文/繆 虹 畢家義 袁秀雯 [哈爾濱理工大學]

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

一、數(shù)字化教育轉型的本質——變革意識

如果把整個教育發(fā)展史分為早期的教育學、工業(yè)時代的教育學、數(shù)字文明時代的教育學三個階段，我們現(xiàn)在正處在數(shù)字文明時代的教育學階段。所謂教育數(shù)字化轉型，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）變革和重構教與學的過程，進而形成教育新生態(tài)，并且是由人主動參與并利用數(shù)字技術的優(yōu)勢，以促進教育的系統(tǒng)結構、功能、文化發(fā)生創(chuàng)變的過程，使教育系統(tǒng)具有更強的運行活力與更高的服務價值。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，提高學術成就，讓更多學生獲得證書和學位；第三階段，“需求驅動”教育，確保畢業(yè)生做好就業(yè)準備，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“需求驅動”改革以適應新興時代社會經(jīng)濟的發(fā)展，包括整個教育結構和人的培養(yǎng)結構、課程與教學的概念被全新地闡釋、課程教學理論和方法需要更新、教與學的方式和空間都會發(fā)生根本性和顛覆性的變革。

二、做好當代公共藝術專業(yè)數(shù)字教育方式的變革

在當前的數(shù)字大趨勢下，AI 不斷撼動著當代人對于繪畫藝術設計基礎能力的堅守，普通設計人才正面臨著被代替的危機，學生學習處于傳統(tǒng)藝術設計和數(shù)字藝術的轉換鏈接中。大多數(shù)學生畢業(yè)后認識到真正決定創(chuàng)意水準的是本科的基礎教育，扎實的基礎訓練和正確的認知方法是非常重要的，基礎能力就是學生的核心競爭力，萬變不離其宗。在保證學生造型和設計基礎能力穩(wěn)定的前提下，任何數(shù)字技術和教學模式都能加持學生創(chuàng)作能力的羽化和成長，在藝術與科技融合下的當代數(shù)字教育將如何與傳統(tǒng)的藝術基礎教學內容結合？新時代AI 智能教育和數(shù)字化拓展了高校教學的視野和格局，數(shù)字化教育模式為高校公共藝術專業(yè)基礎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途徑。在這個信息大爆發(fā)的新時代，數(shù)字藝術廣泛應用于藝術創(chuàng)作和理論教學中，數(shù)字藝術的出現(xiàn)是新型技術與藝術互相影響的典型范例。重要的是對當代高校壁畫人才培養(yǎng)提出了新的要求。

（一）傳統(tǒng)公共藝術壁畫教學與數(shù)字化教學的鏈接

公共藝術專業(yè)的基礎教育是學生未來發(fā)展的基石，從傳統(tǒng)壁畫的二維形式到當代壁畫的多維形式之間的跨越是巨大的，既要求壁畫創(chuàng)作者有扎實的繪畫基本功，又要具備設計、統(tǒng)籌、溝通、工程技術及多媒體運用等較強的綜合能力。在壁畫教學中，面臨的問題多且繁雜，如時間成本高、實踐地點多而分散、場地測量、制作過程不能反復等問題，使得本碩教育在有限的時間內掌握所有的基礎知識、專業(yè)技能、創(chuàng)作方法等非常困難。盡管采用了線上結合線下再完成考察、實習等訓練，也難以覆蓋當代壁畫創(chuàng)作涉及的公共互動性和多媒介等技術問題。因此，當代公共藝術專業(yè)教學作為數(shù)字時代下獲得機會最多的專業(yè)之一，應與時俱進不斷完善教學課程體系建設，探索更適合的藝術和信息學科融合的教學機制與培養(yǎng)模式。培養(yǎng)造就兼具藝術性與技術性的復合型藝術人才是當前公共藝術專業(yè)壁畫教學的迫切需求。

（二）當代壁畫創(chuàng)作方式的多維性特征

當代壁畫是集觀念、行為、美術、技術、策劃、制作等為一體的綜合性藝術，具有多元化、多維性、公共性和互動性特征。當代壁畫在傳統(tǒng)設計基礎上又增加了聲、光、電技術等新媒體方式，呈現(xiàn)出人機交互、跨媒體協(xié)同的新特點，讓公眾產生視、聽、觸覺的全方位體驗。這種藝術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，也使公共藝術的表現(xiàn)載體、傳播媒介及思想內涵發(fā)生變革。

三、公共藝術專業(yè)數(shù)字教學空間維度的構建——適需服務

《福布斯》發(fā)布了教育數(shù)字轉型六大趨勢，游戲化學習、個性化學習、IT 智能、學習空間再設計、數(shù)字教室裝備、虛擬混合現(xiàn)實等。其中學習空間再設計、數(shù)字教室裝備的理念與當代公共藝術專業(yè)教學空間維度的重新構建是不謀而合的。高校以學生為中心，未來數(shù)字教育系統(tǒng)打造“機制靈活”“開放創(chuàng)新”“適需服務”的辦學理念。

（一）多人協(xié)同教育空間模式——VR教室

2018 年發(fā)布了藍皮書《工學融合對人的技能發(fā)展至關重要》的報告，為人類技能發(fā)展起到推動作用。在沉浸式壁畫教學中，VR設備引入課堂就如同給學生加上一對隱形的翅膀，可以跨越千山萬水，高效率地領略各種壁畫場景，讓傳統(tǒng)的平面知識形象立體化，學生主動參與建立更加直觀的學習和感知過程。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)在全息還原端的結構里面實現(xiàn)多人協(xié)同教學模式，教師可以實現(xiàn)立體影像不借助任何屏幕或介質直接懸浮在自由空間中，以全息的空中形象形式出現(xiàn)，同時調動多重感官，增強教學互動性。如“板書同屏演示”“雙師教學”等。

