí)的特點(diǎn),逐漸在教育領(lǐng)域中應(yīng)用和普及,信息化教學(xué)向智能教學(xué)發(fā)展成為必然趨勢(shì)?！?G應(yīng)用“揚(yáng)帆”行動(dòng)計(jì)劃(2021-2023)》提出,加快5G教學(xué)終端設(shè)備及AR/VR教學(xué)數(shù)字內(nèi)容的研發(fā),結(jié)合VR/AR、全息投影等技術(shù)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景化交互教學(xué),打造沉浸式課堂。因此,動(dòng)漫設(shè)計(jì)必須緊跟5G時(shí)代最新發(fā)展趨勢(shì)和動(dòng)向,搭載5G網(wǎng)絡(luò),利用3D視覺(jué)交互效果等,使課程更具有生動(dòng)性,大大提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、求知欲、積極性和課堂參與度,有助于學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)知識(shí),實(shí)現(xiàn)教育教學(xué)的深度改革(圖1)。

圖1 5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)應(yīng)用策略總圖

一、5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)創(chuàng)新研究的意義

5G技術(shù)為文化教育產(chǎn)業(yè)帶來(lái)了更高效的教學(xué)手段及新型產(chǎn)品,使得傳統(tǒng)教學(xué)可以增加技術(shù)含量,通過(guò)5G技術(shù)賦能動(dòng)漫課程場(chǎng)景教學(xué),使專業(yè)知識(shí)能夠在融合中得到內(nèi)化、滲透,從而適應(yīng)智能化時(shí)代要求。

在動(dòng)漫領(lǐng)域,以全息技術(shù)為代表的新科技對(duì)藝術(shù)角色動(dòng)畫(huà)的輔助設(shè)計(jì)體現(xiàn)在藝術(shù)效果的增強(qiáng)與表現(xiàn)方式上。5G技術(shù)高速率、低延時(shí)特點(diǎn)加速了數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)高效傳播,促進(jìn)了動(dòng)漫產(chǎn)業(yè)和影視動(dòng)畫(huà)內(nèi)容傳播渠道的升級(jí),帶動(dòng)了動(dòng)漫課程的發(fā)展。在5G技術(shù)的支持下,影視業(yè)可以用AI對(duì)影視作品進(jìn)行后期圖像及視頻畫(huà)面場(chǎng)景處理,如智能化視頻畫(huà)面場(chǎng)景、智能圖像處理等。在AI技術(shù)與5G技術(shù)加持下,虛擬展示動(dòng)漫產(chǎn)品、數(shù)字空間等表達(dá)方式突破線下授課方式,創(chuàng)造出一系列全新的虛擬展示空間。

二、5G技術(shù)輔助教學(xué)的特點(diǎn)

在5G時(shí)代,將人工智能和大數(shù)據(jù)“互聯(lián)網(wǎng)+”等在線模型引入教學(xué)過(guò)程是一場(chǎng)大規(guī)模、規(guī)范化的教育形式,有利于教育創(chuàng)新,可以進(jìn)一步推動(dòng)傳統(tǒng)教學(xué)改革。

1.教學(xué)空間擴(kuò)大化

5G技術(shù)使多媒體資源智能化,教與學(xué)的角色、觀念、方法、模式等都發(fā)生新的變化,知識(shí)內(nèi)容更加廣泛,不僅降低成本且提高教學(xué)效率。借助5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì),高校動(dòng)漫課程教學(xué)資源更加多元化,從平面化教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榱Ⅲw化教學(xué),空間連接速度越來(lái)越快,未來(lái)課堂的時(shí)空界限將進(jìn)一步模糊,逐漸形成以學(xué)生為中心的個(gè)性化移動(dòng)“小課堂”。

2.教學(xué)資源共享化

5G技術(shù)具有泛在網(wǎng)、超快速、萬(wàn)物互聯(lián)、重構(gòu)安全的特點(diǎn),為構(gòu)建新的信息流通環(huán)境提供了條件,促進(jìn)教學(xué)資源的共享,為超大規(guī)模、萬(wàn)物可聯(lián)提供了可能性。高校動(dòng)漫課程教師可利用移動(dòng)智能網(wǎng)絡(luò)形式,實(shí)現(xiàn)知識(shí)信息的流通,讓不同的學(xué)生快捷獲取素材,實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源優(yōu)化配置。

