多模態(tài)交互技術(shù)賦能小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)場(chǎng)景構(gòu)建與研究

一、引言

隨著教育信息化的深人發(fā)展，傳統(tǒng)小學(xué)美術(shù)教學(xué)模式已難以滿足新時(shí)代學(xué)生對(duì)藝術(shù)學(xué)習(xí)的多元化需求。如何將前沿技術(shù)融人美術(shù)課堂，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)造力，成為教育工作者亟待解決的問題[1。多模態(tài)交互技術(shù)憑借其多感官協(xié)同、情境感知智能、自然交互友好等特性，為小學(xué)美術(shù)教學(xué)帶來了新的機(jī)遇。其能夠整合視覺、聽覺、觸覺等多種感知通道，構(gòu)建沉浸式的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在生動(dòng)的體驗(yàn)中感受藝術(shù)魅力，傳承文化精髓。然而，目前，該技術(shù)在小學(xué)美術(shù)教學(xué)中的應(yīng)用仍處于探索階段，其場(chǎng)景構(gòu)建與實(shí)施策略尚缺乏系統(tǒng)研究[。基于此，本文以湘版小學(xué)美術(shù)教材為依托，深入探究多模態(tài)交互技術(shù)賦能小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)的有效路徑，旨在為推動(dòng)小學(xué)美術(shù)教育的創(chuàng)新發(fā)展提供理論支撐與實(shí)踐指導(dǎo)。

二、多模態(tài)交互技術(shù)內(nèi)涵及其教育應(yīng)用特征

多模態(tài)交互技術(shù)作為新一代人機(jī)交互范式，通過智能整合視覺、聽覺、觸覺及動(dòng)作等多種感知通道，構(gòu)建了自然、沉浸式的交互技術(shù)體系[3。該技術(shù)具有多感官協(xié)同性、情境感知智能性和自然交互友好性三大特征，能夠同時(shí)調(diào)動(dòng)用戶的多種感官通道。其通過傳感器網(wǎng)絡(luò)和人工智能算法，可實(shí)時(shí)感知并適應(yīng)用戶需求，并支持手勢(shì)、語(yǔ)音、眼動(dòng)等符合人類本能的行為交互方式。

在小學(xué)美術(shù)教育領(lǐng)域，多模態(tài)交互技術(shù)展現(xiàn)出獨(dú)特的專業(yè)適配價(jià)值。其技術(shù)架構(gòu)由多源信息感知層、智能分析處理層和多通道反饋層構(gòu)成。多源信息感知層依托頭顯設(shè)備、觸覺手套和動(dòng)作捕捉相機(jī)等硬件設(shè)施，可全方位采集學(xué)生的創(chuàng)作行為數(shù)據(jù)；智能分析處理層則運(yùn)用計(jì)算機(jī)視覺和語(yǔ)音識(shí)別等AI技術(shù)，對(duì)學(xué)生的繪畫過程進(jìn)行實(shí)時(shí)解析；多通道反饋層通過AR可視化和力反饋裝置等技術(shù)手段，為學(xué)生提供多維度的創(chuàng)作支持。

三、基于多模態(tài)交互技術(shù)的小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)優(yōu)勢(shì)

（一）傳承文化基因，創(chuàng)設(shè)主題情境

在小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)場(chǎng)景構(gòu)建中，傳承中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化是激發(fā)學(xué)生審美情感和文化認(rèn)同的重要途徑。通過深入挖掘本土文化資源，如傳統(tǒng)繪畫、民間工藝、節(jié)日習(xí)俗等，教師可以圍繞特定文化主題設(shè)計(jì)教學(xué)情境，如“水墨江南”“年畫里的中國(guó)年”等。同時(shí)，通過借助虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）、全息投影等多模態(tài)交互技術(shù)，并將此類靜態(tài)的文化內(nèi)容轉(zhuǎn)化為動(dòng)態(tài)的沉浸式體驗(yàn)空間，教師可以使學(xué)生置身于真實(shí)的歷史或文化場(chǎng)域中，并以此增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的代人感與情感共鳴。此種基于文化基因的主題情境不僅能夠有效提升學(xué)生的藝術(shù)感知力，也能夠有效促進(jìn)學(xué)生對(duì)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化的活態(tài)傳承。