（二）沉浸式VR 教學是一個多維信息空間的重構

沉浸式VR 教學是計算機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。沉浸式壁畫教學模式的內涵是廣泛的，以視覺形式產生一個多維信息空間，將多通道視頻同步技術、音響技術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)實場景，技術層面僅需要運用全息投影和互動投影技術。

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

1.現(xiàn)場感

沉浸式壁畫教學通過VR 與數(shù)字影像相結合的虛擬技術對真實場景進行生動再現(xiàn)和還原，具備了無論何時何地都能夠高度“模擬”出所需要學習的有關壁畫圖像原貌和準確的現(xiàn)場環(huán)境特征，使學生在虛擬環(huán)境中獲得身臨其境的現(xiàn)場體驗感。學生可以在虛擬現(xiàn)實世界中進行廣泛的壁畫知識游覽、壁畫藝術創(chuàng)作等單人或多人合作體驗。沉浸式教學帶來的現(xiàn)場感是超越時間和空間維度的，規(guī)避了戶外教學活動的各種弊端和隱患，從而快速達到“跨時間和地域”學習目的。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用，即使教室和壁畫教學內容相隔千里，通過虛擬現(xiàn)實技術手段對整體教學空間進行重建，實現(xiàn)課堂與實踐同步化。教學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之間相互轉換，敦煌壁畫的精微細節(jié)可以慢放，學生可以從頂部或特殊視角觀察，把物體“放大”或“縮小”，或者移動到洞窟內彩塑的任何角度，探索彩塑造型與結構特征，讓學生如同在現(xiàn)實情境中接受教育與互動創(chuàng)作，滿足學生的現(xiàn)場感、體驗感。

圖1 莫高窟第285窟——藻井壁畫

2.互動性

沉浸式壁畫教學將傳統(tǒng)的單向教育轉化為認知交互，在教學過程中，互動指通過手勢、語音等媒介對受體實施觸發(fā)、標注等動作。師生可以用自然的方式與虛擬的環(huán)境進行交互操作，師生角色互換，換位思考，教師幫助學生以互動的方式準確地理解內容。教學型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，協(xié)同實時完成VR 空間教學的任務，通過教師移動播控終端控制學生VR學習終端中內容的播放。學生戴上VR 頭盔體驗教學內容，支持近百人同時在VR 中上課，甚至異地遠程互動教學。在VR壁畫教學中，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)、全息設備等VR 呈現(xiàn)平臺上進行展現(xiàn)。教師在虛擬的三維環(huán)境中向學生講解課程知識點，結合VR 互動、3D 演示以及電腦操作來輔助傳統(tǒng)的壁畫教學，通過師生之間的交互演示和實驗觀察，完成在VR 設備或電腦上的操作實驗，大大提高了教學效率與學生的認知效果。沉浸式教學系統(tǒng)中涉及的人工智能和云計算技術手段豐富，無論是教學型VR 教室還是創(chuàng)作型VR 教室，老師都可以對學生進行同視角觀察，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場景進行了數(shù)字采集、加工和存儲，已經(jīng)形成了相當規(guī)模的數(shù)字化資源庫。這些資源庫都將作為公共藝術專業(yè)數(shù)字化教學的外部資源引入課堂，構建了一個開放式、多元化的數(shù)字教學系統(tǒng)。

（三）VR自由創(chuàng)作空間——成果轉化

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

數(shù)字化設計是指數(shù)字技術與設計的緊密結合，它具有可視化、可交互的特性。在公共藝術數(shù)字教學中可以建立專家教授和車間技師的雙循環(huán)實踐型教學互動關系，同時兼具現(xiàn)代科技設立了電子成型車間（包括3D打印、CNC、激光切割）。建立學生虛擬創(chuàng)作實訓教室，設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，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生在VR 空間中共享一臺VR設備實現(xiàn)多人協(xié)同合作，可以分別負責AI設計、3D打印、多媒體編輯制作等，讓學生通過簡單易學的操作在VR中完成3D繪畫和陶瓷壁畫作品等，豐富師生在VR教室中的展示設計和創(chuàng)作成果轉化實踐的應用。

（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，學生進入一種特定相對“封閉”沉浸式模擬環(huán)境中，在心理上感覺被轉移到另外的空間之中，有效地利用虛擬技術將環(huán)境、多媒體及多維度的感官刺激融入教學的，過程中給學生進行專業(yè)教學和創(chuàng)作方向性的引導，創(chuàng)作時學生需要進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生留下適當?shù)碾[私空間，讓學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)存在于我們的教學中，是區(qū)別于現(xiàn)實世界的教室空間，可以讓學生獲得超越感知的體驗，讓心靈獲得深層次的滿足。VR 創(chuàng)作通過使用虛擬現(xiàn)實、全息投影、互動裝置等技術手段，將學生帶入一個逼真的虛擬空間中，讓學生釋放潛力并感受身臨其境的沉浸式體驗。

結語

數(shù)字技術在教育領域的普及和應用，拓展了公共藝術專業(yè)數(shù)字化教學方式和教學空間的模式，為學生提供了一個開放的數(shù)字化公共藝術信息資料庫和創(chuàng)作交互平臺?？茖W技術為數(shù)字化教學轉型提供了更多的可能，數(shù)字教學模式在高校及社會各層面的不斷探討和論證中逐漸驗證它的應用范圍與效果，是對傳統(tǒng)教學的一次與時俱進的改革和推進，符合新時代公共藝術教學理念，體現(xiàn)認識建構主義教育的核心價值，對培養(yǎng)滿足當今社會對公共藝術專業(yè)建設需求的高素質人才具有重要的實踐意義。