基于VR技術(shù)的寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程改革初探

俞麗麗

摘 要：隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)已經(jīng)在建筑、制造、娛樂、教育等多領(lǐng)域得到了廣泛的運用，被認為是最具潛力的信息化技術(shù)。本文著重分析了寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程存在的問題，探究VR技術(shù)在寶玉石雕刻加工實訓(xùn)中的應(yīng)用策略，以期推動實訓(xùn)課程改革。

關(guān)鍵詞：VR虛擬現(xiàn)實技術(shù);寶玉石雕刻加工;實訓(xùn)課程改革

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，越來越多的現(xiàn)代化手段運用于高校的教育教學(xué)。使用信息化手段輔助教師教學(xué)、輔助學(xué)生實訓(xùn)成為諸多專業(yè)課程改革的主要方向。信息化技術(shù)的日新月異給實訓(xùn)課程的教學(xué)過程、學(xué)習(xí)過程帶來了無限的可能。計算機科學(xué)領(lǐng)域VR技術(shù)一經(jīng)問世便獲得了廣泛關(guān)注，國內(nèi)外眾多高校更是不斷嘗試將其運用于實踐性強的課程教學(xué)領(lǐng)域，認為這一技術(shù)今后在教育領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常大的潛力。

1 VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 VR技術(shù)的概念

VR技術(shù)，即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，融合了計算機圖形圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、人工智能等于一體，能夠創(chuàng)設(shè)一個計算機虛擬的三維空間，并在此空間內(nèi)對真實世界的物質(zhì)進行仿真。用戶可以通過鼠標(biāo)、鍵盤或者專用的接入設(shè)備，如VR眼鏡、動作捕捉器、VR手持虛擬工具等接觸這一虛擬空間的物體，并與之進行交互。

VR技術(shù)與傳統(tǒng)的計算機仿真技術(shù)相比，其最大的特點就是用戶的沉浸感，同時具有更強的人與虛擬環(huán)境交互功能，極大地釋放了人的主動性和創(chuàng)造力。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的關(guān)鍵是對虛擬世界的構(gòu)建，其核心是建模和仿真。

1.2 VR技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展，其運用的領(lǐng)域不斷擴展，配套產(chǎn)生的VR專用設(shè)備也不斷出現(xiàn)。VR技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用如雨后春筍般出現(xiàn)。在建筑領(lǐng)域，工程師們能夠通過VR技術(shù)對建筑過程進行模擬，對室內(nèi)結(jié)構(gòu)進行修改，對裝潢效果進行預(yù)設(shè)，更加方便地掌控施工的過程并看到最終的效果。在制造領(lǐng)域，眾多的汽車公司已經(jīng)開始使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對車輛進行設(shè)計和預(yù)裝配，從而減少誤差，避免返工，甚至眾多的維修工也開始使用這一技術(shù)增強修理工作的實踐經(jīng)驗。在娛樂領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠讓用戶的感官完全進入虛擬的環(huán)境中，從而獲得更加真實、刺激的娛樂體驗。在教育領(lǐng)域，學(xué)生們可以參加浸入式教學(xué)課程，足不出戶漫游世界，利用單一的教學(xué)設(shè)備完成不同類型的操作，甚至可以遨游各類宏觀或微觀世界，探訪各個歷史節(jié)點的人物和事件。VR技術(shù)在未來還將滲透到更加廣泛的領(lǐng)域，發(fā)揮更加重要的作用。

2 寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程現(xiàn)狀

2.1 寶玉石雕刻加工實訓(xùn)

寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程是寶玉石鑒定與加工專業(yè)的核心課程，是該專業(yè)學(xué)生必須掌握的專業(yè)技能。寶玉石作品創(chuàng)作過程中，對原材料的拿捏把握是非常關(guān)鍵的。設(shè)計、構(gòu)圖、結(jié)構(gòu)要做到合理、準(zhǔn)確，有的設(shè)計還需要根據(jù)寶玉石原料內(nèi)部棉裂等情況進行調(diào)整，這些都是實訓(xùn)的重心。這一過程既考驗了學(xué)生技藝的熟練程度、遇到問題的應(yīng)變能力，還反映了學(xué)生的藝術(shù)修養(yǎng)，學(xué)生需要能夠根據(jù)題材和玉石的特性、造型等展開構(gòu)思和雕刻加工。獨立設(shè)計并完成一件作品著實不易，需要有長期積累經(jīng)驗，學(xué)生需要大量反復(fù)地練習(xí)，深挖細掘才能掌握其中的技巧。

2.2 寶玉石雕刻加工實訓(xùn)亟待解決的問題

（1）寶玉石精品難進課堂。寶玉石品種繁多，特性各異，在實訓(xùn)學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生很難對所有種類的寶玉石進行觀察、了解和比對，更無法親自到達產(chǎn)地產(chǎn)區(qū)去學(xué)習(xí)、觀看寶玉石開采的過程，也很難對不同寶玉石雕刻的代表作品進行近距離實物欣賞和比對。目前，教師通常通過視頻、圖片輔以講解的方式幫助學(xué)生了解和掌握，學(xué)習(xí)過程不夠生動，相對枯燥，體驗感較低，學(xué)生學(xué)習(xí)主動性較差，學(xué)習(xí)效果一般。

