郭志強(qiáng) 邊坤

摘 要：目的：虛擬現(xiàn)實(shí)教育具有真實(shí)性、典型性、沉浸性、生動(dòng)性、交互性、自主性的特點(diǎn)，能夠在體驗(yàn)和互動(dòng)中啟發(fā)構(gòu)思，通過(guò)虛擬交互技術(shù)構(gòu)建沉浸式、交互性的課堂體驗(yàn)、構(gòu)想性的虛擬課堂模擬。方法：本文從虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的基本應(yīng)用形式出發(fā)，以藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的優(yōu)越性為出發(fā)點(diǎn)，探索激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)造力的教學(xué)形式。結(jié)論：分析藝術(shù)設(shè)計(jì)教育中教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)模式不同層面上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用形式，探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的應(yīng)用方法。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);藝術(shù)設(shè)計(jì);沉浸

0 引言

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，新的教學(xué)方式層出不窮，從遠(yuǎn)程教育、MOOC、混合課程到虛擬教學(xué)等新的教學(xué)形式的出現(xiàn)，為學(xué)生提供了一個(gè)跨時(shí)空、大信息量、智能化的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在學(xué)習(xí)時(shí)間、空間及方式上都有了更多的自我選擇和支配的機(jī)會(huì)。這些新的教學(xué)方式都給傳統(tǒng)教學(xué)方式帶來(lái)了巨大的沖擊，同時(shí)也給教學(xué)方式帶來(lái)了新的機(jī)遇以及學(xué)習(xí)效率的提升。其將虛擬教育引入教學(xué)當(dāng)中，營(yíng)造一個(gè)生動(dòng)形象的教學(xué)環(huán)境，調(diào)動(dòng)學(xué)生各感官的作用，從而提升學(xué)生的專(zhuān)業(yè)知識(shí)和技能。

1 藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教學(xué)特征

藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)包括產(chǎn)品設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)、視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)、服裝設(shè)計(jì)等，各專(zhuān)業(yè)人才培養(yǎng)方向各不相同，但卻在“大設(shè)計(jì)”學(xué)科屬性下展開(kāi)藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)教育。[1]就藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)而言，藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)以培養(yǎng)具備創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力、承擔(dān)設(shè)計(jì)使命，服務(wù)社會(huì)并引領(lǐng)生活的設(shè)計(jì)人才為目標(biāo)。在藝術(shù)設(shè)計(jì)人才培養(yǎng)中，注重創(chuàng)新設(shè)計(jì)能力以及實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠有效補(bǔ)充藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中的不足，能夠在體驗(yàn)和互動(dòng)中啟發(fā)構(gòu)思，通過(guò)虛擬交互技術(shù)構(gòu)建沉浸式、交互性的課堂體驗(yàn)、構(gòu)想性的虛擬課堂模擬。

2 目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的主要形式

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的手段可以分為桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)是利用個(gè)人計(jì)算機(jī)或圖形工作站等設(shè)備，采用立體圖形、自然交互等技術(shù)，在電腦屏幕上產(chǎn)生三維立體空間的交互場(chǎng)景，并可實(shí)現(xiàn)電腦屏的360°范圍的旋轉(zhuǎn)與觀察。桌面式虛擬現(xiàn)實(shí)可以實(shí)現(xiàn)多角度的產(chǎn)品觀察，特別適用于環(huán)境設(shè)計(jì)、工業(yè)設(shè)計(jì)、三維動(dòng)畫(huà)設(shè)計(jì)、互動(dòng)廣告設(shè)計(jì)等藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)領(lǐng)域的課堂展示、實(shí)踐教學(xué)等環(huán)節(jié)當(dāng)中，且具有設(shè)備硬件實(shí)現(xiàn)成本低等優(yōu)勢(shì)。