（二）緊扣課標(biāo)要求，整合數(shù)字資源

構(gòu)建小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)場(chǎng)景必須嚴(yán)格遵循國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)，確保教學(xué)內(nèi)容的科學(xué)性與系統(tǒng)性[4。在此基礎(chǔ)上，教師應(yīng)積極整合數(shù)字化美術(shù)作品、互動(dòng)教學(xué)軟件、在線美術(shù)博物館資源等各類數(shù)字教育資源，為學(xué)生打造一個(gè)集視覺、聽覺、觸覺于一體的多感官學(xué)習(xí)環(huán)境。比如，教師可以利用AI圖像生成工具輔助學(xué)生進(jìn)行創(chuàng)意繪畫，或通過3D建模技術(shù)讓學(xué)生了解雕塑結(jié)構(gòu)。此類數(shù)字資源不僅可以豐富教學(xué)內(nèi)容，還能提升小學(xué)美術(shù)課堂的趣味性和參與度，能夠滿足不同層次學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。教師通過精準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)課程標(biāo)準(zhǔn)與數(shù)字資源的有效融合，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)目標(biāo)與教學(xué)手段的有機(jī)統(tǒng)一。

（三）立足學(xué)生需求，強(qiáng)化體驗(yàn)互動(dòng)

小學(xué)階段的學(xué)生以直觀形象思維為主。教學(xué)設(shè)計(jì)注重體驗(yàn)感與互動(dòng)性是提升小學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的關(guān)鍵。因此，在沉浸式教學(xué)場(chǎng)景中，教師應(yīng)充分考慮學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)與興趣愛好，為學(xué)生設(shè)計(jì)具有探索性、創(chuàng)造性和合作性的互動(dòng)環(huán)節(jié)。比如，教師可通過手勢(shì)識(shí)別技術(shù)讓學(xué)生“用手作畫”，或者利用語(yǔ)音交互功能開展美術(shù)知識(shí)問答游戲。同時(shí)，教師還可以設(shè)置小組協(xié)作任務(wù)，如共同完成一幅虛擬壁畫創(chuàng)作，并鼓勵(lì)學(xué)生在互動(dòng)中表達(dá)觀點(diǎn)、交流想法、解決問題。這種以學(xué)生為中心的教學(xué)方式，不僅能夠提高學(xué)生的動(dòng)手能力和創(chuàng)造力，也有助于培養(yǎng)學(xué)生的團(tuán)隊(duì)意識(shí)與溝通能力，從而在教學(xué)課堂中真正實(shí)現(xiàn)“做中學(xué)、玩中學(xué)”。

（四）融合虛實(shí)場(chǎng)景，拓展現(xiàn)實(shí)應(yīng)用

現(xiàn)代教育技術(shù)的發(fā)展為美術(shù)教學(xué)提供了從“虛擬”走向“現(xiàn)實(shí)”的無限可能[5。通過將虛擬場(chǎng)景與真實(shí)課堂相結(jié)合，如使用AR技術(shù)在教室中“放置”一座虛擬美術(shù)館，或借助混合現(xiàn)實(shí)設(shè)備讓學(xué)生在現(xiàn)實(shí)中操作虛擬材料，教師能夠打破時(shí)空限制，拓展學(xué)生的學(xué)習(xí)邊界。同時(shí)，教師還可以引導(dǎo)學(xué)生將所學(xué)知識(shí)應(yīng)用于現(xiàn)實(shí)生活，如讓學(xué)生運(yùn)用所學(xué)美術(shù)知識(shí)設(shè)計(jì)教室布置方案或繪制校園文化墻等。此種虛實(shí)融合的教學(xué)模式，不僅能夠有效增強(qiáng)學(xué)生的實(shí)踐能力，還讓學(xué)生在解決真實(shí)問題的過程中感受到美術(shù)的價(jià)值與意義，進(jìn)而激發(fā)學(xué)生持續(xù)學(xué)習(xí)美術(shù)的興趣與動(dòng)力。

