藝術(shù)類虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)實(shí)踐探索

羅岑弘 浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)藝術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)中心

一、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)對(duì)于藝術(shù)類專業(yè)的意義

作為藝術(shù)類實(shí)驗(yàn)中心，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中進(jìn)行虛擬仿真的改造，能真正提升學(xué)生的自主學(xué)習(xí)力，大大提高各種實(shí)驗(yàn)效率。本院藝術(shù)類專業(yè)有美術(shù)專業(yè)、攝影專業(yè)、視覺傳達(dá)專業(yè)、展示專業(yè)、書法專業(yè)，涉及的設(shè)備品種多，數(shù)量大，對(duì)于環(huán)境的要求各不相同。實(shí)驗(yàn)資源常常出現(xiàn)個(gè)時(shí)間段使用率不同，有時(shí)不夠用，有時(shí)又空置。設(shè)備內(nèi)容復(fù)雜，維護(hù)成本過高。使用虛擬仿真，能大大改變這些問題。

二、構(gòu)建虛擬平臺(tái)，提高教學(xué)效果

建立一個(gè)服務(wù)于教學(xué)的軟件平臺(tái)，將此平臺(tái)與學(xué)校的教務(wù)系統(tǒng)相連接。在此平臺(tái)上提供這樣的功能。

1.課程建設(shè)

教師可以在平臺(tái)上建立課程，以及對(duì)課程進(jìn)行管理。課程內(nèi)容包括文字、視頻以及虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)。而學(xué)生不僅可以進(jìn)行課程的選擇和學(xué)習(xí)。還可以進(jìn)行課程的打分。實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)全程記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的實(shí)驗(yàn)時(shí)間、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容等信息，有效跟蹤實(shí)驗(yàn)教學(xué)進(jìn)展的情況，指導(dǎo)教師全程監(jiān)控實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目質(zhì)量，在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中出現(xiàn)問題及時(shí)給予指導(dǎo)，促進(jìn)了開放式實(shí)驗(yàn)教學(xué)的高效進(jìn)行，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量和學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。

2.遠(yuǎn)程教學(xué)

針對(duì)藝術(shù)類學(xué)科教學(xué)的時(shí)間和地點(diǎn)的變化性。通過網(wǎng)絡(luò)，教學(xué)可以脫離空間的束縛。教師可以在任何時(shí)間地點(diǎn)進(jìn)行教學(xué)，學(xué)生也可以自由安排學(xué)習(xí)地點(diǎn)及學(xué)習(xí)狀態(tài)。特別是攝影專業(yè)，課程在戶外較多，而且對(duì)于個(gè)性化的教學(xué)要求較高。學(xué)生在不同環(huán)境中更能提高教學(xué)的效果，以及個(gè)性化的發(fā)展。

3.VR 體驗(yàn)

現(xiàn)在VR技術(shù)發(fā)展迅速，對(duì)于大量環(huán)境都可以做到近乎真實(shí)的展現(xiàn)。攝影專業(yè)可以對(duì)各種外部環(huán)境進(jìn)行模擬，學(xué)生在這樣的環(huán)境中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，提高了實(shí)驗(yàn)效果。并且減少了外地采風(fēng)所需要的成本。將各類書法繪畫作品進(jìn)行虛擬，置入這樣的環(huán)境中，學(xué)生可以更加深入體會(huì)各個(gè)偉大藝術(shù)的氣息。燈光實(shí)驗(yàn)室中，可以模擬各種燈源；材料展示實(shí)驗(yàn)室，可以模擬大量材料的表面視覺效果。面向視覺傳達(dá)專業(yè)，針對(duì)傳統(tǒng)印刷工藝和原理，進(jìn)行仿真項(xiàng)目的建設(shè)。重點(diǎn)針對(duì)印刷行業(yè)的設(shè)備進(jìn)行了解，通過對(duì)印刷設(shè)備結(jié)構(gòu)展示和VR視頻情景再現(xiàn)，使學(xué)生了解印刷的同時(shí)，理解包裝設(shè)計(jì)的制作工藝。

4.師生互動(dòng)

