基于虚拟现实技术的陶瓷装饰设计教学应用研究

熊 丽 贵州轻工职业技术学院

随着科学技术的不断提高，计算机技术得到了空前发展，人们的生活方式发生了翻天覆地的变化。近年来，虚拟现实技术成为各大领域关注的热点。这是一种帮助用户创建虚拟世界并获得仿真体验的计算机技术，该技术打破了时空的桎梏，给予用户沉浸式的交互体验。将虚拟现实技术应用于教育，可以全方位调动学习者的感官，增强学习者的感受力，进而激发学习动机，实现情境学习并起到知识迁移的效果，因而虚拟现实技术适用于教育教学。为促进教育信息化建设，教育部制定了一系列相关的鼓励政策。教育部在《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中指出，要充分利用现代信息技术开发包括虚拟实验、虚拟工厂、虚拟工艺等在内的各种虚拟教学形式，以改善实践教学的条件，提升实习、实训、实验教学的质量。我国政府对教育信息化建设的重视，极大地促进了虚拟现实技术在教育行业的运用。这不仅对贯彻落实“智慧课题改革”和“发展未来学校”的设想有积极意义，还对丰富课程资源和提升教学效果有很大的帮助。陶瓷装饰设计因其课程的工艺性和实践性，运用虚拟现实技术时应以陶瓷装饰设计中的工艺呈现与装饰图案、器物造型等装饰元素为切入点。运用该技术具有的强烈沉浸感和直观性，能辅助学生获得真实的感受，加深对理论知识和工艺流程的全方位了解，从而提高学生创作的自发性，以弥补传统教学在工艺、设计理念、学生积极性等方面的不足之处。

一、虚拟现实技术的概述

虚拟现实技术在1929年以飞行模拟器的形式向公众进行展示，这是人类首次模拟仿真现实的尝试。到20 世纪60年代，虚拟现实技术进入萌芽期，发明了第一台基于图形交互的头盔式立体显示器，而相应的理论到20世纪90年代才逐步形成，自此Virtual Reality正式成为虚拟现实的代名词。进入 21世纪后，随着VR的3i技术、多投影沉浸式虚拟环境技术、显示技术等技术环境的成熟，虚拟现实技术开始形成产业和行业，在众多领域得到运用。

虚拟现实技术因自身的复杂性和独特性，也被称为“人工技术”或“灵精技术”。该技术作为一项顶端的综合性技术，将计算机图形技术、数字图像、多媒体技术、计算机仿真技术、传感技术、人工智能、显示技术和网络并行处理技术等领域的最新发展成果集于一身。其本质是基于计算机技术来构建真实的视觉环境和交互界面，集成人与信息的科学技术，建构具有强烈的逼真感、交互性和真实性的环境，让人们可以完全沉浸在虚拟的环境中。因此，其可以突破时间、空间等客观因素的限制，融合各种因素，建构出在真实世界无法亲身经历的真实体验，让使用者借助建构的虚拟环境来达到探索和认识客观事物的目的。按照《虚拟现实产业发展白皮书》的分类，可以将虚拟现实定义为三类技术应用方式：虚拟现实（VR，Virtual Reality）、增强现实（AR， Augmented Reality）和混合现实（MR，Mixed Reality）。此外，根据 MR 的技术路线，可以划分为增强环境（AVE，Augmented Virtual Environment）和增强现实两类。

目前，虚拟现实技术广泛应用于军事、建筑、医疗、体育、教育等各大领域。尤其在职业教育领域的虚拟实验中，通过模拟传统实验各操作环节的软、硬件环境，实验者可以像在真实的环境中一样完成相应的实验任务。这不仅解决了实验在危险因素、地域因素等方面的局限，还提高了学生的学习积极性和对知识的掌握程度，获得了很好的教学效果和应用前景。