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)通過(guò)頭盔顯示器、數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備把觀賞者的聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)、觸覺(jué)等其他感覺(jué)封閉起來(lái)從而模擬一個(gè)虛擬空間，使用戶真正成為系統(tǒng)的參與者，并能利用這些交互設(shè)備與虛擬世界產(chǎn)生互動(dòng)，使用戶完全沉浸在一個(gè)“視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)都像是真的一樣”的虛擬世界。沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教育中，主要以仿真教學(xué)、演示型教學(xué)以及情景模擬教學(xué)中。

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)一般基于網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建而成，是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的一種融合。利用分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程用戶進(jìn)入同一個(gè)真實(shí)環(huán)境中，通過(guò)姿勢(shì)、聲音、文字等協(xié)同完成一件工作或同一任務(wù)的演練。[2]目前分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)、軍事演練、消防培訓(xùn)等領(lǐng)域，在教育教學(xué)方面主要應(yīng)用于遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與多媒體工作站的虛擬現(xiàn)實(shí)，使教師可以進(jìn)行虛擬教學(xué)，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)個(gè)人工作站參加學(xué)習(xí)，虛擬教學(xué)可以使學(xué)生有一種身臨其境的感覺(jué)，虛擬課堂是傳統(tǒng)課堂的延伸。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)藝術(shù)在藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用

藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程設(shè)置大體可以分為三類(lèi)：一是基礎(chǔ)理論課，如藝術(shù)設(shè)計(jì)概論、設(shè)計(jì)史、藝術(shù)設(shè)計(jì)基礎(chǔ)等。課程內(nèi)容偏重于設(shè)計(jì)理論、方法的講解與展示，目前授課形式主要以演示型教學(xué)為主，理論講述的內(nèi)容較多，課堂教學(xué)難免乏味。藝術(shù)設(shè)計(jì)教育具有感性特征，重視六感（六感指眼、耳、鼻、舌、身、意6個(gè)感官所對(duì)應(yīng)的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)、嗅覺(jué)、觸覺(jué)和感受）的體驗(yàn)，強(qiáng)調(diào)六感之間融會(huì)貫通以實(shí)現(xiàn)共情、移情和共創(chuàng)。然而，現(xiàn)階段藝術(shù)設(shè)計(jì)教育中很難突出教學(xué)中的感性特征，僅從視覺(jué)平面的角度進(jìn)行視覺(jué)展示，很難實(shí)現(xiàn)教學(xué)中的共情、移情和共創(chuàng)。二是設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課，如設(shè)計(jì)工具性軟件的教學(xué)，如PS、AI、CAD、設(shè)計(jì)素描、設(shè)計(jì)造型基礎(chǔ)等。課程教學(xué)以示范教學(xué)法為主，授課形式以講授以及上機(jī)操作為主。部分學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度和高度有更高的需求，但由于課時(shí)分配與課程教學(xué)內(nèi)容的限制，更高的學(xué)習(xí)需求很難滿足。由于每個(gè)學(xué)生的理解力不同，教學(xué)效果也會(huì)因人而異，使得課堂知識(shí)獲取體驗(yàn)水平明顯偏低。三是綜合設(shè)計(jì)實(shí)踐類(lèi)課程，如室內(nèi)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品設(shè)計(jì)、家具設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)實(shí)踐等。這類(lèi)課程注重創(chuàng)新思維與實(shí)踐動(dòng)手能力的培養(yǎng)，也是最需要靈活采用教學(xué)方法的教學(xué)部分。在教學(xué)方法上，很多老師進(jìn)行了教學(xué)方法的創(chuàng)新與嘗試。目前的教學(xué)方法主要有模擬式教學(xué)、項(xiàng)目式教學(xué)、實(shí)驗(yàn)式教學(xué)等教學(xué)方法，但由于教學(xué)條件及場(chǎng)地設(shè)備的限制，盡管?chē)L試了多種教學(xué)方式，也取得了部分成績(jī)，但在項(xiàng)目實(shí)踐中的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)、可用性分析方面都很難做到有效的評(píng)判，需要借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)完成由設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)到設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)的全流程設(shè)計(jì)。

