周屹

摘? 要：在當下數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、媒體技術(shù)與視覺文化大發(fā)展的歷史境遇中，已對藝術(shù)設(shè)計學(xué)科的發(fā)展建設(shè)形成了深刻的影響，將信息化、媒體等技術(shù)引入到藝術(shù)教育與創(chuàng)作已成為當前藝術(shù)設(shè)計領(lǐng)域重要的藝術(shù)實踐之一。但有些教學(xué)內(nèi)容因為教學(xué)條件等因素?zé)o法在真實的環(huán)境中開展，在一定程度上影響了學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。因此，迫切需要建設(shè)能夠?qū)崿F(xiàn)虛實相結(jié)合的全沉浸式VR藝術(shù)設(shè)計教學(xué)平臺，形成全沉浸式VR技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計教育相互補充的全新教學(xué)方式，達到進一步促進學(xué)生創(chuàng)新精神與實踐能力的培養(yǎng)目標。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);藝術(shù)設(shè)計;實驗教學(xué)改革

中圖分類號：G642? ? ? ?文獻標志碼：A? ? ? ? ? ? ?文章編號：2096-000X（2020）24-0139-04

Abstract： In the current historical situation of the great development of digital technology， information technology， media technology and visual culture， it has had a profound impact on the development and construction of art design discipline. The introduction of information technology and media technology into art education and creation has become one of the important art practices in the field of art design. But some teaching contents can not be carried out in real environment because of teaching conditions and other factors， which to some extent affects the cultivation of students'innovative ability. Therefore， there is an urgent need to build a fully immersiveteaching platform of VR art design that can combine reality with reality， and to form a completely new teaching mode that can complement each other between fully immersive VR technology and art design education， so as to further promote the cultivation of students'innovative spirit and practical ability.

Keywords： VR technology; art design; teaching reform

引言

全沉浸式VR技術(shù)其明顯的特點是：在虛擬的世界還原客觀事物的真實性。本文提出利用全沉浸式VR技術(shù)與藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學(xué)相結(jié)合的創(chuàng)新教育方式，滿足現(xiàn)代教育發(fā)展的需要，更新藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的傳統(tǒng)教學(xué)理念和創(chuàng)新教育體系。建構(gòu)以學(xué)生能力培養(yǎng)為基礎(chǔ)，構(gòu)建創(chuàng)新教育體系，打破傳統(tǒng)的理論教育造成的弊端，以創(chuàng)新思維為基礎(chǔ)，以提升學(xué)生創(chuàng)業(yè)素質(zhì)和能力為導(dǎo)向，借助虛擬仿真技術(shù)平臺，提倡參與式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將藝術(shù)與設(shè)計技術(shù)融合，理論聯(lián)系實踐，提高學(xué)生的實踐能力，打開思想禁錮的枷鎖，促進學(xué)生的個性塑造，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和創(chuàng)業(yè)能力，為同類高校的藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教育提供參考[1]。

在傳統(tǒng)課堂教學(xué)中老師和學(xué)生是限定在固定教室，這極大地制約了學(xué)生吸收知識的有效性，而加拿大魁北克省的沉浸式雙語教育（Immersion Model of Bilingual Education）及多項教學(xué)實證實施證明，知識的習(xí)得過程如果增加沉浸感，將學(xué)習(xí)者代入到知識點的包圍式可見系統(tǒng)或技能使用的真實發(fā)生環(huán)境之中，則可以有效增加學(xué)習(xí)者對教學(xué)內(nèi)容的把握。而VR真正從教學(xué)理念變革上實現(xiàn)為“全沉浸式”，將學(xué)生帶到新的時空之中[2]。例如，在高中物理課程中，將學(xué)生置于宇宙星空中，觀察地球磁場的方向和飛機切割磁感線的勢能轉(zhuǎn)換過程;在地理課程中，將學(xué)生引入到天體環(huán)境中，觀看潮汐和大氣環(huán)流。

2013-2015年清華大學(xué)、北京大學(xué)、浙江大學(xué)等200所高校先后建設(shè)了國家級虛擬仿真實驗教學(xué)平臺。經(jīng)統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)：這些高校的仿真實驗室多是工程類專業(yè)，如物理、化學(xué)、機械制造、材料科學(xué)、車輛制造、醫(yī)學(xué)類等，只有3個屬于藝術(shù)類虛擬仿真實驗教學(xué)中心，如中國美術(shù)學(xué)院的跨媒體虛擬仿真實驗教學(xué)中心，浙江理工大學(xué)的服裝設(shè)計虛擬仿真實驗教學(xué)中心[3]，由此可見藝術(shù)類虛擬仿真實踐教學(xué)建設(shè)比較薄弱。