3.知識(shí)流通有效化

5G技術(shù)為高校動(dòng)漫設(shè)計(jì)課程提供技術(shù)保證。首先,視頻直播、微課堂等多媒體進(jìn)一步豐富教學(xué)形式,學(xué)生共享名師名校網(wǎng)絡(luò)公開(kāi)課,學(xué)習(xí)會(huì)更加自主個(gè)性。其次,“5G+VR”的應(yīng)用使學(xué)習(xí)的場(chǎng)景更趨真實(shí),課程變得相對(duì)直觀清晰。再次,課后結(jié)合教師選定的內(nèi)容,學(xué)生可以更加及時(shí)高效地獲取最新的專業(yè)信息。

4.作品形式創(chuàng)新化

5G技術(shù)創(chuàng)造出物理現(xiàn)實(shí)世界與虛擬世界的融合場(chǎng)景,在給使用者帶來(lái)多樣化沉浸式體驗(yàn)的同時(shí),又可以調(diào)動(dòng)使用者的多種感官與虛擬世界中的物體進(jìn)行互動(dòng)。例如,依托深厚的歷史文化底蘊(yùn),河南春晚《唐宮夜宴》緊抓自己最閃亮的名片迅速火爆出圈。節(jié)目組巧妙利用5G+AR技術(shù)讓古物“復(fù)活”,虛擬場(chǎng)景與現(xiàn)實(shí)舞蹈的結(jié)合靈活地演繹了14位“唐朝少女”從梳洗打扮到參加夜宴演奏,整個(gè)過(guò)程如夢(mèng)如幻。從滿天星空到輝煌宮墻,讓觀眾夢(mèng)回千年,宛若身在畫(huà)卷中。

三、5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的案例與現(xiàn)狀分析

作為連接“技術(shù)、媒體、人與環(huán)境”的5G技術(shù),對(duì)動(dòng)漫教學(xué)而言,5G技術(shù)與課程緊密結(jié)合,不僅使教學(xué)中的無(wú)線移動(dòng)連接成為可能,還讓教學(xué)媒體的軟硬件操作變得更為流暢,功能更加強(qiáng)大,場(chǎng)景更為逼真等,這對(duì)傳統(tǒng)動(dòng)漫教學(xué)而言無(wú)疑是一場(chǎng)巨變。

1.場(chǎng)景互動(dòng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

新技術(shù)給動(dòng)漫課程的內(nèi)容創(chuàng)作帶來(lái)了新的機(jī)遇,也給動(dòng)漫課程提出了新的要求,在教學(xué)方面,以交互式白板營(yíng)造場(chǎng)景,空間教室被虛擬場(chǎng)景代替。

VR/AR技術(shù)目前在交互式電子白板方面應(yīng)用較為廣泛,交互式電子白板、VR/AR均能增強(qiáng)課程的趣味性與互動(dòng)性,它們利用虛擬場(chǎng)景代替空間教室,營(yíng)造場(chǎng)景化教學(xué),不同之處在于:①VR技術(shù)在課堂場(chǎng)景方面應(yīng)用效果顯著;②AR與電子白板在課堂管理控制方面比VR技術(shù)直觀,學(xué)生能夠在較逼真的環(huán)境中學(xué)習(xí);③經(jīng)過(guò)約10年時(shí)間的反復(fù)使用,交互式電子白板在小組活動(dòng)和集體活動(dòng)中應(yīng)用比較成熟,但VR/AR在課程教學(xué)領(lǐng)域中運(yùn)用的經(jīng)驗(yàn)不足;④VR技術(shù)和交互式白板技術(shù)能夠在學(xué)校完整、全面實(shí)施,AR技術(shù)還只針對(duì)個(gè)人客戶端應(yīng)用,處于試驗(yàn)階段,它的效果有待于進(jìn)一步驗(yàn)證。