二、虚拟现实技术在教育中的应用价值

近年来，随着虚拟现实技术的广泛运用和大众接受程度的提高，其在教育领域的运用呈现上升的趋势。通过在CNKI 的“学术趋势”功能查看相关的理论和实践研究，当输入关键词“虚拟现实”和“教育”这些查找信息后，在中国期刊网数据库便出现了反映“虚拟现实和教学”的一个趋势数据，在这个趋势中可以清晰地分析出其学术关注度。从图1可以明显看出，国内学术界对“虚拟现实”的关注度呈逐年递增的趋势。同样，图2也反映出对虚拟现实教学的用户关注度总体上呈上升趋势。

图1 虚拟现实教学的学术关注度（图片来自 CNKI 学术趋势）

图2 虚拟现实教学用户关注度（图片来自 CNKI 学术趋势）

通过对各种应用研究的分析，可以发现虚拟现实技术应用到高校教学中，已然成为教育工作者一种有效的教学方式。教师可以更容易和清晰地展现教学内容，以更加生动、直观的方式将教学内容展现给学生，有效地创建了真实且有趣的教学环境。对学生而言，可以激发他们的学习兴趣和热情，让学生在沉浸式的虚拟环境中更有效地获取相关知识和技能。在教学模式方面，构建了真实、有趣的情景，大量知识和技能自然融入其中，达到知识的有效保持；在教学手段方面，将信息以一种直接、直观的方式传递，形成丰富的直观形象思维材料；在教学内容方面，将语音、文字、图片、视频和三维实景融合，建构虚拟实验过程，形成协同机制。因此，基于自身的特征和优势，虚拟现实技术是继计算机网络、多媒体之后，在教育领域内逐渐普及和最具应用前景的热门技术。

虚拟现实技术应用于教育行业是科学技术与教育融合的一个新发展，它改变了“以教促学”的传统教学模式，成为培养学生自主探索学习的反转学习方式。教师通过为学生营造一种新型的信息化、可视化学习环境，帮助学生以更深入的方式来获取知识和技能。这也是当下新一轮教学改革的教育理念的体现，对培养学生的核心素养和综合能力效果显著。在实际运用中，由于虚拟现实技术呈现出听觉、视觉和触觉一体化的感知觉，具有让学生身临其境地感受到动感交互穿越、真实情境体验和跨越时空界限的特征，在很大程度上解决了书本内容枯燥无味和抽象的问题，使学生获得更加直观的感受，极大地激发了学生的学习动力和兴趣，帮助学生更加清晰和有效地学习知识和技能。同时，虚拟实验的方式可以让学生亲身观察和操作，在实际操作之前对整个实验过程进行整体的认识和操作演练，为后续的实际操作打下坚实的基础，增强了学生的动手操作能力、感性认识和真实体验，培养了学生的自主探究能力和自主学习能力。

三、陶瓷装饰设计课程的教学现状

陶瓷装饰是陶瓷艺术中一个很重要的组成部分，在工艺技法上分为釉上、釉下、釉中三种，其中釉上有新彩、粉彩、古彩、珐彩、墨彩等工艺，釉下有青花、釉里红等工艺，还有颜色釉、结晶釉等新的工艺。陶瓷装饰设计课程作为一门综合性较强的课程，融合了陶瓷绘画的多种工艺，将各种工艺应用到设计作品中，形成了新的设计语境和装饰效果。

在传统陶瓷装饰设计的教学模式中，主要采用书本和 PPT教授理论知识，而实践方面由教师亲自示范装饰工艺，通过教学视频进行教学。在这样的教学模式下，学生对工艺、技艺、材料等的认识和了解，是基于教师的知识储备的，对教师的专业要求很高。但是教师的精力和知识是有限的，在陶瓷装饰设计的技能、理念、能力等方面具有一定的局限性。面对多元化的知识和学生综合能力的要求，将更全面、更新的知识和设计理念融入教学中，是现代教学中的一个重要要求。陶瓷装饰技艺具有复杂性和多样性，不仅需要学习书本上的知识，更需要加强实践练习。为解决存在的教学问题和缺陷，目前，一些院校在相关的教学中采用实地考察学习的方式，将学生带到景德镇、德化等有丰富陶瓷文化的地区进行针对性的学习。但是，这样的方式需要投入大量的时间和资金，因为陶瓷技艺是需要实践培养的，只是走马观花的考察，不能更加深入地学习和运用这种技艺，只有经过较长时间的实践，才能完全掌握其中的工艺技能并熟练运用。此外，在教学实践过程中，由于学生对工艺的不熟悉，加上陶瓷材料本身所具有的不确定性，最终的装饰效果只有在出窑的那一刻才能加以呈现，这就需要多次反复地进行实验，势必会造成一定的材料浪费。因此，面对这些教学中所遇到的问题和困难，要把陶瓷装饰相关的主要装饰工艺、工艺步骤和装饰效果与虚拟技术结合，打造出一个直观、逼真、快速的教学实验平台，破解传统教学覆盖难、利用率低、 环境封闭等问题，打造一种全新的信息化教学模式。