建立互動(dòng)環(huán)境，提供視頻會(huì)議的功能，讓教師與上課學(xué)生隨時(shí)進(jìn)行交流。同時(shí)建立實(shí)驗(yàn)與互動(dòng)環(huán)境。在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的時(shí)候，學(xué)生與老師也可以進(jìn)行對(duì)話交流。進(jìn)一步提高教學(xué)效率。教師的角色從“傳道、授業(yè)”轉(zhuǎn)變?yōu)椤敖饣蟆?。教師是教學(xué)資源的開發(fā)者、教學(xué)的幫助者，是知識(shí)的組織者、引導(dǎo)者和促進(jìn)者。教師需要隨時(shí)捕捉學(xué)生的動(dòng)態(tài)并及時(shí)加以指導(dǎo)使學(xué)生便捷地獲取信息或者教師在交流中將有針對(duì)性的問題提取出來，在課堂中詳細(xì)講解。

5.移動(dòng)端使用

制作移動(dòng)端APP，與虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)相連接，實(shí)現(xiàn)隨時(shí)隨地實(shí)驗(yàn)教學(xué)。移動(dòng)端虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)了真正的突破時(shí)空限制，學(xué)生可充分地利用各種碎片化時(shí)間，享受到隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)相關(guān)實(shí)驗(yàn)課程的便利，提高了學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的學(xué)習(xí)效率。

6.“翻轉(zhuǎn)課堂”教學(xué)

借助于虛擬仿真技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)教師知識(shí)傳授和學(xué)生知識(shí)內(nèi)化在時(shí)間和空間上的顛倒，從知識(shí)傳授與互動(dòng)的課堂空間擴(kuò)大至網(wǎng)絡(luò)空間的傳授與互動(dòng)，延伸了課堂教學(xué)對(duì)話，擴(kuò)大了傳統(tǒng)意義上“教”與“學(xué)”空間。教師可以讓學(xué)生成為實(shí)驗(yàn)的主導(dǎo)者，從而提高學(xué)生對(duì)于實(shí)驗(yàn)本身的思考。

三、線下線上結(jié)合，共享設(shè)備使用

線上虛擬和線下教學(xué)設(shè)備相互融合。

1.預(yù)約實(shí)驗(yàn)

學(xué)生在系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)驗(yàn)預(yù)約，最大化利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備。同時(shí)增加個(gè)性化預(yù)約的內(nèi)容。學(xué)生可以預(yù)約特定房間、特定設(shè)備。學(xué)生教師都可以自由定制實(shí)驗(yàn)器材使用，達(dá)到教學(xué)與科研的互通。

2.提前試做

在虛擬化的系統(tǒng)中，對(duì)設(shè)備進(jìn)行仿真。學(xué)生可以提前在系統(tǒng)里對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行操作，特別是在版畫制作、模型制作這樣的課程中預(yù)習(xí)，可以大幅度提高成品的良品率。為學(xué)生積累了許多的經(jīng)驗(yàn)?？紤]到了學(xué)生常見的錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)操作，也加入了一些額外的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或結(jié)果供學(xué)生自由發(fā)揮。實(shí)踐發(fā)現(xiàn)，學(xué)生更想知道實(shí)驗(yàn)失敗后的現(xiàn)象，虛擬實(shí)驗(yàn)室滿足了學(xué)生對(duì)錯(cuò)誤實(shí)驗(yàn)方法造成的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的好奇心，將驗(yàn)證型實(shí)驗(yàn)與探究型實(shí)驗(yàn)有機(jī)結(jié)合，增加了學(xué)習(xí)樂趣。

3.將設(shè)備推上虛擬平臺(tái)，可以提供給非藝術(shù)類專業(yè)的學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為通識(shí)類課程給予了有力的教學(xué)支持。各個(gè)專業(yè)的學(xué)生只要選擇了這樣的課程就可以進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。

4.遠(yuǎn)程協(xié)作

不同地方專業(yè)的學(xué)生教師可以通過平臺(tái)，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。既可以進(jìn)行虛擬仿真，也可以進(jìn)行協(xié)同操作。實(shí)驗(yàn)可以分為多個(gè)部分，各自進(jìn)行，統(tǒng)籌安排。這個(gè)適用于展示專業(yè)的相關(guān)課程。在學(xué)生創(chuàng)意的展示中，需要多個(gè)不同的空間，這能為他們提供不同作品的統(tǒng)一展示。增加作品對(duì)比，深入了解設(shè)計(jì)空間的特點(diǎn)。