2.5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的應(yīng)用現(xiàn)狀

大數(shù)據(jù)、無(wú)人機(jī)、5G網(wǎng)絡(luò)、AI技術(shù)、智能穿戴、人臉識(shí)別等各種新技術(shù)為動(dòng)漫課程場(chǎng)景賦能,有助于幫助動(dòng)漫專業(yè)學(xué)生從新的視角重新審視專業(yè)發(fā)展和行業(yè)前景。如2010年上海世博會(huì)運(yùn)用5G全息場(chǎng)景投影技術(shù)再現(xiàn)三星堆遺址的文字和圖像。5G技術(shù)結(jié)合VR場(chǎng)景技術(shù)可以發(fā)揮遠(yuǎn)程教育優(yōu)勢(shì),能真實(shí)呈現(xiàn)3D圖形,逼真生動(dòng)。由于VR教學(xué)配備了5G超高速網(wǎng)絡(luò),能調(diào)動(dòng)學(xué)生參與感,利用其虛擬優(yōu)勢(shì)將原本頭腦中想象的場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),將課堂上創(chuàng)建的場(chǎng)景轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí),比傳統(tǒng)視頻遠(yuǎn)程直播更能提高學(xué)生的創(chuàng)造力。

3.場(chǎng)景教學(xué)項(xiàng)目的實(shí)施案例

從公立職業(yè)技術(shù)學(xué)校和私立教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的實(shí)踐策略和計(jì)劃來(lái)看,他們?cè)趫?chǎng)景教學(xué)建設(shè)方面的共同點(diǎn)都是提高公民的現(xiàn)代化素質(zhì),差異點(diǎn)是公立學(xué)校在于開(kāi)發(fā)優(yōu)秀的教學(xué)方案,教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)開(kāi)發(fā)的“教育科技產(chǎn)品”將項(xiàng)目成果最大化,以實(shí)現(xiàn)盈利為目的,但都是場(chǎng)景教學(xué)項(xiàng)目。以浙江大學(xué)附屬學(xué)校為例,學(xué)校雖然建設(shè)了e校園綜合平臺(tái)、智慧教室兩個(gè)項(xiàng)目,但是項(xiàng)目建設(shè)是由幾家單位獨(dú)立完成,一些數(shù)據(jù)不能兼容,導(dǎo)致在整體教學(xué)實(shí)踐中,各個(gè)系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)不能通用。又如,新東方教育集團(tuán)經(jīng)歷了在線化、信息化、移動(dòng)化三個(gè)階段,其場(chǎng)景教學(xué)模式經(jīng)歷了黑板教學(xué)-多媒體教學(xué)-交互式電子白板-遠(yuǎn)程直播,在這個(gè)過(guò)程中,由紙質(zhì)到電子資料,逐漸過(guò)渡到新媒體互動(dòng)平臺(tái),課后反饋一步步改進(jìn),最終引入交互式電子白板技術(shù),全面實(shí)現(xiàn)交互式電子白板教學(xué)。

四、5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

如今,我們已經(jīng)處在5G技術(shù)賦能各類課程內(nèi)容、思維重構(gòu)的智能時(shí)代。課題組給教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)及從事動(dòng)漫場(chǎng)景教學(xué)的工作人員發(fā)放調(diào)查問(wèn)卷,根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果,分門別類制定相應(yīng)的的科學(xué)應(yīng)用方案。