通過對國內(nèi)外文獻整理，我們發(fā)現(xiàn)國內(nèi)全沉浸式VR教學(xué)略落后于發(fā)達國家，針對藝術(shù)類專業(yè)的全沉浸式VR教學(xué)幾乎處于空白，結(jié)合當前社會對人才的需求標準，從藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的專業(yè)特點出發(fā)，分析藝術(shù)設(shè)計專業(yè)教學(xué)的缺陷和不足，在修正改進中將藝術(shù)設(shè)計與創(chuàng)意思維相融合[4];憑借藝術(shù)設(shè)計虛擬仿真技術(shù)教學(xué)平臺，加快“學(xué)科融合、教研協(xié)同、資源共享”的教學(xué)理念的推廣，采用虛實結(jié)合，促進有效資源的整合、把教學(xué)和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)放在教育的首位。

一、主要意義及內(nèi)容

全沉浸式VR技術(shù)融入藝術(shù)教育體系研究是將理論教學(xué)、設(shè)計制作實踐、科研創(chuàng)新、教學(xué)觀摩、專業(yè)競賽與互聯(lián)網(wǎng)推廣技術(shù)等融合在一起的創(chuàng)新型人才培養(yǎng)模式，把全沉浸式VR技術(shù)作為學(xué)生教學(xué)內(nèi)容為支持，使課堂教學(xué)成果與大學(xué)生的創(chuàng)新能力相結(jié)合，突出藝術(shù)設(shè)計專業(yè)的特點，強調(diào)藝術(shù)設(shè)計課程教學(xué)的內(nèi)涵，重視學(xué)生的創(chuàng)新教育過程，注重提高教師在教學(xué)當中的教學(xué)思路與理念，以及學(xué)生人格塑造、實踐技能、設(shè)計思維、創(chuàng)新能力等綜合能力的培養(yǎng)[5]。推行以學(xué)生為中心的啟發(fā)式、合作式、參與式和研討式教學(xué)方式，強化實踐、實訓(xùn)、實習(xí)環(huán)節(jié)，開展跨學(xué)校、跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的協(xié)同創(chuàng)新，建設(shè)一流的藝術(shù)設(shè)計虛擬教學(xué)方式，為社會培養(yǎng)出基礎(chǔ)牢、能力強的高素質(zhì)專業(yè)人才，打破了傳統(tǒng)的理論教學(xué)慣性模式，對于藝術(shù)設(shè)計專業(yè)學(xué)生素質(zhì)能力來講，在學(xué)校的教學(xué)體系中，既保證了藝術(shù)特色，還能夠充分利用工科學(xué)科優(yōu)勢產(chǎn)生有創(chuàng)新時代意義的教學(xué)特點[6]。

（一）項目意義

1. 創(chuàng)意文化與創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)的興起，藝術(shù)設(shè)計學(xué)科作為其重要組成部分，需及時做出回應(yīng)。創(chuàng)意文化與創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)已成為全球經(jīng)濟下一輪發(fā)展的主要動力，各級政府亦對文化產(chǎn)業(yè)、創(chuàng)意經(jīng)濟給予了越來越多的重視和支持，公眾對藝術(shù)的表達及創(chuàng)新有了更高的要求[7]。在此環(huán)境下，面對當下網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬仿真、人機交互等技術(shù)飛速發(fā)展，藝術(shù)設(shè)計學(xué)科如何培養(yǎng)出具有新形式下市場需求的人才，是高校必須做出相應(yīng)的回應(yīng)。高校必須利用上述技術(shù)去改進和創(chuàng)研教學(xué)方法，培養(yǎng)掌握媒體技術(shù)，且具有獨立思考能力的創(chuàng)新設(shè)計型藝術(shù)人才，努力為國家創(chuàng)意產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供動力，為其可持續(xù)發(fā)展提供有力支撐。

2. 打破教學(xué)空間條件約束，實現(xiàn)教學(xué)的延展性和完整性。傳統(tǒng)藝術(shù)教學(xué)采用的是偏平化教學(xué)方式，該方式缺乏直觀性、整體性、驗證性等，學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中多處于形式，缺乏整體性的合理驗證[8]?！叭两絍R技術(shù)+教學(xué)”的方式可以讓學(xué)生直接以角色的形式進入仿真設(shè)計環(huán)境，沉浸在仿真環(huán)境中利用漫游的方式對藝術(shù)設(shè)計作品進行認知、體驗，并且對藝術(shù)設(shè)計進行驗證，在藝術(shù)設(shè)計方案需要修改時可以進行方便快捷的調(diào)整，提高設(shè)計效率。同時利用全沉浸式VR技術(shù)可以實現(xiàn)藝術(shù)作品的多方面展示。

