基于虚拟仿真实验的艺术专业课堂实训拓展研究

肖仁余，王 健通讯作者，龚泽慧，沈家栋

（长沙理工大学设计艺术学院，长沙 410000）

1 什么是虚拟仿真实验？

1.1 虚拟仿真实验的概念

虚拟仿真实验起源于二十世纪末，是利用现实技术（计算机图、多媒体、传感技术、仿真技术以及虚拟现实）生成的新兴实验系统，涵盖以数字计算机与网络平台为控制主体所形成的的整套实验解决方案。虚拟仿真实验相比于普通课堂实验的区别在于可有效集中学生进行实验课程，并减少实验教具的布置采购，替代部分教学人员的引导工作，有效避免实验过程中的损耗与危险。虚拟仿真实验可让使用者直接参与实验项目，并从实验交互中获得教学所预期的实训、实验结果。

1.2 虚拟仿真实验的功能分类

虚拟仿真实验就目前功能可分为以下几类：（1）混合现实型——能够结合场景与硬件，协同学生与教师的操作以达到现实与虚拟混合，例如AR 技术；（2）沉浸体验型——需要借助头戴设备、操作杆等套装设备以提供沉浸式体验；（3）终端桌面型——仅使用计算机或者一些终端设备即可达成，例如国家虚拟仿真实验项目所发布的项目。本文则主要针对第三类，终端桌面型虚拟仿真实验进行案例分析。

1.3 艺术类虚拟仿真实验的案例

艺术类虚拟仿真实验主要解决的问题是由于场景与所需实验设备的不同，导致现场难以平衡学生使用的频次，导致实验效率低下。由于实验环节的主观性，大部分实验无法从实验数据角度给予学生参考依据。另外，艺术类实验教学不可避免的将面对设备的更新换代，学校与教育机构无法以市场为导向更新教学设备，从而导致教学响应滞后。面对以上问题，笔者从国家虚拟仿真实验平台筛选较具代表性的实验项目以说明。

（1）典型电视节目视效预演虚拟仿真实验（长沙理工大学；王健）

本项目由于电视节目所需专业表演人员与室内所需设备较多，且面临耗时长、耗费高、人员征集难等问题而开发。旨在解决实验环境资金匮乏、实验设备资源不足、实验效果反馈滞后、实验内容认知单调等问题。

（2）传统漆器脱胎工艺虚拟仿真实验教学项目（福建师范大学；罗礼平）

本项目由于传统漆器脱胎工序繁复，面临制作工艺周期漫长，所耗时间与材料成本巨大而开发。旨在解决师资短缺与受众面狭小，不直接触碰有毒实验物品，节约实验材料等问题。

（3）虚拟策展实验项目（中央美术学院；余丁）

本项目由于艺术策展中成本高、艺术品与文物运输风险大、优质实习资源稀缺等问题而开发。旨在解决学生对抽象的艺术与策展理论有具象的认识，对繁琐且专业度极高的策展过程有直观的练习。

2 高等院校艺术课堂实训现状

2.1 以培养全面综合素质的人才为目标

艺术类课堂实训是艺术类专业教学中的主要模式之一，实训旨在让课堂学习中的学生群体能够学习除理论外更多实践知识。而在实训课程的基础上，通过理论课的学习，能够让学生掌握理论的同时，更好的巩固所学习到的实训技能，做到理论与实践一一对应。各高校在艺术类专业教育的教育环节中均加入了实训课程环节，能够拓展学生在特定环境下的实验操作能力、专业协作能力、问题解决方案能力等。

2.2 课堂实训局限性

艺术类课堂实训由于其针对性不同、实训操作评价体系不同等原因，对高校师资力量及硬件设施具有很高的标准。因此，不同专业为导向的艺术类课堂实训所产生的局限性在一定程度上制约着高校艺术类专业的发展。以数字媒体艺术为例，所涉及的课程有数字摄影摄像实训课程、舞台设计预演实训课程等。

数字摄影摄像实训课程所要求的设备因市场与时代而革新，例如某高校于2012年采购5D3数字相机用于教学；设备使用年限为10 年，预计于2022 年报废。2016年同品牌发布5D4数字相机，5D3在2016-2018年间逐渐被市场淘汰。高校教学依然使用5D3用于教学，毕业生入职应聘时因对设备了解不佳，导致高校就业率降低。如果使用虚拟仿真实验教学则可以很好地应对以上局限，采用新型设备进行软件二次开发，节约了教学成本的同时，课堂实训也做到了与时俱进。

舞台设计预演实训课程则要求具备舞台、演艺人员、灯光、摄像等。如果以市场要求为准，则单个教学场景所花费教学资源数额庞大，普通高校无法完成。而虚拟仿真实验教学软件可在软件中架构虚拟舞台、按教学需求添加灯光、演艺人员、摄像机位等，大大减少了时间成本、资源成本。同时面对日新月异的舞台美术设计，也可以做到时时变化，因地制宜、因课制宜。

2.3 虚拟仿真实验软件用于教学中的情况

以典型电视节目视效预演虚拟仿真实验（长沙理工大学；王健）为例，在投入课堂教学使用的半年内，共计服务人次近4500人。其中，本校本专业学生约500人，实验课程通过率为96%，实验课程优秀率为82%。

使用学生均达到相应实验课程学时，并能够通过软件完成课堂教学内容实训部分，学生反馈有关问题集中于：多平台实验软件的兼容性，功能模块的自主性，实验软件的卡顿情况等。根据课堂实训学生所提交的实训报告以及教师主观评价可知，虚拟仿真实验软件在典型电视节目视效预演课程中已取得良好成果。

3 结束语

艺术类课堂实训应该是培养全面综合素质人才的艺术课堂。这要求我们艺术类高校应该在理论教学的基础上，深化改革并加强实训课程。在面对时代的更替，市场的变化，高校应将实训课程中所面对的局限性，复杂性，危险性作为虚拟仿真实验教学的起点与注意事项。通过虚拟仿真为手段，课堂教学为目的，支持与改进虚拟仿真实验软件的开发。在国家的号召下做到“虚实结合、以虚补实、能实不虚”的中心思想，解决现阶段我国高等艺术类院校课堂实训中的教学瓶颈。通过虚拟仿真实验的艺术专业课堂实训拓展的研究，希望能从中找到灵感，吸取各高校现阶段上线的实验项目中所具备的经验、营养、教训，为我国艺术类专业课程实训改革提供理论依据以及模型参考。