綜合以上對(duì)藝術(shù)設(shè)計(jì)課程教學(xué)體系與課程教學(xué)形式的總結(jié)，發(fā)現(xiàn)目前藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中主要存在以下問(wèn)題：一是課堂教學(xué)缺乏綜合的感覺(jué)刺激，難以實(shí)現(xiàn)教學(xué)中的共情;二是課堂知識(shí)獲取體驗(yàn)水平偏低;三是師生互動(dòng)性差，互動(dòng)形式單一;四是設(shè)計(jì)實(shí)踐的設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)以及可用性難以有效評(píng)價(jià);五是自主學(xué)習(xí)的意識(shí)薄弱，缺乏自主學(xué)習(xí)的意識(shí)和習(xí)慣。

虛擬現(xiàn)實(shí)教育具有真實(shí)性、典型性、沉浸性、生動(dòng)性、交互性、自主性的特點(diǎn)，在教育中已經(jīng)有了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。在藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)在教學(xué)中的優(yōu)越性，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)各種感官刺激，獲取知識(shí)信息，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣以及創(chuàng)造力。結(jié)合目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用方法以及藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)課程本身的教學(xué)特點(diǎn)，嘗試在藝術(shù)設(shè)計(jì)教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在教學(xué)內(nèi)容展現(xiàn)、教學(xué)設(shè)計(jì)以及教學(xué)模式的不同層面上應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，達(dá)到師生教學(xué)體驗(yàn)的綜合性提升。

3.1 基于教學(xué)內(nèi)容（知識(shí)點(diǎn)）的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

分析藝術(shù)設(shè)計(jì)課程教學(xué)內(nèi)容，將其中需要進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展示的知識(shí)點(diǎn)、技能點(diǎn)進(jìn)行分離，根據(jù)這些知識(shí)點(diǎn)，開(kāi)發(fā)相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)資源。

教學(xué)資源主要以以下兩個(gè)方面為主：一是將課程知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行全方位的立體展示以及可交互的作品瀏覽，營(yíng)造多感官的沉浸式課堂體驗(yàn)。以德國(guó)大眾甲殼蟲(chóng)汽車(chē)這一設(shè)計(jì)案例的課堂講解為例，在虛擬現(xiàn)實(shí)課堂中，學(xué)生不僅可以通過(guò)教師的講解了解這一設(shè)計(jì)案例的相關(guān)概念，還可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備看到近乎逼真的甲殼蟲(chóng)汽車(chē)，通過(guò)手勢(shì)交互看到不同角度的細(xì)節(jié)、打開(kāi)車(chē)門(mén)觀看內(nèi)飾并進(jìn)行試乘體驗(yàn)。除此之外，了解設(shè)計(jì)背后的社會(huì)背景、經(jīng)濟(jì)背景、技術(shù)背景、設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的設(shè)計(jì)過(guò)程。二是基于交互操作的虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)仿真系統(tǒng)開(kāi)發(fā)研究。學(xué)生通過(guò)虛擬仿真系統(tǒng)，了解系統(tǒng)運(yùn)行的操控方法以及流程，提供一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)場(chǎng)景，從而為學(xué)生提供一種綜合的感覺(jué)刺激。以曼恒數(shù)字開(kāi)發(fā)的木材生產(chǎn)虛擬仿真系統(tǒng)為例，其利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)三維虛擬的森林作業(yè)、木材生產(chǎn)線系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)計(jì)算機(jī)體驗(yàn)從原木到制材的每一個(gè)加工細(xì)節(jié)，真實(shí)模擬其制作流程及方法，為學(xué)生充分創(chuàng)設(shè)木材加工的真實(shí)感知情景，促進(jìn)學(xué)生對(duì)木材加工形成穩(wěn)定清晰的表象，實(shí)現(xiàn)教學(xué)中的共情，促進(jìn)學(xué)生對(duì)重點(diǎn)知識(shí)的理解。