四、虚拟现实技术在陶瓷装饰设计教学中的实践应用

（一）虚拟陶瓷装饰设计课程构建概况

将虚拟现实技术应用在陶瓷装饰设计的工艺技法呈现和装饰理念的实验式人机交互教学中，构建一种区别于传统的互动式场景教学模式。在满足现有教学要求的基础上，可以让学生更好地进入虚拟的真实场景，对知识有更加全面和直观的理解，培养学生对陶瓷装饰设计的学习兴趣，增强实践技能的可控性和创新性。

陶瓷装饰设计课程分为理论和实践两部分，结合虚拟现实技术的沉浸感、构想性、交互性等特征，对陶瓷装饰设计课程的这两个部分进行学习。首先，对陶瓷装饰的鉴赏，可以运用虚拟现实技术构建一个虚拟的美术馆，里面分为三个鉴赏区域，包含青花区域、釉上彩区域和青瓷区域，每个区域都会有相应的图片、文字和语言解说，可以获得视觉和听觉上的真实感受，让学生直观地对每种工艺的历史和装饰特征有清晰的认识和了解。其次，对青花和新彩工艺实验操作的虚拟实验，把工艺的制作步骤一一呈现，教师需要按照正确步骤用手柄完成实验，把主要的装饰工艺流程、装饰图案、造型元素、装饰效果和方法直观地呈现给学生。通过构建这样的虚拟学习场景，解决学生在学习过程中面临的工艺单一、材料浪费、缺乏主动性和创造性等问题，作为这门课程的补充教学平台，可以丰富课程的内容，让学生更全面地认识和学习知识。

（二）虚拟陶瓷装饰设计课程构建工作方案

根据研究内容和研究方法来展开具体的研究过程和制订相应的工作方案，根据前面提出的研究内容制订以下工作方案。

第一，通过对文献、著作等资料的研究，总结虚拟现实技术在教学中的运用现状和理论支撑，从中分析得出适合本项目研究的理论依据。第二，到景德镇产瓷区进行陶瓷装饰工艺的资料收集和视频拍摄，针对性地邀请陶瓷工匠对工艺进行解说和实际操作，运用现代科技手段进行拍摄。同时，把每种工艺的装饰效果、装饰图案、造型元素等材料收集起来，最终整理出所需的课程内容。第三，对目前虚拟现实技术在教学中的运用案例进行分析，避免出现一些虚拟课题的弊端，如情景与现实的脱离、课件逻辑不够连贯而导致学生的理解偏差、过度娱乐化等，最终制作出适合的 VR 课件。第四，将制作好的 VR 课件进行实验教学，评估该课件的教学效果和作用。

五、结束语

综上所述，虚拟现实技术可以创建各种仿真的学习和实验环境，将虚拟现实技术融入课堂教学是未来教育发展的必然趋势。以信息化、科学化的教学资源和方法来弥补现有教学的不足，引领教育教学改革的方向。将传统的陶瓷装饰技艺通过现代技术进行呈现，用数字化的方式保护和研究陶瓷装饰工艺，为现代教学提供了更加多元化、智能化的教学方式和途径，使传统文化与现代科技产生激烈的碰撞，以增强传统文化的生命力和影响力，从而弘扬中华优秀传统文化。

（转载自《现代职业教育》2022年第30期）