基于虛擬現實技術的陶瓷裝飾設計教學應用研究

熊 麗 貴州輕工職業技術學院

隨著科學技術的不斷提高，計算機技術得到了空前發展，人們的生活方式發生了翻天覆地的變化。近年來，虛擬現實技術成為各大領域關注的熱點。這是一種幫助用戶創建虛擬世界并獲得仿真體驗的計算機技術，該技術打破了時空的桎梏，給予用戶沉浸式的交互體驗。將虛擬現實技術應用于教育，可以全方位調動學習者的感官，增強學習者的感受力，進而激發學習動機，實現情境學習并起到知識遷移的效果，因而虛擬現實技術適用于教育教學。為促進教育信息化建設，教育部制定了一系列相關的鼓勵政策。教育部在《關于全面提高高等職業教育教學質量的若干意見》中指出，要充分利用現代信息技術開發包括虛擬實驗、虛擬工廠、虛擬工藝等在內的各種虛擬教學形式，以改善實踐教學的條件，提升實習、實訓、實驗教學的質量。我國政府對教育信息化建設的重視，極大地促進了虛擬現實技術在教育行業的運用。這不僅對貫徹落實“智慧課題改革”和“發展未來學校”的設想有積極意義，還對豐富課程資源和提升教學效果有很大的幫助。陶瓷裝飾設計因其課程的工藝性和實踐性，運用虛擬現實技術時應以陶瓷裝飾設計中的工藝呈現與裝飾圖案、器物造型等裝飾元素為切入點。運用該技術具有的強烈沉浸感和直觀性，能輔助學生獲得真實的感受，加深對理論知識和工藝流程的全方位了解，從而提高學生創作的自發性，以彌補傳統教學在工藝、設計理念、學生積極性等方面的不足之處。

一、虛擬現實技術的概述

虛擬現實技術在1929年以飛行模擬器的形式向公眾進行展示，這是人類首次模擬仿真現實的嘗試。到20 世紀60年代，虛擬現實技術進入萌芽期，發明了第一臺基于圖形交互的頭盔式立體顯示器，而相應的理論到20世紀90年代才逐步形成，自此Virtual Reality正式成為虛擬現實的代名詞。進入 21世紀后，隨著VR的3i技術、多投影沉浸式虛擬環境技術、顯示技術等技術環境的成熟，虛擬現實技術開始形成產業和行業，在眾多領域得到運用。

虛擬現實技術因自身的復雜性和獨特性，也被稱為“人工技術”或“靈精技術”。該技術作為一項頂端的綜合性技術，將計算機圖形技術、數字圖像、多媒體技術、計算機仿真技術、傳感技術、人工智能、顯示技術和網絡并行處理技術等領域的最新發展成果集于一身。其本質是基于計算機技術來構建真實的視覺環境和交互界面，集成人與信息的科學技術，建構具有強烈的逼真感、交互性和真實性的環境，讓人們可以完全沉浸在虛擬的環境中。因此，其可以突破時間、空間等客觀因素的限制，融合各種因素，建構出在真實世界無法親身經歷的真實體驗，讓使用者借助建構的虛擬環境來達到探索和認識客觀事物的目的。按照《虛擬現實產業發展白皮書》的分類，可以將虛擬現實定義為三類技術應用方式：虛擬現實（VR，Virtual Reality）、增強現實（AR， Augmented Reality）和混合現實（MR，Mixed Reality）。此外，根據 MR 的技術路線，可以劃分為增強環境（AVE，Augmented Virtual Environment）和增強現實兩類。

目前，虛擬現實技術廣泛應用于軍事、建筑、醫療、體育、教育等各大領域。尤其在職業教育領域的虛擬實驗中，通過模擬傳統實驗各操作環節的軟、硬件環境，實驗者可以像在真實的環境中一樣完成相應的實驗任務。這不僅解決了實驗在危險因素、地域因素等方面的局限，還提高了學生的學習積極性和對知識的掌握程度，獲得了很好的教學效果和應用前景。

