高明，孙斐
（陕西师范大学 美术学院，陕西 西安 710119）
教育部教技〔2018〕6号文件提出加强高等学校虚拟仿真实训教学环境建设，服务信息化教学需要；
教育部对十三届全国人大一次会议第6527号建议的答复，即教建议〔2018〕第171号文件强调，为学习贯彻党的精神，适应信息化条件下知识获取方式和传授方式、教和学关系等发生革命性变化的要求，写好教育“奋进之笔”，深化信息技术与教育教学深度融合是教学改革的必然。基于此，本研究自主研发了周秦汉唐遗址美术虚拟仿真实验教学平台，尝试在虚拟技术基础上构建美术教育教学体系，促进高校美术研究生培养的全面转型与创新成长。案例研究围绕该系统展开，从教学目标、课程特点等出发，对“现实+虚拟”的教学内容、教学方法和课程考核等方面做了有益的探讨。使教师能够以学定教、顺学而教，帮助学生与学习内容展开深层的“对话”，从而为学生的学习搭建“支架”，通过支架的支撑作用把学生的兴趣、辨识水平提高到另一个新的发展水平，即实现创造性的“教”，沉浸式的“学”，最终实现“积极课堂”的转变，使学生具备会学习的能力。
（一）以“现实+虚拟”为基础的培养模式创新
将“现实+虚拟”的教学改革应用到美术研究生培养中，可极大程度地改变传统培养模式的局限性，让学生把枯燥的美术知识与自己的实践体验相结合［1］。因此，在高校研究生美术教学过程中，教师积极地运用“虚拟仿真”技术，通过形象生动的情境去吸引学生对知识体系的主动建构和学习探究。学生使用网络、手机或佩戴虚拟仿真头盔、手持感应设备，沉浸在艺术的殿堂中，专注于眼前的知识和无尽的探索。因此，新媒体技术的融入可以让学生真切地感受到美术的魅力，从而达到预期的教学目标，有效地提高学生的学习兴趣，加强对学生创新思维的培养。
（二）以“积极课程”为核心的学科体系构建
高校可立足于“现实+虚拟”，从教育沉浸体验度入手，对虚拟仿真技术原理进行提取，丰富美术教学的范式，找到能更加适合教学开展的新模式，改变了美术教学的视觉呈现方式［2］；
构建课程族库，导入数字博物馆、美术馆［3］，让学生身临其境地感受美术教学的同时，了解相关的虚拟仿真技术知识，实现学科间的融合、互补，并从多角度为学生提供完美的视听享受，使学生在整个学习过程全体验、全参与，真正地寓教于乐、发现问题、探究问题、自主学习、互动体验，让教师从“填鸭者”变成一位“交响乐指挥家”，让学习者的讨论声、争辩声成为美妙的交响乐，构建出以“积极课程”为核心的培养体系。
（一）学生通过交互式课程学习，掌握科学思维原理，拓展创造性思维能力
“现实+虚拟”培养模式的尝试，需要以学生自主学习为前提，教学前通过引导式互动模式，让学生进行教学内容的初探，有效引领学生从自身出发，完成角色转换，从被动的学习者转变为学习的主人，掌握科学思维原理，拓展创造性思维能力，掌握学习的能力。
（二）教师通过沉浸式课程设计，实现“积极课堂”的教学理念改革
“现实+虚拟”教学作为一种沉浸式、开放式的教学模式，对教师自身的素质和教学设计都有很高的要求，要求教师具备严密的逻辑思维能力和良好的沉浸、互动能力。要善于调动学生积极性，寓教于乐，打造“积极课堂”。
（三）通过“现实+虚拟”的结合将课程思政元素融入研究生培养中
通过虚拟仿真和实景再现等技术深入挖掘中华优秀传统文化，发挥虚拟现实技术在沉浸感与交互性方面的优势，把“虚拟全景空间+文化艺术传播+课程思政”三者有机结合，让课程思政更真实、更生动、更直观、更具体，并潜移默化地融入美术专业研究生的培养中，让学生树立正确的人生观和价值观。
（四）通过“现实＋虚拟”模式的尝试，更新教学内容，改进教学方法
虚拟仿真技术的加入，将对高校研究生教学方式带来重大的变革［4］。通过对教学内容、方法的改进，在课堂中加入感受体验式、沉浸代入式教学方式探索，将促进学生对现实生活中存在事物的批判性认知和多学科的融合。