四、提高設(shè)備利用率，保證管理效果

1.跨專業(yè)、跨學(xué)校、跨地區(qū)的平臺(tái)，提供給每個(gè)學(xué)生教師實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容。同時(shí)不僅提供給本專業(yè)的學(xué)生使用，為學(xué)校聯(lián)合教學(xué)提供了有力的支撐。多校之間進(jìn)行相關(guān)的設(shè)備共享，大大提高了設(shè)備的使用率。

2.藝術(shù)類實(shí)驗(yàn)偏重于戶外設(shè)計(jì)，特別是攝影專業(yè)。該專業(yè)大量課程需要進(jìn)行戶外采風(fēng)。這樣的教學(xué)需要消耗大量的時(shí)間，并且會(huì)增加教學(xué)的成本。在虛擬仿真環(huán)境中，可以進(jìn)行多個(gè)實(shí)驗(yàn)，而這些能大大節(jié)省購(gòu)置各種書畫作品、燈光設(shè)備、材料模型以及環(huán)境改造的成本。

3.可重復(fù)性高，由于各種實(shí)驗(yàn)耗材使用量大，實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備時(shí)間長(zhǎng)，實(shí)驗(yàn)學(xué)生人數(shù)過多，導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)次數(shù)不能完全滿足教學(xué)所需。而實(shí)現(xiàn)虛擬仿真之后，可以對(duì)大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行虛擬改造。在運(yùn)行中，教師學(xué)生可以重復(fù)進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)。燈光實(shí)驗(yàn)?zāi)M，材料實(shí)驗(yàn)?zāi)M，提高了學(xué)生實(shí)驗(yàn)的掌握度。提高了教學(xué)質(zhì)量。

4.自行研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器也是科研成果轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)教學(xué)內(nèi)容的一個(gè)重要組成部分，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)和能力可起到重要作用。在虛擬仿真平臺(tái)上，加入設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的模塊，同時(shí)配合實(shí)際的實(shí)驗(yàn)器材，先虛擬設(shè)計(jì)，再動(dòng)手操作。在自行研制實(shí)驗(yàn)教學(xué)儀器的過程中，可讓高年級(jí)低年級(jí)學(xué)生通力合作進(jìn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，這樣，這些儀器用于普通的實(shí)驗(yàn)教學(xué)后，對(duì)后續(xù)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、創(chuàng)新意識(shí)和熱情的激發(fā)和培養(yǎng)就會(huì)發(fā)揮很大的作用。

5.與時(shí)俱進(jìn)，了解技術(shù)前沿。實(shí)驗(yàn)設(shè)備的更新比較緩慢。特別是藝術(shù)類實(shí)驗(yàn)室，更是5、6年也不會(huì)有大的設(shè)備變化，這時(shí)候?qū)W生對(duì)于新設(shè)備的了解就比較匱乏。虛擬仿真設(shè)備可以隨時(shí)加入新設(shè)備，進(jìn)行各種新式實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生對(duì)于新設(shè)備新技術(shù)的了解。這些可以應(yīng)用在新設(shè)備上的新技術(shù)。而舊設(shè)備仍可以完成大部分原有功能的實(shí)驗(yàn)。充分利用實(shí)驗(yàn)設(shè)備，提高教學(xué)效果。

五、結(jié)語(yǔ)

信息技術(shù)的快速發(fā)展為虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)、協(xié)同實(shí)驗(yàn)平臺(tái)、沉浸式實(shí)驗(yàn)軟件以及開放教育資源的建設(shè)與應(yīng)用提供了有力的支撐，促使實(shí)驗(yàn)教學(xué)理念、模式、方法及手段發(fā)生了深刻的變革。考察和分析國(guó)外高校虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)的建設(shè)理念、發(fā)展道路和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，可以為我們推進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)信息化建設(shè)提供有益的他山之石。