四、多模態(tài)交互技術(shù)在小學(xué)美術(shù)沉浸式教學(xué)中的實(shí)施路徑

（一）AR煥活非遺，動(dòng)態(tài)傳承技藝

多模態(tài)交互技術(shù)中的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）能夠?qū)⒎俏镔|(zhì)文化遺產(chǎn)以動(dòng)態(tài)、可視的方式呈現(xiàn)于小學(xué)美術(shù)課堂。通過AR技術(shù)，傳統(tǒng)工藝、民間藝術(shù)等靜態(tài)文化內(nèi)容得以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)化、交互式展示，使學(xué)生在沉浸中感知技藝之美，從而激發(fā)其對(duì)傳統(tǒng)文化的興趣與認(rèn)同。

以湘版小學(xué)美術(shù)四年級(jí)下冊(cè)“民間玩具”課程教學(xué)為例，教師可充分發(fā)揮AR技術(shù)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，將湖南本王珍貴的民間玩具文化資源帶入課堂。課前，教師可深入挖掘?yàn)╊^年畫的歷史淵源與制作工藝，收集寶慶竹刻的雕刻技法、藝術(shù)特色等豐富資料，并精心制作成AR教學(xué)素材。課堂上，學(xué)生需手持平板掃描課本上對(duì)應(yīng)的灘頭年畫圖案。瞬間，一幅動(dòng)態(tài)的3D年畫制作畫卷在眼前徐徐展開。從畫師凝神靜氣地勾勒線條，到刻版師傅專注地雕琢木版，再到上色匠人細(xì)致地為年畫添彩，每一個(gè)步驟都以栩栩如生的動(dòng)畫形式呈現(xiàn)，仿佛將真實(shí)的制作現(xiàn)場(chǎng)搬到了教室之中。在寶慶竹刻展示環(huán)節(jié)，學(xué)生則可以借助AR特效，360度全方位觀察竹刻作品的精妙細(xì)節(jié)。學(xué)生輕輕點(diǎn)擊屏幕，便可放大察看細(xì)膩的雕刻紋理，并通過虛擬操作模擬雕刻動(dòng)作，切身感受下刀時(shí)的力度與技巧，將自己化身為技藝精湛的竹刻匠人。在這一過程中，學(xué)生不僅能夠加深對(duì)民間玩具文化內(nèi)涵的理解，還能在趣味互動(dòng)中提升藝術(shù)審美與創(chuàng)新能力，以此實(shí)現(xiàn)非遺技藝在小學(xué)美術(shù)課堂中的動(dòng)態(tài)傳承與創(chuàng)新發(fā)展。

（二）利用3D建模，生成數(shù)字佳作

借助3D建模工具，學(xué)生可以在虛擬空間中自由創(chuàng)作立體藝術(shù)作品，拓展美術(shù)表達(dá)的形式與思維。該技術(shù)不僅能夠提升學(xué)生的空間想象力和藝術(shù)創(chuàng)造力，還能夠培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化藝術(shù)素養(yǎng)，促使學(xué)生在動(dòng)手實(shí)踐中完成從平面到立體的藝術(shù)躍遷。