以周秦汉唐遗址美术的“现实+虚拟”教学为例，教学实施过程主要包括三大部分，涵盖现实场景考察、虚拟教学导览和实验考核模块。
现实场景在本教学案例中是虚拟数据的建立根基，也是教学中的基础平台，所有的虚拟教学内容均来自现实中真实存在的美术资源。也就是说，“现实+虚拟”的教学模式中，现实场景担负着验证教学内容、为教学奠定真实性基础的责任。虚拟场景在本教学案例中的主要作用则是替代现实场景完成可复制、可倒回、可分解等演练步骤，强化在美术教学中现实场景难以解决的不可逆问题。承担着使学生实践能力得到锻炼、知识掌握得到验证、应用能力得到提升的职责。
因此，在“现实+虚拟”的培养模式中，课程均可分为现实板块和虚拟板块，并且在大部分课程中，需要将现实板块的教学前置，从而使学生的学习处于真实场景、空间的架构之上，从而避免虚拟模块内容在教学中脱离现实背景的情况，而虚拟场景则承担各种复杂的、危险的、不可演练的实操环节以及重点文物的分解制作过程。
（一）现实场景的考察
以中华优秀传统文化为依托，通过“理论+实践”教学，对美术学科知识点进行研究解读和应用转化［5］，提升学生自主学习的探索性。现实场景教学主要的作用是实地考察遗址及原物，形成基础的实物及场景认知。并带着问题进入虚拟导览学习场景，促进虚拟系统的改进和提升，培养学生的问题意识，主要涵盖两种教学方法：一是以方法教学为主导的现实场景教学，主要强调美术专业中重要的方法知识讲授，如艺术考古中的图像年代分析、文物结构分析、田野考察记录等，目的是通过现实场景构建思维空间；
二是以案例教学为主导的场景教学，主要强调美术专业中围绕现实重要案例、经典案例展开的教学，包括现实案例讲解的方法和交叉学科常用知识的学习等。如以遗址美术中的丧葬礼仪、建筑等研究为案例，现实场景教学包括了具体的墓葬遗址、建筑遗址考察，其中涉及墓室壁画、器物、地理位置的实景考察，以及建筑遗址的形制、功能考证，目的是增强学生对案例相关知识的认知。如图1带领学生昭陵博物馆、大雁塔、梁代村西周遗址考察。
图1 带领学生昭陵博物馆、大雁塔、梁代村西周遗址考察
现实和虚拟场景的教学模式也可以置换顺序，现实环境的教学内容主要用于验证虚拟实验的成果。但更广范围的教学中，这一改革尝试应置入美术专业人才培养的后期进行，要求学生已具备一定的专业基础和专业思维能力。
（二）自主研发的虚拟学习系统
学生通过前期的现实场景考察，对美术的相关知识点有了具体深入的认知，但是重点文物，如秦始皇兵马俑、西周青铜器、墓葬壁画等无法在现实场景中完成近距离的学习和考察，这时候需要借助虚拟仿真系统，学生可在虚拟系统中自主游览学习，并进行壁画、雕塑、青铜器的放大观看，壁画、器物放大后会有界面语音讲解和详细分类。通过“现实+虚拟”的学习，学生对周秦汉唐遗址美术的历史背景、源起、发展、特点等知识点有了更加直观和深入的了解，并可对遗址建筑的形制特点进行标注。
学生在虚拟平台可以佩戴虚拟头显或3D眼镜，进行真实场景的沉浸式学习实践，以虚拟平台中的西周为例，学生在平台学习石鼓山遗址及青铜器博物馆的青铜器朝代、形制、纹饰、美学特征及其文化历史等知识点。再以平台中的秦始皇陵兵马俑的教学为例，该教学的目标是讲授秦代陶俑的结构构成，通过前期现实场景的考察，可让学生在进入虚拟环节时保持对场景的熟悉性，并强化学生在实践操作中对模型真实性的体验。在虚拟环节，该案例则借助虚拟仿真系统的秦俑模型，使学生通过VR模拟陶俑零件的拼接，实现近距离观察、触摸兵马俑，通过细致观察，思考兵马俑的结构，同时有效地得出对应的制作方法，引导学生主动学习思考。
以唐墓为例，虚拟环节的学习则主要包括对墓室内空间的布置、墓室器物位置摆放、虚拟山地模型中墓室基址的探寻等，从而使学生可以尝试复原某些古代美术中经典场景的空间内容和构成时间顺序。这一类型教学主要目标是借助真实场景架构的虚拟环境再现的时空，来进行综合的美术研究，并且往往可以包含交叉学科的知识，如在墓室基址探寻的虚拟实验部分，需了解基础地理、地质学知识，基于地质保护的要求，这是在现场教学中难以大规模练习的内容。而关于唐代丧葬礼仪空间的还原则要求一定的历史学知识来完成。如图2为教师带领学生进行西周青铜器、兵马俑及唐墓壁画等知识的沉浸式虚拟仿真体验。