1.5G技術(shù)對(duì)場(chǎng)景互動(dòng)技術(shù)的增強(qiáng)策略

5G技術(shù)的超高速賦予AR更快數(shù)據(jù)體驗(yàn)的優(yōu)勢(shì)給現(xiàn)有的移動(dòng)交互式白板技術(shù)、全息投屏技術(shù)提供新的機(jī)遇,將教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)方式從2D提升到3D,在實(shí)際教學(xué)中開(kāi)辟了教學(xué)資源的新維度,潛移默化中更新了教師的教學(xué)理念。有了5G技術(shù)的支撐,學(xué)生在使用自帶攝像頭的平板時(shí),不僅可以拍照和視頻,而且與課程的互動(dòng)不再局限于與屏幕頁(yè)面進(jìn)行點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的互動(dòng),還可以與3D模型進(jìn)行互動(dòng)。5G超高頻傳輸技術(shù)與MEC云計(jì)算能力結(jié)合能記錄(回播)直播中的全息圖像及技術(shù);它通過(guò)超高速計(jì)算分析與SND/NFV融合檢索動(dòng)漫圖像、文本描述,可以分析動(dòng)漫場(chǎng)景,進(jìn)行智能建模,同步實(shí)現(xiàn)在課程上渲染全息圖像;另外,類似Kinect或Leapmotion等傳感器的傳感功能,能識(shí)別動(dòng)漫角色的3D肢體語(yǔ)言,在全息圖像間進(jìn)行觸摸交互。

2.5G技術(shù)賦能動(dòng)漫課程教學(xué)的應(yīng)用設(shè)計(jì)

近年來(lái),隨著5G技術(shù)的發(fā)展,在情境認(rèn)知理論和建構(gòu)主義的支持下,動(dòng)漫課程尤其是沉浸式體驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)更加具有互動(dòng)性、智能性和生成性;利用媒體進(jìn)行動(dòng)漫教學(xué)時(shí)要求學(xué)生理解動(dòng)漫建模原理,深入分析動(dòng)漫語(yǔ)言間的關(guān)系,用素材做動(dòng)畫(huà)成品的時(shí)候,由于有大數(shù)據(jù)和云計(jì)算,基本能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)檢測(cè)、渲染,并生成模型成品。例如在動(dòng)畫(huà)人物造型設(shè)計(jì)中,可以選取優(yōu)秀的國(guó)產(chǎn)動(dòng)畫(huà)電影《姜子牙》《大圣歸來(lái)》中的經(jīng)典人物形象,利用3D在線云平臺(tái)將動(dòng)漫場(chǎng)景引入,并在課堂中進(jìn)行展示。學(xué)生根據(jù)教師的課堂講解主動(dòng)收集素材,通過(guò)使用5G技術(shù)先進(jìn)的計(jì)算能力,檢索圖像和視頻,在課堂創(chuàng)建動(dòng)畫(huà)場(chǎng)景,課后分組交流、探討,主動(dòng)發(fā)現(xiàn)構(gòu)建動(dòng)漫設(shè)計(jì)過(guò)程的意義。教師提供循序漸進(jìn)的指導(dǎo),幫助學(xué)生發(fā)展邏輯思維能力,突破時(shí)間和空間的限制,將動(dòng)漫設(shè)計(jì)以類似于3D電影的形式展示。

3.5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的應(yīng)用方案

(1)進(jìn)行需求識(shí)別。場(chǎng)景教學(xué)的教師通過(guò)定性研究動(dòng)漫場(chǎng)景的方法,分析、梳理、鎖定具體對(duì)象,但一些學(xué)校場(chǎng)景教學(xué)還處于初始摸索階段,而鄉(xiāng)鎮(zhèn)學(xué)校缺乏專業(yè)技術(shù)人員指導(dǎo),一些教師使用設(shè)備不熟練。

(2)完善教學(xué)應(yīng)用。5G技術(shù)賦能交互式電子白板,通過(guò)硬軟件接口擴(kuò)展解決了重新設(shè)計(jì)和“移植”平板電腦應(yīng)用程序的問(wèn)題,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)5G+VR眼鏡的場(chǎng)景教學(xué)?？傮w而言,交互式電子白板技術(shù)、教學(xué)資源平臺(tái)和學(xué)生數(shù)據(jù)系統(tǒng)的應(yīng)用已逐漸成熟。根據(jù)當(dāng)前5G場(chǎng)景的應(yīng)用特點(diǎn),教學(xué)應(yīng)用計(jì)劃分為:①教學(xué)端,每個(gè)教學(xué)階段由教學(xué)屏幕、教師移動(dòng)端和學(xué)生移動(dòng)端組成。②管控端:由5G全息投影技術(shù)、電子白板+AR眼鏡等組成,用于基于技術(shù)可行性的課前教學(xué)設(shè)計(jì)和課后學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)報(bào)表管理,如圖2所示。