以湘版小學(xué)美術(shù)五年級(jí)上冊(cè)“別致的小花瓶”課程教學(xué)為例，教師可創(chuàng)新性地引入3D建模軟件，為學(xué)生打造充滿科技感與創(chuàng)意性的美術(shù)課堂。課前，教師需精心收集并導(dǎo)入傳統(tǒng)青花瓷花瓶的細(xì)膩紋理、現(xiàn)代簡(jiǎn)約幾何花瓶的流暢線條等3D模型案例，并通過動(dòng)態(tài)旋轉(zhuǎn)、分層拆解的方式，向?qū)W生展示花瓶的結(jié)構(gòu)與裝飾細(xì)節(jié)。在實(shí)操環(huán)節(jié)，學(xué)生可使用平板電腦，利用簡(jiǎn)易3D建模App開啟創(chuàng)作之旅。學(xué)生需要拉伸塑造瓶身弧度，旋轉(zhuǎn)調(diào)整立體視角，賦予花瓶獨(dú)特的肌理與圖案。在創(chuàng)作過程中，教師穿梭于學(xué)生之間，借助軟件的實(shí)時(shí)共享功能，選取典型作品進(jìn)行點(diǎn)評(píng)，引導(dǎo)學(xué)生優(yōu)化比例結(jié)構(gòu)與裝飾布局。在作品完成后，教師引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用AR功能，將虛擬花瓶“投射”到教室的窗臺(tái)、課桌等角落。此時(shí)，教師可選取部分優(yōu)秀作品，利用3D打印機(jī)將數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為實(shí)體花瓶。當(dāng)冰涼的樹脂材料逐漸凝固成精美的藝術(shù)品時(shí)，學(xué)生能夠親手觸摸到自己設(shè)計(jì)的作品，真切體會(huì)到從數(shù)字創(chuàng)意到實(shí)體創(chuàng)作的奇妙跨越。這一教學(xué)過程，不僅能夠讓學(xué)生熟悉3D建模基礎(chǔ)操作，更能夠讓學(xué)生在立體創(chuàng)作實(shí)踐中，深度理解美術(shù)造型、比例與裝飾知識(shí)，從而有效提升學(xué)生的藝術(shù)創(chuàng)新能力與數(shù)字技術(shù)應(yīng)用能力。

（三）觸覺智能適配，精準(zhǔn)指導(dǎo)繪畫

觸覺反饋技術(shù)結(jié)合人工智能算法，能夠?yàn)閷W(xué)生提供個(gè)性化的繪畫指導(dǎo)與操作反饋，有助于提升繪畫學(xué)習(xí)的精準(zhǔn)度與趣味性。通過智能設(shè)備的力反饋與手勢(shì)識(shí)別功能，學(xué)生能夠在真實(shí)的觸感體驗(yàn)中掌握繪畫技巧，增強(qiáng)手眼協(xié)調(diào)能力與藝術(shù)表現(xiàn)力。

以湘版小學(xué)美術(shù)三年級(jí)上冊(cè)“彩墨游戲”課程教學(xué)為例，教師可引入配備觸覺反饋功能的數(shù)位繪畫板，為傳統(tǒng)彩墨教學(xué)注入科技活力。學(xué)生可以使用特制畫筆在數(shù)位板上繪畫。在繪制荷葉環(huán)節(jié)，數(shù)位板化身“智能導(dǎo)師”。如果學(xué)生在繪畫時(shí)用力過猛，數(shù)位板會(huì)立即通過高頻震動(dòng)模擬毛筆戳破宣紙的觸感，同時(shí)屏幕浮現(xiàn)水墨暈染的警示動(dòng)畫，以提醒學(xué)生調(diào)整力度；當(dāng)學(xué)生運(yùn)筆速度過快時(shí)，板面的阻力驟減，并為學(xué)生模擬毛筆在紙面打滑的真實(shí)觸感，配合系統(tǒng)語(yǔ)音提示“慢一點(diǎn)，感受墨韻”。當(dāng)學(xué)生嘗試表現(xiàn)荷葉邊緣的枯澀質(zhì)感時(shí)，數(shù)位板通過細(xì)微的顆粒感震動(dòng)，輔助學(xué)生用側(cè)鋒拖曳出毛糙線條。若運(yùn)筆力度不均導(dǎo)致線條忽粗忽細(xì)，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)分析并彈出動(dòng)態(tài)演示窗，用紅框標(biāo)注問題所在區(qū)域，并推送運(yùn)筆示范視頻。在荷花創(chuàng)作階段，AI算法還可以依據(jù)學(xué)生的繪畫進(jìn)度智能介入。當(dāng)發(fā)現(xiàn)學(xué)生反復(fù)涂抹卻難以勾勒出荷花的柔美姿態(tài)時(shí)，系統(tǒng)可立即推送中央美院畫家示范的慢動(dòng)作視頻。視頻中用金色軌跡線標(biāo)注中鋒行筆的路線，花瓣轉(zhuǎn)折處彈出“輕提筆鋒，回轉(zhuǎn)收勢(shì)”的動(dòng)態(tài)提示。學(xué)生跟隨示范調(diào)整用筆，模擬毛筆在紙面提按的阻力變化，幫助學(xué)生找到精準(zhǔn)的發(fā)力點(diǎn)。最終，在觸覺反饋的深度參與中，學(xué)生能夠真正掌握彩墨畫的用筆精髓，實(shí)現(xiàn)從游戲體驗(yàn)到技法提升的跨越。

