基于VR技术的宝玉石雕刻加工实训课程改革初探

俞丽丽

摘 要：随着科学技术的不断进步，VR（虚拟现实）技术已经在建筑、制造、娱乐、教育等多领域得到了广泛的运用，被认为是最具潜力的信息化技术。本文着重分析了宝玉石雕刻加工实训课程存在的问题，探究VR技术在宝玉石雕刻加工实训中的应用策略，以期推动实训课程改革。

关键词：VR虚拟现实技术;宝玉石雕刻加工;实训课程改革

随着科学技术的不断进步，越来越多的现代化手段运用于高校的教育教学。使用信息化手段辅助教师教学、辅助学生实训成为诸多专业课程改革的主要方向。信息化技术的日新月异给实训课程的教学过程、学习过程带来了无限的可能。计算机科学领域VR技术一经问世便获得了广泛关注，国内外众多高校更是不断尝试将其运用于实践性强的课程教学领域，认为这一技术今后在教育领域的应用具有非常大的潜力。

1 VR技术发展现状

1.1 VR技术的概念

VR技术，即虚拟现实技术，融合了计算机图形图像技术、传感器技术、数据库技术、人工智能等于一体，能够创设一个计算机虚拟的三维空间，并在此空间内对真实世界的物质进行仿真。用户可以通过鼠标、键盘或者专用的接入设备，如VR眼镜、动作捕捉器、VR手持虚拟工具等接触这一虚拟空间的物体，并与之进行交互。

VR技术与传统的计算机仿真技术相比，其最大的特点就是用户的沉浸感，同时具有更强的人与虚拟环境交互功能，极大地释放了人的主动性和创造力。虚拟现实技术的关键是对虚拟世界的构建，其核心是建模和仿真。

1.2 VR技术应用现状

随着VR技术的不断发展，其运用的领域不断扩展，配套产生的VR专用设备也不断出现。VR技术在各领域的应用如雨后春笋般出现。在建筑领域，工程师们能够通过VR技术对建筑过程进行模拟，对室内结构进行修改，对装潢效果进行预设，更加方便地掌控施工的过程并看到最终的效果。在制造领域，众多的汽车公司已经开始使用虚拟现实技术对车辆进行设计和预装配，从而减少误差，避免返工，甚至众多的维修工也开始使用这一技术增强修理工作的实践经验。在娱乐领域，虚拟现实技术能够让用户的感官完全进入虚拟的环境中，从而获得更加真实、刺激的娱乐体验。在教育领域，学生们可以参加浸入式教学课程，足不出户漫游世界，利用单一的教学设备完成不同类型的操作，甚至可以遨游各类宏观或微观世界，探访各个历史节点的人物和事件。VR技术在未来还将渗透到更加广泛的领域，发挥更加重要的作用。

2 宝玉石雕刻加工实训课程现状

2.1 宝玉石雕刻加工实训

宝玉石雕刻加工实训课程是寶玉石鉴定与加工专业的核心课程，是该专业学生必须掌握的专业技能。宝玉石作品创作过程中，对原材料的拿捏把握是非常关键的。设计、构图、结构要做到合理、准确，有的设计还需要根据宝玉石原料内部棉裂等情况进行调整，这些都是实训的重心。这一过程既考验了学生技艺的熟练程度、遇到问题的应变能力，还反映了学生的艺术修养，学生需要能够根据题材和玉石的特性、造型等展开构思和雕刻加工。独立设计并完成一件作品着实不易，需要有长期积累经验，学生需要大量反复地练习，深挖细掘才能掌握其中的技巧。

2.2 宝玉石雕刻加工实训亟待解决的问题

（1）宝玉石精品难进课堂。宝玉石品种繁多，特性各异，在实训学习过程中，学生很难对所有种类的宝玉石进行观察、了解和比对，更无法亲自到达产地产区去学习、观看宝玉石开采的过程，也很难对不同宝玉石雕刻的代表作品进行近距离实物欣赏和比对。目前，教师通常通过视频、图片辅以讲解的方式帮助学生了解和掌握，学习过程不够生动，相对枯燥，体验感较低，学生学习主动性较差，学习效果一般。