圖2 場(chǎng)景教學(xué)應(yīng)用方案

五、5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的創(chuàng)新與挑戰(zhàn)

1.以優(yōu)化教學(xué)模式為基礎(chǔ),打破傳統(tǒng)局限

海量的信息化教學(xué)資源支持泛在學(xué)習(xí)、課前自主學(xué)習(xí),讓學(xué)生掌握一定的內(nèi)容后再走進(jìn)教室,這樣能提高課堂教學(xué)質(zhì)量。課中,教師利用媒體教學(xué)帶給學(xué)生沉浸式的上課體驗(yàn),利用虛擬世界將知識(shí)內(nèi)容可視化、形象化,學(xué)生相互討論、查缺補(bǔ)漏、突破重難點(diǎn),最后再返回線上通過(guò)各種練習(xí)題等進(jìn)行強(qiáng)化學(xué)習(xí)。高?？梢岳没ヂ?lián)網(wǎng)讓學(xué)生更好地體驗(yàn)5G技術(shù)賦能的互動(dòng)學(xué)習(xí)場(chǎng)景,特別是物聯(lián)網(wǎng)資源切片、虛擬現(xiàn)實(shí)切片等諸多場(chǎng)景切片組織成章節(jié),使教學(xué)資源調(diào)度更加順暢。

2.創(chuàng)新沉浸式情景教學(xué)

5G技術(shù)能幫助教師打破傳統(tǒng)模式的束縛,以實(shí)際場(chǎng)景等多種方式開(kāi)展教學(xué),這種創(chuàng)新教學(xué)方式能緩解學(xué)生的抵觸心理,積極融入課堂。例如湖南株洲的清水塘5G+XR愛(ài)國(guó)主義體驗(yàn)館利用科技賦能愛(ài)國(guó)主義教育,體驗(yàn)館通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)搭建黨建教育平臺(tái),利用XR技術(shù)展現(xiàn)經(jīng)典紅色故事。5G技術(shù)為教學(xué)賦能,讓學(xué)生不只是被動(dòng)地聽(tīng)講,成為知識(shí)的容器,而是讓他們真實(shí)地沉浸在課堂中,自如切換身份,從而切身體會(huì)、感受知識(shí)地魅力。

3.創(chuàng)新教育理念

動(dòng)漫課程是一門涵蓋藝術(shù)、技術(shù)、文學(xué)等各學(xué)科知識(shí)的綜合性課程,隨著5G技術(shù)的全面應(yīng)用,在課程教學(xué)中,教師可將中國(guó)傳統(tǒng)文化、本土元素和算法收集到人機(jī)模型中,甚至將國(guó)外一些經(jīng)典場(chǎng)景引入自己的“土壤”做好文化傳承和創(chuàng)新,讓中國(guó)文化以動(dòng)漫的形式走出國(guó)門,走向世界。

六、結(jié)語(yǔ)

在人工智能時(shí)代,動(dòng)漫課程借助5G技術(shù)的優(yōu)勢(shì),充分融合傳統(tǒng)教學(xué)模式,創(chuàng)新課堂教學(xué)方式,基本實(shí)現(xiàn)了從“連接”到“賦能”的華麗轉(zhuǎn)身。因此,利用5G技術(shù)和“人與人”之間的無(wú)縫鏈接,加上實(shí)踐中揚(yáng)長(zhǎng)避短,不僅豐富了動(dòng)漫課程的教學(xué)資源,又逐步完善了課程內(nèi)容,創(chuàng)新了學(xué)習(xí)考核形式。5G技術(shù)賦能場(chǎng)景教學(xué)的結(jié)果表明,該課程能夠?qū)崿F(xiàn)場(chǎng)景與實(shí)踐的良好結(jié)合,能夠充分激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,從而利用教育技術(shù)的最大價(jià)值實(shí)現(xiàn)教育生態(tài)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)型。