数字化虚拟仿真平台在艺术实践教学中的应用

李钢 张军剑

江西陶瓷工艺美术职业技术学院 江西景德镇 333000

实践教学是激发学生探索欲望和创新精神的必要途径，是培养学生实践能力的必经过程，是发挥高校产学研结合的必需环节。许多工程类学科是实践性很强的应用学科，要求实践教学环节占较高比例，由于学科的自身特点，实践教学工作往往存在大量困难。

1 艺术文化遗产数字化虚拟平台面向艺术专业教学开发应用的意义

1.1 培育学生的文化传承意识

中华文化是中华民族五千年来日积月累的伟大成就，是中华民族的精神宝库。习总书记教导我们，要坚持文化自信，要将中华优秀传统文化创造性的继承和发扬。艺术文化遗产数字化虚拟平台面向普通高校艺术专业教学进行定向开发应用，让学生全景式的了解和研究中华民族的灿烂历史和光辉文化，增强民族自豪感和树立历史艺术观方面意义重大[1]。

1.2 弥补现有教学短板

传统实验教学模式以教师讲，学生听的形式进行，形式单一，内容枯燥，很多内容仅靠黑板和粉笔无法有效呈现，降低了教学效果。而艺术文化遗产数字化虚拟平台面向普通高校艺术专业教学进行定向开发应用，可以很大程度的提高目前艺术专业实践性教学的教学效果，比如重要的实验辅助教与文化艺术教学用具可反复利用，解决实验场地不足问题，比如随时随地都可 “走进” 仿真环境，弥补普通高校艺术类专业实践能力培养存在的缺陷，利用数字化虚拟平台的资源库丰富艺术实践环境，充实教学资源，满足大数据时代艺术生对于 “开源学习”“终身学习” 的迫切需求。

1.3 提高学生实践能力

学生应用艺术文化遗产数字化虚拟平台，进行实操训练，可吸引学生的专注度，提高学习兴趣。在数字化虚拟平台上开展艺术创作实践活动，能直观体验学习效果，以多维视角观察和制作作品，还原真实创作场景的体验，从而对创作进行纠错和修正，极大提升学习效果和实践水平。同时，通过数字化虚拟平台的直观可视化，可实现团队和分组训练的教学效果，每个学生能够从本人和他人的视角体验，感受不同练习者的构思和创意带来的体验差异，开阔眼界和思路，互相取长补短，这有利于完善作品的理念合理性和思路可行性，有利于实践能力的培养。

2 用于教学的艺术文化遗产数字化虚拟仿真平台构建

2.1 开发原理

开发艺术文化遗产数字化虚拟仿真平台建设，应用全景建模技术和软件工具平台，采用VR/AR、深度学习等技术对文字、图像、古建筑、文物等艺术文化遗产识别扫描，进行快速精细建模，构建全景智能监测、创意文化、仿真训练、全息投影等典型应用领域建立广泛应用示范系统。VR/AR、GPU 等设备和深度学习、机器视觉等技术提供了可靠的物理和理论支撑，可实现虚拟仿真实验教学平台的稳定运行。

2.2 开发内容

基于深度学习的艺术文化遗产档案数字化建模，包含立足于学科专业的设计环境和仿真实验模型，数字艺术产品与工艺仿真实验环境和仿真实验平台。

基于图像/ 视频的大尺度的艺术文化遗产（如古建筑和古文物）建模，包含沉浸式可视化的三维空间等。基于多源数据的艺术文化遗产的高维建模；艺术文化遗产的时空高维建模；建立初步的艺术文化遗产的三维点云/ 图像标准数据库艺术文化遗产的3D 全景模型和场景可视化模型[2]。

3 虚拟仿真技术在教学中的应用

虚拟仿真技术的实训要根据专业的特性来进行开发，在教学的时候确保虚拟仿真的交互性和实训性。教师通过虚拟仿真技术来讲解教材的内容，学生可以更好地明白教材上的理论。学生通过实训来完成相关的操作内容，因此，虚拟仿真技术融合教学必须具备延续性、实用性和高效性，使虚拟仿真模拟技术可以用于石油类学科的实训。教师可以把教学的实训变成游戏，让学生在游戏通关中学到实训的知识。例如，教师可以先对学生讲解实训操作的步骤和要求，学生需要通过闯关和比赛的方式进行通关。通过仿真虚拟技术，在学中玩，在玩中学以便更好地提高学习的效果。可以分成两个学生进行比赛，虚拟仿真系统对学生每次的通关实训进行打分，超过标准的分数才能进入下一关的学习。最后，学生通关的整体成绩通过仿真虚拟系统显示出来。教师通过系统分析出来的分数对学生进行指导，解决学生在通关过程中出现的问题。同学的工具使用是否正确，身姿是否标准，步骤有没有出错等问题，教师要详细地告诉学生，避免学生再次出错。学生也可以反应在仿真虚拟通关的过程中，系统的不足和弊端，教师可以及时的进行调整和改进，满足学生的要求，提高虚拟仿真的效果。即便现在的PPT 和flash 教学已经融入了很多教学的课堂，但是这些设备给出来的图形都是二维的，比较单一，难以进行全方位的观察。虚拟仿真系统可以根据相关的课程，设置图画的基本信息、轴测图、透视图、剖析面等。还可以把物体进行随意的拆分和叠加。虚拟仿真系统中的模型界面可以相互的转换，提高学生对抽象图形的理解能力和空间思维能力。

虚拟仿真教学资源建设过程往往时间交叉，在建设过程中让教师和学生参与，既让教师和学生在建设过程中加强对资源充分了解，也珍惜使用建设过程的时间，保证资源时效，这是对资源最大程度的充分利用。教师在竞赛、创新创业课题和企业实践等指导过程中也注意引导学生对虚拟仿真实验内容的综合运用；充分利用教师科研和企业资源，才能使得产学研结合效果更加明显[3]。

4 结语

通过数字化虚拟仿真平台实现真实环境的模拟，是一种可以让学生全身心地投入和自由创作和发挥的环境，数字化虚拟仿真平台在艺术专业教学实践中具备明显的优势，可逼真地模拟各种艺术创作实践情景，提供接近实际的仿真训练效果，有效提升学生的艺术实践能力，利于改善目前艺术类专业实践能力培养的短板和不足，是实现艺术类专业实践能力培养的有效途径。