3. 通過全沉浸式VR技術(shù)教學(xué)，實現(xiàn)“信息技術(shù)和創(chuàng)意設(shè)計互促進”的人才培養(yǎng)教學(xué)新模式。提倡參與式教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生將藝術(shù)與設(shè)計技術(shù)融合，理論聯(lián)系實踐，提高學(xué)生的實踐能力，項目以培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實踐能力為核心教學(xué)體系，在虛擬環(huán)境下，從傳統(tǒng)的二維設(shè)計形式向三維的仿真創(chuàng)造模式轉(zhuǎn)變?yōu)閯?chuàng)意設(shè)計提供了無限可能性，使學(xué)生的創(chuàng)意思維得到全面訓(xùn)練。

4. 項目建設(shè)將教學(xué)資源整合，重構(gòu)教學(xué)功能，開發(fā)創(chuàng)新教學(xué)項目，融合創(chuàng)新與創(chuàng)意教學(xué)。以藝術(shù)設(shè)計方法及表現(xiàn)手段，立足數(shù)字技術(shù)、信息技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)傳播媒介平臺，統(tǒng)一藝術(shù)設(shè)計類教學(xué)項目，引導(dǎo)學(xué)生將理論知識和動手實踐無縫結(jié)合，提高學(xué)生的想象設(shè)計能力，刺激學(xué)生的求知欲，通過全沉浸式VR技術(shù)發(fā)現(xiàn)問題并解決問題，為藝術(shù)設(shè)計教學(xué)成果轉(zhuǎn)化為設(shè)計生產(chǎn)力提供可能性。同時，學(xué)生可以根據(jù)個人意愿，自由選擇教學(xué)課程，提供自主學(xué)習(xí)機會，實現(xiàn)“厚基礎(chǔ)、寬口徑”的人才培養(yǎng)模式，見圖1。

5. 降低教學(xué)成本，實現(xiàn)教學(xué)的延續(xù)性。針對藝術(shù)設(shè)計專業(yè)類課程要求，現(xiàn)有學(xué)生大多數(shù)設(shè)計都是停留在設(shè)計方案上面，致使缺乏對所設(shè)計方案的合理性驗證。若需進一步深入，須制作相應(yīng)的實物模型，但制作實物模型需到外地進行制作，在制作過程中不僅產(chǎn)生的費用較大，給學(xué)生帶來較大的經(jīng)濟負擔，而且一旦存在設(shè)計不合理性，將造成無法彌補的損失。利用全沉浸式VR技術(shù)進行設(shè)計作品虛擬再現(xiàn)，使學(xué)生在虛擬的世界，對設(shè)計作品外形、結(jié)構(gòu)等進行驗證并修改，因此在整個設(shè)計過程中不會產(chǎn)生任何費用，降低教學(xué)成本[9]。

（二）主要內(nèi)容

1. 打造全沉浸式體驗VR教學(xué)。傳統(tǒng)課堂將老師和學(xué)生限定在固定教室中，極大地制約了知識吸收的有效性，尤其是思維靈活的藝術(shù)設(shè)計課程，知識的習(xí)得過程如果增加沉浸感，將學(xué)習(xí)者代入到知識點的包圍式可見系統(tǒng)或技能使用的真實發(fā)生環(huán)境之中，則可以有效增加學(xué)習(xí)者對教學(xué)內(nèi)容的把握。而VR真正從教學(xué)理念變革上實現(xiàn)為“全沉浸式”[10]，將學(xué)生帶到新的時空之中，見圖2。

2. 構(gòu)建互動參與性課堂。由于教育資源的稀缺性，目前的授課形式局限于老師對著書本或其他教學(xué)資料對學(xué)生進行傳授，學(xué)生只能被動學(xué)習(xí)，依靠機械記憶知識點，不僅教學(xué)體驗不夠優(yōu)化，且教學(xué)效果也不甚理想。而全沉浸式VR技術(shù)在教學(xué)過程中讓學(xué)生直接進行各類互動，不但讓學(xué)生自主參與性極大提高，更讓學(xué)生在實際操作的過程之中更好地理解和學(xué)習(xí)。

3. 全沉浸式 VR技術(shù)提高多感官高模擬仿真性。全沉浸式VR技術(shù)優(yōu)勢在于在制作教學(xué)場景中實現(xiàn)高仿真性，除了視覺模擬之外，還加入觸覺、嗅覺等其他模擬，不讓大腦產(chǎn)生違和感，欣然接受虛擬的沉浸環(huán)境。例如在服裝設(shè)計課程中配合多維臺加入模特模擬和運動效果，讓學(xué)生仿佛身臨其境，極大地豐富了教學(xué)體驗，增強了記憶水平，再次提升了教育效果[11]。