二、虛擬現實技術在教育中的應用價值

近年來，隨著虛擬現實技術的廣泛運用和大眾接受程度的提高，其在教育領域的運用呈現上升的趨勢。通過在CNKI 的“學術趨勢”功能查看相關的理論和實踐研究，當輸入關鍵詞“虛擬現實”和“教育”這些查找信息后，在中國期刊網數據庫便出現了反映“虛擬現實和教學”的一個趨勢數據，在這個趨勢中可以清晰地分析出其學術關注度。從圖1可以明顯看出，國內學術界對“虛擬現實”的關注度呈逐年遞增的趨勢。同樣，圖2也反映出對虛擬現實教學的用戶關注度總體上呈上升趨勢。

圖1 虛擬現實教學的學術關注度（圖片來自 CNKI 學術趨勢）

圖2 虛擬現實教學用戶關注度（圖片來自 CNKI 學術趨勢）

通過對各種應用研究的分析，可以發現虛擬現實技術應用到高校教學中，已然成為教育工作者一種有效的教學方式。教師可以更容易和清晰地展現教學內容，以更加生動、直觀的方式將教學內容展現給學生，有效地創建了真實且有趣的教學環境。對學生而言，可以激發他們的學習興趣和熱情，讓學生在沉浸式的虛擬環境中更有效地獲取相關知識和技能。在教學模式方面，構建了真實、有趣的情景，大量知識和技能自然融入其中，達到知識的有效保持；在教學手段方面，將信息以一種直接、直觀的方式傳遞，形成豐富的直觀形象思維材料；在教學內容方面，將語音、文字、圖片、視頻和三維實景融合，建構虛擬實驗過程，形成協同機制。因此，基于自身的特征和優勢，虛擬現實技術是繼計算機網絡、多媒體之后，在教育領域內逐漸普及和最具應用前景的熱門技術。

虛擬現實技術應用于教育行業是科學技術與教育融合的一個新發展，它改變了“以教促學”的傳統教學模式，成為培養學生自主探索學習的反轉學習方式。教師通過為學生營造一種新型的信息化、可視化學習環境，幫助學生以更深入的方式來獲取知識和技能。這也是當下新一輪教學改革的教育理念的體現，對培養學生的核心素養和綜合能力效果顯著。在實際運用中，由于虛擬現實技術呈現出聽覺、視覺和觸覺一體化的感知覺，具有讓學生身臨其境地感受到動感交互穿越、真實情境體驗和跨越時空界限的特征，在很大程度上解決了書本內容枯燥無味和抽象的問題，使學生獲得更加直觀的感受，極大地激發了學生的學習動力和興趣，幫助學生更加清晰和有效地學習知識和技能。同時，虛擬實驗的方式可以讓學生親身觀察和操作，在實際操作之前對整個實驗過程進行整體的認識和操作演練，為后續的實際操作打下堅實的基礎，增強了學生的動手操作能力、感性認識和真實體驗，培養了學生的自主探究能力和自主學習能力。

三、陶瓷裝飾設計課程的教學現狀

陶瓷裝飾是陶瓷藝術中一個很重要的組成部分，在工藝技法上分為釉上、釉下、釉中三種，其中釉上有新彩、粉彩、古彩、琺彩、墨彩等工藝，釉下有青花、釉里紅等工藝，還有顏色釉、結晶釉等新的工藝。陶瓷裝飾設計課程作為一門綜合性較強的課程，融合了陶瓷繪畫的多種工藝，將各種工藝應用到設計作品中，形成了新的設計語境和裝飾效果。

在傳統陶瓷裝飾設計的教學模式中，主要采用書本和 PPT教授理論知識，而實踐方面由教師親自示范裝飾工藝，通過教學視頻進行教學。在這樣的教學模式下，學生對工藝、技藝、材料等的認識和了解，是基于教師的知識儲備的，對教師的專業要求很高。但是教師的精力和知識是有限的，在陶瓷裝飾設計的技能、理念、能力等方面具有一定的局限性。面對多元化的知識和學生綜合能力的要求，將更全面、更新的知識和設計理念融入教學中，是現代教學中的一個重要要求。陶瓷裝飾技藝具有復雜性和多樣性，不僅需要學習書本上的知識，更需要加強實踐練習。為解決存在的教學問題和缺陷，目前，一些院校在相關的教學中采用實地考察學習的方式，將學生帶到景德鎮、德化等有豐富陶瓷文化的地區進行針對性的學習。但是，這樣的方式需要投入大量的時間和資金，因為陶瓷技藝是需要實踐培養的，只是走馬觀花的考察，不能更加深入地學習和運用這種技藝，只有經過較長時間的實踐，才能完全掌握其中的工藝技能并熟練運用。此外，在教學實踐過程中，由于學生對工藝的不熟悉，加上陶瓷材料本身所具有的不確定性，最終的裝飾效果只有在出窯的那一刻才能加以呈現，這就需要多次反復地進行實驗，勢必會造成一定的材料浪費。因此，面對這些教學中所遇到的問題和困難，要把陶瓷裝飾相關的主要裝飾工藝、工藝步驟和裝飾效果與虛擬技術結合，打造出一個直觀、逼真、快速的教學實驗平臺，破解傳統教學覆蓋難、利用率低、 環境封閉等問題，打造一種全新的信息化教學模式。

