童宜洁

（武汉东湖学院 湖北·武汉 430212）

虚拟现实技术作为一门综合了计算机图形学、人工交互、智能技术等多门科学的最新技术，虚拟现实由于具有真实性、沉浸性、感知性、交互性及自主性的技术特征，在实践课程的教学环节中，虚拟现实技术还能解决实操过程中学生可能会碰到的危险或困难。通过虚拟交互技术构建的沉浸式、交互性的课堂体验，不仅能够增强学生学习的兴趣，更能在虚拟现实中创建特定的学习环境，增强学生对学习内容更直观、更形象的体验，在提升学生学习的主动性和创新性、优化课程内容和学习环境、辅助教师教学活动、强化学习过程等方面发挥重要的作用。

《数字雕刻》是一门利用雕刻机等工具在电脑环境中进行数字虚拟雕刻的课程。学生使用软件完成雕塑作品基础模型的平面化创建，再以虚拟现实引擎工具为技术开发平台，结合3D建模、虚拟仿真技术、计算机网络、动画模拟、人机交互等手段，将实践环节贯穿课程始终。学生通过五个实践环节进行实训教学，通过虚拟现实的多维可视化实现设计中的虚拟实训展示，将图纸上的空间以虚拟形式表现出来，方便学生对设计方案的反复推敲与修改，在可控的实验设备与实验周期中，实现方案图纸的实体化。

1 虚拟混合式教学设计

1.1 实践课程教学模式双重化

目前，实践课程的教学课堂主要由传统教学和开放式教学两种形式构成。传统教学课堂只有实体教学课堂一种形式，教师主导教学的整个过程，学生处于一种被动接受的状态，对于知识的掌握也会受到教学资源和教学环境的影响；在线开放式课堂是将优秀的教学资源在共享平台上提供给学生自主学习。这种形式虽然突破了单一化的教学方法，但由于独立的在线教学平台和宽泛的教学资源，使得教师无法正面干预教学，引导、辅助学生进行相关的实践教学环节，使学生很容易处于“涣散、无人监管”的状态，对于实践课堂的教学也是不利的。因此对于实践课程来说，无论是传统的实体课堂教学还是独立的在线课堂教学都难以达到实践课程最理想的教学状态。而虚拟混合式教学则是将课堂教学、线上教学、情景再现等多种教学形式结合，激发学生的学习热情，由“被动”转为“主动”。

虚拟混合式课堂的教学为学生营造“自主学习”环境。在《数字雕刻》课程中，教师讲解完成数字雕刻基础理论部分、雕刻机使用原理、相关的注意事项后，可使用虚拟平台的搭建设置小的游戏关卡，学生在通关的过程中对理论知识中的重难点进行巩固与强化，针对各自薄弱环节反复练习。同时对于数字雕刻剖切、生产加工工艺等真实实验的实操内容，学生也可通过虚拟仿真实验平台，自主完成交互虚拟仿真实验，并熟知在实操中会出现的问题或错误操作后产生的后果，再回到课堂在雕刻机上进行真实的操作。这样的教学模式既省时又省力，教学效果也更显著。

1.2 实践课程教学形式个性化

虚拟混合式教学可通过学生平时在虚拟平台上做的练习，在线分析每位学生的学习行为和学习状态，有针对性、有侧重点地引导学生根据自身的情况进行实验练习，提供给学生独立思考并实践操作虚拟仿真实验的机会，满足学生个性化、智能化、信息化、定制化的学习需求，实现“一人一方案”的个性化教学。这种形式的实践教学将不同学科、不同专业之间的知识进行交叉融合，打破课程间的壁垒，真正做到对学生学习进程的监控、综合能力的提升和探究新知识、创新能力的培养。

在《数字雕刻》课程中，学生在进行上机实践环节之前，可按照教师的教学进度要求首先进行自主学习，教师也可在虚拟平台上针对学生提出的疑难问题进行在线答疑，师生们也可针对某一共性问题展开在线讨论或求助线上平台资源库、课后直播等答疑方式。虚拟混合式教学师生能共同参与其中病并各抒己见，打破传统教学受时间空间的限制。在虚拟平台上，教师的主导身份被弱化，学生也可成为某一问题的“专家”。对于学生提出的问题，虚拟平台也会通过数据统计、归纳提取这些问题，日后纳入资源库，为后续学生的学习在学习同一门课程时提供更优良的帮助。

1.3 实践课程教学资源虚拟化

实践课程教学资源虚拟化主要体现在以下两个方面：一是将课程中重要的知识点进行打磨，在虚拟平台上全方位立体展示，在浏览作品时融入交互式的元素，营造多感官的沉浸式课堂体验。二是基于交互操作的虚拟现实仿真教学系统开发研究。以《数字雕刻》课程中模型展示这一课堂讲解为列，在虚拟现实课堂中，学生通过教师的讲解了解模型创建的过程、环境、灯光、材质等相关内容的介绍，再通过虚拟现实设备完成模型的建造以及模型在虚拟空间中的展示，并通过手势交互观察模型不同角度的细节，同时在虚拟环境下，还可更换模型的材质和颜色，让整个展示效果更加直观。

虚拟仿真系统除了对模型效果进行展示，还可开发研究仿真教学系统，让学生更深刻的理解系统的运行方法和流程，为学生提供进一步感官上刺激。以材质虚拟仿真系统为例，系统搭建一个虚拟的材质加工厂，在这里学生通过虚拟平台的展示体验在不同生产线上不同的材质从原材料到成品的加工工艺和流程，为学生搭建材料加工的真实感知情境再现，促进学生不仅了解不同材料的类型，还能掌握不同材料的加工工艺，在虚拟的环境下实现教学中的工情，帮助学生更好地掌握相关的知识点并灵活运用与现实场景中。

2 虚拟混合式教学评价

在实践课程中运用虚拟混合式教学方法对教学的效果进行评估，在教学模式中将问题探究引入虚拟平台，将面对面的传统教学与虚拟在线教学两种学习形式进行结合，充分发挥两者之间的优势，通过“虚拟混合式”的教学方法促进传统教学模式的改革。虽然在虚拟平台上课程的评价的主客体、学习内容都是非真实的，但获得的评价结果却是很客观的。根据学生在课堂上的表现、课程知识点的掌握情况、动手能力的提升都是优于传统教学的。

在艺术设计人才培养中，注重创新设计能力以及实践动手能力的培养，虚拟现实技术能够有效补充艺术设计教学中的不足，能够在体验和互动中启发构思，通过虚拟交互技术构建沉浸式、交互性的课堂体验、构想性的虚拟课堂模拟。虚拟混合式教学将传统的“以教促学”的学习方式转变为学生通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式，在虚拟空间中让学生直接操作，自主创新，在激发学生个性化的创新意识的同时提高学生设计与实践能力。通过虚拟现实技术介入课堂实践环节，推动课堂教学革命，深化创新创业教育改革，推进现代信息技术与教育教学的深度融合。