（四）VR拓展藝術(shù)學(xué)習(xí)場(chǎng)景，延伸藝術(shù)課堂

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)打破了課堂教學(xué)的時(shí)間與空間限制，使學(xué)生在家庭環(huán)境中也能進(jìn)入沉浸式的藝術(shù)學(xué)習(xí)場(chǎng)景。通過VR設(shè)備，學(xué)生可以“走進(jìn)”名畫世界、參觀虛擬美術(shù)館或參與遠(yuǎn)程協(xié)作創(chuàng)作，實(shí)現(xiàn)美術(shù)教育從學(xué)校向家庭的有效延伸與持續(xù)發(fā)展。

以湘版小學(xué)美術(shù)六年級(jí)下冊(cè)“美在民間一一中國(guó)民間美術(shù)”課程教學(xué)為例，教師可借助VR技術(shù)構(gòu)建“三維觀察－模擬操作－創(chuàng)意展演”的深度學(xué)習(xí)閉環(huán)，為非遺傳承注入科技活力。課前，教師運(yùn)用三維掃描技術(shù)，將傳統(tǒng)皮影制作的牛皮選材、鏤刻技法、關(guān)節(jié)組裝等21道工序，轉(zhuǎn)化為沉浸式VR教學(xué)模塊，并細(xì)致標(biāo)注每個(gè)工藝的要點(diǎn)，從而為學(xué)生搭建起充滿傳統(tǒng)文化韻味的虛擬皮影作坊。課堂上，學(xué)生佩戴VR頭顯，“穿越”進(jìn)古色古香的虛擬皮影工坊。課后，教師開放VR工坊的“創(chuàng)意模式”，使學(xué)生在家中佩戴VR設(shè)備，就能通過手勢(shì)識(shí)別功能，自由調(diào)整皮影的服飾紋樣。無論是添加精美的云紋圖案，還是設(shè)計(jì)獨(dú)特的色彩搭配，學(xué)生的創(chuàng)意作品都會(huì)實(shí)時(shí)同步至班級(jí)云端展廳。此種“技藝具身化”的VR拓展教學(xué)模式，能夠讓抽象的皮影工藝變得可見、可感、可操作，可有效突破傳統(tǒng)美術(shù)課堂“工藝看不見、技法摸不著”的教學(xué)瓶頸，讓小學(xué)生在課后也能沉浸式地深入理解民間美術(shù)的造型規(guī)律與審美特征，在動(dòng)手實(shí)踐中獲取藝術(shù)創(chuàng)造力，使中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化在寓教于樂的互動(dòng)體驗(yàn)中得到傳承與創(chuàng)新。

五、結(jié)束語(yǔ)

隨著核心素養(yǎng)導(dǎo)向的美育改革深入推進(jìn)，傳統(tǒng)美術(shù)教學(xué)中的時(shí)空限制、教具單一等問題亟待突破。而AR/VR、3D建模等技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，為破解各類教學(xué)困境提供了創(chuàng)新路徑。通過構(gòu)建“技術(shù)賦能-情境創(chuàng)設(shè)-藝術(shù)體驗(yàn)”的教學(xué)新范式，教師不僅能有效解決非遺技藝可視化呈現(xiàn)、立體造型空間感知等傳統(tǒng)教學(xué)難點(diǎn)，更能顯著提升學(xué)生的藝術(shù)表現(xiàn)力、文化理解力和數(shù)字創(chuàng)造力，使美術(shù)課堂真正實(shí)現(xiàn)從“知識(shí)傳授”到“素養(yǎng)培育”的轉(zhuǎn)型。

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