四、虛擬現實技術在陶瓷裝飾設計教學中的實踐應用

（一）虛擬陶瓷裝飾設計課程構建概況

將虛擬現實技術應用在陶瓷裝飾設計的工藝技法呈現和裝飾理念的實驗式人機交互教學中，構建一種區別于傳統的互動式場景教學模式。在滿足現有教學要求的基礎上，可以讓學生更好地進入虛擬的真實場景，對知識有更加全面和直觀的理解，培養學生對陶瓷裝飾設計的學習興趣，增強實踐技能的可控性和創新性。

陶瓷裝飾設計課程分為理論和實踐兩部分，結合虛擬現實技術的沉浸感、構想性、交互性等特征，對陶瓷裝飾設計課程的這兩個部分進行學習。首先，對陶瓷裝飾的鑒賞，可以運用虛擬現實技術構建一個虛擬的美術館，里面分為三個鑒賞區域，包含青花區域、釉上彩區域和青瓷區域，每個區域都會有相應的圖片、文字和語言解說，可以獲得視覺和聽覺上的真實感受，讓學生直觀地對每種工藝的歷史和裝飾特征有清晰的認識和了解。其次，對青花和新彩工藝實驗操作的虛擬實驗，把工藝的制作步驟一一呈現，教師需要按照正確步驟用手柄完成實驗，把主要的裝飾工藝流程、裝飾圖案、造型元素、裝飾效果和方法直觀地呈現給學生。通過構建這樣的虛擬學習場景，解決學生在學習過程中面臨的工藝單一、材料浪費、缺乏主動性和創造性等問題，作為這門課程的補充教學平臺，可以豐富課程的內容，讓學生更全面地認識和學習知識。

（二）虛擬陶瓷裝飾設計課程構建工作方案

根據研究內容和研究方法來展開具體的研究過程和制訂相應的工作方案，根據前面提出的研究內容制訂以下工作方案。

第一，通過對文獻、著作等資料的研究，總結虛擬現實技術在教學中的運用現狀和理論支撐，從中分析得出適合本項目研究的理論依據。第二，到景德鎮產瓷區進行陶瓷裝飾工藝的資料收集和視頻拍攝，針對性地邀請陶瓷工匠對工藝進行解說和實際操作，運用現代科技手段進行拍攝。同時，把每種工藝的裝飾效果、裝飾圖案、造型元素等材料收集起來，最終整理出所需的課程內容。第三，對目前虛擬現實技術在教學中的運用案例進行分析，避免出現一些虛擬課題的弊端，如情景與現實的脫離、課件邏輯不夠連貫而導致學生的理解偏差、過度娛樂化等，最終制作出適合的 VR 課件。第四，將制作好的 VR 課件進行實驗教學，評估該課件的教學效果和作用。

五、結束語

綜上所述，虛擬現實技術可以創建各種仿真的學習和實驗環境，將虛擬現實技術融入課堂教學是未來教育發展的必然趨勢。以信息化、科學化的教學資源和方法來彌補現有教學的不足，引領教育教學改革的方向。將傳統的陶瓷裝飾技藝通過現代技術進行呈現，用數字化的方式保護和研究陶瓷裝飾工藝，為現代教學提供了更加多元化、智能化的教學方式和途徑，使傳統文化與現代科技產生激烈的碰撞，以增強傳統文化的生命力和影響力，從而弘揚中華優秀傳統文化。

（轉載自《現代職業教育》2022年第30期）