艺术设计虚拟教学的基本特征

王荣军

摘 要：艺术设计旨在改善人类的生存方式，是一门以创新为主的重实践性课程，艺术设计自身的特性决定了其教学需要个体性、实践性、创新性，而VR技术的沉浸性、交互性、构想性及智能性恰恰迎合了艺术设计教学在新时代的需求，并为艺术设计教学增添了活力。

关键词：虚拟教学 虚拟课堂 艺术设计教学 VR技术

众所周知VR（virtual reality）就是“虚拟现实”，它是以计算机技术为核心集合图像处理、人机工程多项技术等于一体的人机交互技术（手段）。该技术具有沉浸性、交互性、构想性、智能性。自2016年 “VR元年”来，虚拟技术日趋蓬勃，其设备也正走入大众市场，体验VR不再是一个遥不可及的奢望。VR作为新一代的媒体以其独特的优势更是被逐渐广泛应用在各个行业各个领域，尤其是教育领域对融合VR的研究正方兴未艾，特别是国家出台了相关的扶持政策及明确的发展方向为 “VR+教育”开启了新的时代。不论与教学融合方面还与教学原则和理念方面以及虚拟教学发展方向上，以虚拟现实为代表的现代信息技术已开始对我国高校教育质量产生深远影响。

一、文献与研究背景分析

通过在知网期刊搜索文献，检索条件为用主题 “虚拟现实”或含“VR”+主题“教育”或含“教学”，来源类别选“CSSCI”“核心期刊”时间为1996年至2020年，文献分类目录选择“哲学与人文科学”大类中“文艺理论、美术书法雕塑摄影、美学”以及“社会科学Ⅱ辑”大类中“教育理论与教育管理、学前教育、初等教育、中等教育、高等教育、职业教育、成人教育与特殊教育、体育”、“科技信息大类”共搜到553条记录，用 cnki计量可视分析显示，主题为“虚拟教学”趋势从2012年起逐渐呈上升趋势。（如图1）主题分布去掉与纯技术有关的词后， “虚拟环境”“虚拟实验室”“实验教学”“远程教育”的主题占比最大。因此搭建“虚拟环境”平台，将作为虚拟现实在教育教学中应用的主要方向或热点之一。课堂教学是教育教学的重要手段，在“VR+教育”的时代，构建虚拟课堂势在必行。

艺术设计旨在改善人类的生存方式，是一门以创新为主的重实践性课程，在工业4.0时代，人工智能作为“技术+应用”的突出代表为人类生活带来极大的便利，在繁琐与重复性的工作领域 取代了人类。人类将更多地从事创意性的工作。如：阿里巴巴的lubanner在一秒钟内做8000张海报，为艺术设计工作者带来巨大的挑战，艺术设计何去何从？艺术设计教育面临生存危机？如何培养“智能时代”有创意的人才？虚拟现实技术的融入或将突破艺术设计教育的困境，人类将迈入人机共同进化的“数智艺术”时代！

二、艺术设计虚拟教学的特征

随着5G技术的全面应用，智能教育如润物细无声般来到我们身边，它强调自适应学习与个性化教育发展，教师在“教——学关系”中从主体转向辅助角色，学生真正成了学习的主体。这种教学关系的转变推动了虚拟技术在教育中的运用。艺术设计自身的特性决定了其教学需要个体性、实践性、创新性，而VR技术的沉浸性、交互性、构想性及智能性恰恰迎合了艺术设计教学在新时代的需求。

1. 沉浸性

首先，由于虚拟现实技术能给人带来“临场感”，会让课堂更加生动 ，尤其是在教授枯燥抽象的设计史论时，借助虚拟现实技术可以将学生带入场景，如设计史中1851年水晶宫博览会，可以通过虚拟现实技术将课堂“穿越”至维多利亚时期的场景下，让学生在感受当年博览会的氛围下从第一视角去总结当时的设计风格印象汇更深刻，如果课程资源完备的话，能与虚拟当时博览会的人物交流效果会更好。

其次，“沉浸”源自心理学的“心流”理论，它描述的是主体对其行为的专注状态。在此状态时主体表现出高度的兴奋与充实感，可以抗拒外界干扰对其的中断。在不同类型的虚拟现实系统下，用户的专注程度是不同的， 黄鑫将其分为四种类型，桌面式、沉浸式、遥现式、分布式。桌面式即普通人机交互界面，如目前的mooc、微课等，沉浸感最差;沉浸式模式下专注度最高，但会受到设备和资源限制，随着技术的不断完善如HTC Vive、Oculus Rift等头戴式工具的应用，使得状况会逐渐改变，如教学中使用Google Tilt Brush可以在虚拟的空间里将思维的可能性发挥到极致;遥现式针对于远程目的，如设计实践课中不用将学生带到工厂或市场而可以借助遥现技术完成设计工艺参观或调研等课程任务，大大节省了时间及教育成本;分布式体现在团队的协同性、跨时空性及跨地域性，如同一课堂可以突破地域性将不同国家或地区的学生通过网络的方式组织在一起，为学习提供极大的便利。