3.2 教學(xué)設(shè)計(jì)的相關(guān)研究

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種嶄新的教育形式呈現(xiàn)在藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中。通過(guò)在教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施過(guò)程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，完成藝術(shù)設(shè)計(jì)教育中所需要的綜合感覺(jué)刺激、場(chǎng)景化實(shí)踐教學(xué)以及設(shè)計(jì)可用性評(píng)價(jià)等教學(xué)需求。教師在虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要構(gòu)思全新的教學(xué)思路，在分析教學(xué)目標(biāo)的基礎(chǔ)上，首先要確定教學(xué)的對(duì)象，從認(rèn)知體系和對(duì)象層次上深入分析，從心理上、敘事方式、空間展示程度上進(jìn)行全面分析，并給出知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分解和場(chǎng)景的轉(zhuǎn)換，完成空間懸念設(shè)置，虛擬敘事線設(shè)置，構(gòu)造多種教學(xué)故事表現(xiàn)形式和虛擬空間構(gòu)造形式。[3]

3.3 基于教學(xué)模式的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用

教學(xué)模式的具體實(shí)現(xiàn)離不開(kāi)技術(shù)的支持，虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)模式是一種將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)中的活動(dòng)模式。[4]教與學(xué)的過(guò)程不僅僅是在實(shí)體空間的課堂上，更是在互聯(lián)網(wǎng)空間的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中。目前，高校對(duì)于互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)模式的探討日益增多，從國(guó)家精品課程建設(shè)到MOOC課程建設(shè)、混合課程建設(shè)等網(wǎng)絡(luò)式課程建設(shè)，都對(duì)目前高校教學(xué)模式產(chǎn)生了較大的影響。藝術(shù)教育強(qiáng)調(diào)技能的傳承與創(chuàng)新能力的培養(yǎng)?；ヂ?lián)網(wǎng)教學(xué)可以提升學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，并形成良好的知識(shí)交流平臺(tái)，促進(jìn)教師與學(xué)生教與學(xué)過(guò)程的體驗(yàn)，因此同樣適合于藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)的教學(xué)中。但目前網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式也存在很多的問(wèn)題，如學(xué)習(xí)缺乏交互性、沉浸感和趣味性，有必要將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)相結(jié)合，從而為學(xué)習(xí)者構(gòu)建一個(gè)良好的線上線下結(jié)合的學(xué)習(xí)平臺(tái)。應(yīng)用分布式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將孤立的或小范圍的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)地連接起來(lái)，通過(guò)空間關(guān)聯(lián)以構(gòu)造大范圍的虛擬環(huán)境，支持分布在不同地域的多個(gè)用戶在同一個(gè)虛擬的世界中進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，協(xié)同完成各種任務(wù)，學(xué)習(xí)者提供了以三維動(dòng)態(tài)形式呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容，使其在這一環(huán)境中具有較好的真實(shí)感和沉浸感，學(xué)習(xí)者通過(guò)三維的、自然的交互更好地表達(dá)情感、參與協(xié)作。[5]

4 結(jié)語(yǔ)

藝術(shù)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)加入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，能夠徹底地改變藝術(shù)設(shè)計(jì)的教學(xué)模式，讓學(xué)生能夠身臨其境地對(duì)設(shè)計(jì)工藝、方法等內(nèi)容進(jìn)行學(xué)習(xí)和操作，通過(guò)更加真實(shí)、直觀的方式展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，提升學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解和掌握程度，同時(shí)通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)達(dá)到線上線下互動(dòng)的教學(xué)模式，整體優(yōu)化藝術(shù)設(shè)計(jì)的教學(xué)過(guò)程，提升教學(xué)質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是創(chuàng)新式發(fā)展藝術(shù)設(shè)計(jì)教育不可或缺的手段，未來(lái)還有很多教學(xué)內(nèi)容、方法值得我們深入探討和研究。

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作者簡(jiǎn)介：郭志強(qiáng)（1963—），男，研究生，教授，主要研究方向：設(shè)計(jì)教育，機(jī)械設(shè)計(jì)。