图2 学生进行沉浸式虚拟仿真体验
综上，虚拟教学模式，强调借助现有的美术遗存进行还原式的教学体验。因此，学生可通过虚拟仿真技术的运用，真实感受美术的魅力，可以走进吴道子绘制壁画时的场景，站在一旁静静地感受“画圣”的创作，聆听作品的声音。也可以进入青铜器、兵马俑的制作现场，“动手”制作这些重要的文物，设计属于自己的青铜器和兵马俑。角度不同，观察到的美也不尽相同。学生可以从俯视、平视、仰视等不同角度进入到器物的内部，使原本枯燥的教学内容变成一场视觉盛宴，提高学生的学习兴趣，实现“积极课堂”的转变。
（三）以西周青铜器为例的虚拟实验及测评模块
“现实+虚拟”相结合的考察完成后，会在虚拟平台进行主要包括提取实验、识别实验、标注实验为基础的实验考核及测评模块。通过虚拟仿真交流平台、成果展示交流互动等虚拟实验模块，结合直观展示和增强现实环境的渲染，将中国传统艺术融入特定的历史文化情景中，借助实验和考核模块进行积极的教学反馈和评价，建立教学评价体系。让学生在新媒体技术的辅助下，感受辉煌的历史、文化、艺术的熏陶，提高审美感知，增强民族自豪感。
以启发式教学为主导的虚拟实验及测评模块，主要强调美术专业中针对现有材料进行的开发实验教学，目的是进行虚拟演练，增加实物研究的准确性，也可以是依据统一建构的虚拟模型零件，进行虚拟空间、模型的建设，通过模拟仿真进行发散式思维的学习或反思。
以西周青铜器的教学实验为例，该实验的现实场景为陕西宝鸡周原遗址博物馆。虚拟实验及测评模块是根据实物进行的青铜器纹样观察、铭文记录、青铜器器型等不可复制的细节知识的考核，而虚拟实验包括了将纹样、铭文、器型组合在一件青铜器统一体中，从而再现虚拟仿真文物模型的青铜铸造流程演练，虚拟系统数据库中录入了大量青铜器纹样素材，学生可在虚拟平台进行青铜器纹样再设计，在增强主观能动性的前提下，使学生可通过完成后的虚拟模型，实现在现实场景中对整体知识的把握。
综上，通过虚拟实验及测评模块，为学生们营造了一个轻松、主动的学习氛围，能够让学生根据对青铜器学习的理解和纹饰细节分析，自主对青铜器上的纹饰进行拆分和组合，轻松有效地突破学习的重点、难点，提高学生的探索性，培养学生发散式思维，完成属于自己的兽面纹设计制作实验，表达自己的观点，进而发现艺术不同角度的美。最终通过情景交互、深度沉浸，更好地记忆知识，进行探索反思。通过“现实+虚拟”模式的探索，提高学生专业课学习兴趣，培养他们的科学思维能力、创新能力和自主探索能力。
通过“现实+虚拟”的模式探索，可更加直观地向学生展示美术学科的理论与实践教学［6］，构建引导式互动、沉浸式互动、反思式互动和拓展式互动相结合的多维互动教学体系。从教学目标、课程特点出发，导知识、导方法、导思维、导意识、导素养，以学定教、顺学而教。教师遵循“探究性、沉浸性、交互性、问题性”的原则设计教学内容，并通过虚拟技术的加入，给学生强烈的带入感和深度的视觉沉浸感，通过虚拟实验及测评模块，促使学生能积极主动地完成自主式和探究式学习，增强学生的学习体验感，拓展思维空间，创新教育观念，突破固化思维，实现以“积极课堂”为核心理念的课堂改革及相应的教学方法和手段创新，并尝试在此基础上对美术专业研究生的培养模式进行探索，构建“现实+虚拟”美术教育教学体系。最终以中华传统文化艺术的传承、文化成果的共享和虚拟教学模式的互动为桥梁，完成“现实+虚拟”的美术专业研究生培养模式探索。进而以点带面，为陕西乃至全国的研究生培养模式提供有参考价值的试点范例，并在陕西省各高校间推广应用。
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