2.交互性

VR交互重点研究提高人对复杂信息的认知能力的符合人类习惯的交互技术。多通道交互方式以采用视觉、语音、姿势、表情等多通道，用户为中心以实现高效的人机交互。

虚拟设计教学是虚拟现实技术在艺术设计教学中的应用，是传统教学方式的一种延伸。在虚拟课堂中，教学内容存在于“虚拟世界”通过一定的介质图像、声音、味道、触点等被学习者感知。本文的交互主要体现在师生与虚拟环境的交互，通过技术媒介加深教学过程中教师与学生同媒介界面的交互程度，极大程度激发学生学习动机，提高学生学习的效率。相对于传统多媒体，只能看或简单操作的形式，虚拟现实多维交互技术为艺术设计教学提供了更多地选择。

经济性：在VR课堂中借助虚拟设备体验传统课堂需要高成本投入才能实现的结果。如，从搭建虚拟教室到设计授课每各环节都可以通过虚拟技术完成，如模型课可以不用买材料可以通过虚拟建模或虚拟场地的方式推敲模型的空间结构，修改也很方便不用担心材料浪费，不用担心试错成本，且实验的材料容易得到。

可编辑性：艺术设计课程实践性强，往往需要反复试错才能成功，试错过程费时费力费材，虚拟現实借助人工智能可以将不同的可能性展示出来，通过分析得出最优结果或通多调整参数（模块）就可方便修改，将学生从繁琐的重复性体力作业中解放出来探索创意的无限可能性。

安全性：艺术设计的实习实践课涉及到企业第一生产线的操作，而在传统教学中第一线的技术性工作出于安全性原因，不会随便让一个没有任何经验的学生上手练习因而大多设计实习流于形式。而在虚拟教学中可以进入虚拟空间借用触控设备，让学生在学校也能感受到工厂机器的轰鸣，齿轮的运转，车床的位移，甚至可以在提前接受培训后动手操作，真正了解设计的加工工艺。如家具或木艺设计制作课程，可以将学生带入虚拟的加工车间，让学生实际操作大中小型加工工具，以验证自己的设计构思是否完备、是否便于生产等。

环保性：艺术设计教学大多为实践课，不仅需要将构思画出来跟需要将构思做成模型、做成实物，离不开材料的配置。如汽车造型课的喷漆工艺，污染性比较强，实际操作时受场地限制可能会选择外包加工，让学生失去了喷漆工艺的练习实践机会，如果课堂在虚拟空间里，可以使用虚拟的油漆、喷枪环保经济。

3.构想性

VR技术的构想性是指参与者根据虚拟环境的反馈而对未来产生构想，创想能力得以增强的特性。根据艺术设计具有文、理、工三科交融的特性，在新的产业和社会需求以创新创业趋势即创客为大背景，其强调行动、分享与合作，并注重与新科技手段结合，是跨学科创新力培养的新途径，也为三维打印为代表的新兴制造技术，提供了个性化定制与发展的可能性，创客空间的营造是艺术设计教育人才培养探索的新思路。

在以项目为导向的艺术设计创客教育过程是融合了工学结合 、任务驱动 、项目导向的新型教学模式 ，并取得明显成效，但在项目式教学过程中也存在课堂教学时间难以控制、生产情境难以模仿等难题。伴随新理念和新技术不断涌现，虚拟技术与课程整合日渐深入，可以使学生通过在课堂或课前切入虚拟场景通过观摩或参与而不是听教师描述，以分析真实工作情境中遇到的难题，短时间获得第一手的信息，把更多的精力用在解决问题上。

4.智能性

在虚拟教学过程中，融入人工智能技术可以精准高效的处理数量众多类型复杂的各类训练数据，若通过聚类等人工智能算法，更有利于发现潜在的教学特性。且虚拟现实系统本身可以通过应用BP算法、深度学习算法等人工神经网络算法，获得初步的学习能力及不断提升系统性能。李鸣华研究了基于Agent技术的智能虚拟教室。通过5G技术AR/VR可以构建智慧学习环境，真正成就“翻转课堂”，使得教学过程以学习者为中心，让整个课程变“活”而不是提前设定好的“规程”从而助力教师向“辅助者”转型，同时虚拟助理“更具人性化”。

结语

智能时代艺术设计面临危机，艺术设计教学亟待创新以应对复杂的环境。艺术设计教学融入VR技术，其沉浸性、交互性、构想性、智能性优势为艺术设计教学增添了活力。做为传统艺术设计教学的延伸，艺术设计虚拟教学尽管有很大的优势，但是受输入、输出硬软件及技术的限制依然还有很大的提升空间，需要各种合力的作用才能将其作用最大化，为艺术设计专业创新人才培养发挥更大的力量。

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注：本文系教育部职业院校信息化课题，课题名称：VR技术在职业院校环境艺术设计课堂中的应用研究，课题编号：2018LXB0289。