4. 促進教學(xué)內(nèi)容的豐富性。全沉浸式VR 技術(shù)在高等藝術(shù)教育領(lǐng)域應(yīng)用十分廣闊，通過對抽象知識的認知過程還原和對實驗的逼真模擬，提升學(xué)生的思考能力，對平時晦澀抽象難以理解的科學(xué)知識進行具象化，對干扁枯燥的人文知識進行生動化，對道德教育進行場景模擬化，對藝術(shù)教育進行藝術(shù)作品還原化，對技能培訓(xùn)進行實操化，全面實行對豐富教學(xué)內(nèi)容的更新?lián)Q代。

二、創(chuàng)新之處

（一）擴展學(xué)生研究興趣，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力

鼓勵學(xué)生參與實際的科學(xué)研究，提高學(xué)生發(fā)散性思維和歸納總結(jié)的能力，通過虛擬仿真教學(xué)手段，進行虛實結(jié)合的教學(xué)訓(xùn)練，擴展學(xué)生的研究興趣，逐步提高學(xué)生的創(chuàng)新能力[12]。

（二）構(gòu)建學(xué)科深度交叉融合教學(xué)平臺

以“學(xué)科交叉融合、教學(xué)科研協(xié)同、優(yōu)質(zhì)資源共享”為建設(shè)理念，形成多層次、立體化、開放式、虛實結(jié)合的教學(xué)體系，探索一條借助虛擬仿真技術(shù)的創(chuàng)新型藝術(shù)設(shè)計人才培養(yǎng)道路。

（三）整合系統(tǒng)搭建

搭建系統(tǒng)集成，解決既能用于教學(xué)工作者，又能用于研究工作者，同時還能根據(jù)各種教學(xué)標準，用于多重教學(xué)環(huán)境，最大化地重復(fù)利用VR資源，避免系統(tǒng)重建的浪費等這些問題的系統(tǒng)擴展技術(shù)[13]。

三、結(jié)束語

（一）根據(jù)藝術(shù)設(shè)計教學(xué)特點，構(gòu)建全沉浸式VR 課堂系統(tǒng)教育平臺系統(tǒng)

系統(tǒng)構(gòu)架建設(shè)主要包括三個部分，第一是重塑教學(xué)環(huán)節(jié)，第二是打造師生的 VR 教學(xué)互動，第三是建立云端數(shù)據(jù)庫，進行人工智能和大數(shù)據(jù)分析，提升教學(xué)管理水平，提升學(xué)生教學(xué)效果。

（二）開發(fā)藝術(shù)設(shè)計全沉浸式VR課堂教學(xué)系統(tǒng)

全沉浸VR藝術(shù)設(shè)計課堂系統(tǒng)平臺的教學(xué)系統(tǒng)分為教學(xué)媒介、了解、執(zhí)行和學(xué)生，在課程系統(tǒng)體系中以學(xué)生教學(xué)為中心，搭建專業(yè)課程和實踐課程的教學(xué)知識體系[14]。

（三）全沉浸式VR技術(shù)的藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新教育體系建設(shè)

全沉浸式VR技術(shù)在藝術(shù)設(shè)計創(chuàng)新教育教學(xué)體系建設(shè)中，堅持以學(xué)生為核心，堅持知識、素質(zhì)、能力等多方面協(xié)調(diào)發(fā)展，理論與實踐相結(jié)合，提升創(chuàng)新能力;將課堂理論教學(xué)和實驗實踐教學(xué)統(tǒng)籌協(xié)調(diào)，實驗教學(xué)環(huán)節(jié)突出基礎(chǔ)、突出綜合、突出開放、突出創(chuàng)新，形成了一種以“先基礎(chǔ)、再綜合、再到研究與創(chuàng)新”為主線的創(chuàng)新教學(xué)體系[15]。該體系所提出的教學(xué)內(nèi)容滿足了學(xué)生從基礎(chǔ)技能階段、綜合技能階段再到研究與創(chuàng)新階段的訓(xùn)練要求，體現(xiàn)了實驗中心創(chuàng)新人才培養(yǎng)的新模式。同時將“虛實結(jié)合、相互補充、能實不虛”的教學(xué)建設(shè)原則貫穿在學(xué)生理論學(xué)習(xí)、工程實踐、科學(xué)研究、創(chuàng)新活動、工學(xué)交替等完整的實驗?zāi)芰ε囵B(yǎng)過程之中，推動了信息化技術(shù)與高等教育的深度融合[16]。

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