（2）宝玉石雕刻加工实训成本较高。实训操作是宝玉石雕刻加工课程不可或缺的重要环节，学生只有在反复的实践操作过程中才能锻炼技巧，积累经验。但不同于其他学科的实训材料，玉石原料本身就具有较高的价值，很大程度上增加了学校和学生的学习成本，对于需要反复实践操作的宝玉石雕刻加工实训课程来说，这成为限制实训课开展的重要原因。在玉雕实训过程中，往往使用的都是相对廉价的低端玉石原料，学生较少雕刻加工到色泽、质地、形态较好的高端原料，从而限制了学生的创造力，严重影响学生在玉雕实训过程中技能的提高。

（3）宝玉石原料不能重复雕刻。宝玉石原料不可重复利用，一块原料仅能供单名学生单次雕刻学习，无论成败，原料均不可复原重来。而这对于在校学习的学生来说，这正是学习过程中的一大弊端。学习本就是尝试、纠错、改进的螺旋式上升过程，一次性不可逆的操作虽有利于培养学生的细致程度，但对于在玉雕道路上不断摸索前行的在校生，就失去了反复练习技巧、不断修正和提高设计水平的重要过程，不利于学生设计能力的提升。

（4）预设实训学习的重难点较为困难。实训教学需要遵循教学的一般规律，从浅入深，逐步掌握重难点内容。在宝玉石加工过程中，由于玉料本身材质的原因，加工的过程中难免会遇到内含杂质或棉、裂等情况，这在实训教学中只能预估，在原料表面是不能直接看到的，因而教师不能准确设定实训重难点，学生由易到难地掌握应对技巧相对较为困难。

3 基于VR技术的宝玉石雕刻加工实训课程改革

随着VR技术的不断发展成熟，其配套应用的开发成本不断降低，目前国内已有一些高校开始建设虚拟现实实训室，用以提升教学效果。这些都将为VR技术应用于宝玉石雕刻加工实训课程改革提供范例。

3.1 有助于提高学习热情

作为宝玉石鉴定与加工专业的学生，玉石的产地知识、开采过程、质地特征等都是在学习宝玉石雕刻加工前必须掌握的配套知识。通过VR技术，能够让学生身临其境的“到达”玉石产地，“目睹”玉石料开采的过程，并且有针对性地挑选不同种类的玉石进行对比，相比在教室中的理论讲授，这一过程将变得更加生动有趣，有很强的体验感，有助于提高学生的学习热情，提高学习的主动性，从而提升学习效率。

3.2 有助于增强实践技能

利用VR技术，学生可以在虚拟空间中进行宝玉石雕刻加工仿真操作，由于采用了虚拟现实和仿真技术，学生的操作可以反复进行，而不用考虑原材料的耗损，对于操作过程中出现的偏差，也可以进行撤销和修复。甚至多名同学可以就一个操作环节进行相互切磋、互相学习。教师还可以在虚拟环境中发布相同的任务，发放相同的原料，让学生在操作中开展竞赛，对比玉雕作品等，极大地丰富了教学内容，有助于磨炼学生的操作技能。

3.3 有助于培养设计能力

在虚拟环境下，教师可以根据教学需要预设宝玉石雕刻加工实训中的重难点，如设置仿真玉石原料不同的形状、颜色、石皮和种水等，可以让学生广泛接触到不同形态和质地的玉石原料，让每个学生根据自己对原材料的认识进行各类设计练习。也可以在VR虚拟环境所提供的仿真原料中预设杂质、棉裂等状况，考验和提升学生在宝玉石设计和雕刻过程中的应变能力。

3.4 有助于降低实训成本

当前，支持VR技术应用的软硬件价格还相对较高，但随着技术的发展进步，建設VR实训室的成本将进一步降低。对于宝玉石雕刻加工实训这样一个高耗材实训课程而言，VR实训室建设经费属于一次性投入，可以反复使用，除必要的更新升级外，长久来看必将起到节约实训耗材支出的作用，从而有助于降低玉雕实训成本。

4 结语

宝玉石雕刻加工实训课程的改革要紧紧跟上新时代新技术发展的脚步，分享信息化技术发展的红利。使用VR技术辅助教学，是目前各高校、各专业教学改革研究的创新点，VR技术所带来的教学思维的转变、教学方法的转变、实训过程的转变均有利于宝玉石雕刻加工实训课程的开展，以此为探索进行研究必能为本实训课程改革带来启示。

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