（2）寶玉石雕刻加工實訓(xùn)成本較高。實訓(xùn)操作是寶玉石雕刻加工課程不可或缺的重要環(huán)節(jié)，學(xué)生只有在反復(fù)的實踐操作過程中才能鍛煉技巧，積累經(jīng)驗。但不同于其他學(xué)科的實訓(xùn)材料，玉石原料本身就具有較高的價值，很大程度上增加了學(xué)校和學(xué)生的學(xué)習(xí)成本，對于需要反復(fù)實踐操作的寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程來說，這成為限制實訓(xùn)課開展的重要原因。在玉雕實訓(xùn)過程中，往往使用的都是相對廉價的低端玉石原料，學(xué)生較少雕刻加工到色澤、質(zhì)地、形態(tài)較好的高端原料，從而限制了學(xué)生的創(chuàng)造力，嚴(yán)重影響學(xué)生在玉雕實訓(xùn)過程中技能的提高。

（3）寶玉石原料不能重復(fù)雕刻。寶玉石原料不可重復(fù)利用，一塊原料僅能供單名學(xué)生單次雕刻學(xué)習(xí)，無論成敗，原料均不可復(fù)原重來。而這對于在校學(xué)習(xí)的學(xué)生來說，這正是學(xué)習(xí)過程中的一大弊端。學(xué)習(xí)本就是嘗試、糾錯、改進的螺旋式上升過程，一次性不可逆的操作雖有利于培養(yǎng)學(xué)生的細致程度，但對于在玉雕道路上不斷摸索前行的在校生，就失去了反復(fù)練習(xí)技巧、不斷修正和提高設(shè)計水平的重要過程，不利于學(xué)生設(shè)計能力的提升。

（4）預(yù)設(shè)實訓(xùn)學(xué)習(xí)的重難點較為困難。實訓(xùn)教學(xué)需要遵循教學(xué)的一般規(guī)律，從淺入深，逐步掌握重難點內(nèi)容。在寶玉石加工過程中，由于玉料本身材質(zhì)的原因，加工的過程中難免會遇到內(nèi)含雜質(zhì)或棉、裂等情況，這在實訓(xùn)教學(xué)中只能預(yù)估，在原料表面是不能直接看到的，因而教師不能準(zhǔn)確設(shè)定實訓(xùn)重難點，學(xué)生由易到難地掌握應(yīng)對技巧相對較為困難。

3 基于VR技術(shù)的寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程改革

隨著VR技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，其配套應(yīng)用的開發(fā)成本不斷降低，目前國內(nèi)已有一些高校開始建設(shè)虛擬現(xiàn)實實訓(xùn)室，用以提升教學(xué)效果。這些都將為VR技術(shù)應(yīng)用于寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程改革提供范例。

3.1 有助于提高學(xué)習(xí)熱情

作為寶玉石鑒定與加工專業(yè)的學(xué)生，玉石的產(chǎn)地知識、開采過程、質(zhì)地特征等都是在學(xué)習(xí)寶玉石雕刻加工前必須掌握的配套知識。通過VR技術(shù)，能夠讓學(xué)生身臨其境的“到達”玉石產(chǎn)地，“目睹”玉石料開采的過程，并且有針對性地挑選不同種類的玉石進行對比，相比在教室中的理論講授，這一過程將變得更加生動有趣，有很強的體驗感，有助于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高學(xué)習(xí)的主動性，從而提升學(xué)習(xí)效率。

3.2 有助于增強實踐技能

利用VR技術(shù)，學(xué)生可以在虛擬空間中進行寶玉石雕刻加工仿真操作，由于采用了虛擬現(xiàn)實和仿真技術(shù)，學(xué)生的操作可以反復(fù)進行，而不用考慮原材料的耗損，對于操作過程中出現(xiàn)的偏差，也可以進行撤銷和修復(fù)。甚至多名同學(xué)可以就一個操作環(huán)節(jié)進行相互切磋、互相學(xué)習(xí)。教師還可以在虛擬環(huán)境中發(fā)布相同的任務(wù)，發(fā)放相同的原料，讓學(xué)生在操作中開展競賽，對比玉雕作品等，極大地豐富了教學(xué)內(nèi)容，有助于磨煉學(xué)生的操作技能。

3.3 有助于培養(yǎng)設(shè)計能力

在虛擬環(huán)境下，教師可以根據(jù)教學(xué)需要預(yù)設(shè)寶玉石雕刻加工實訓(xùn)中的重難點，如設(shè)置仿真玉石原料不同的形狀、顏色、石皮和種水等，可以讓學(xué)生廣泛接觸到不同形態(tài)和質(zhì)地的玉石原料，讓每個學(xué)生根據(jù)自己對原材料的認識進行各類設(shè)計練習(xí)。也可以在VR虛擬環(huán)境所提供的仿真原料中預(yù)設(shè)雜質(zhì)、棉裂等狀況，考驗和提升學(xué)生在寶玉石設(shè)計和雕刻過程中的應(yīng)變能力。

3.4 有助于降低實訓(xùn)成本

當(dāng)前，支持VR技術(shù)應(yīng)用的軟硬件價格還相對較高，但隨著技術(shù)的發(fā)展進步，建設(shè)VR實訓(xùn)室的成本將進一步降低。對于寶玉石雕刻加工實訓(xùn)這樣一個高耗材實訓(xùn)課程而言，VR實訓(xùn)室建設(shè)經(jīng)費屬于一次性投入，可以反復(fù)使用，除必要的更新升級外，長久來看必將起到節(jié)約實訓(xùn)耗材支出的作用，從而有助于降低玉雕實訓(xùn)成本。

4 結(jié)語

寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程的改革要緊緊跟上新時代新技術(shù)發(fā)展的腳步，分享信息化技術(shù)發(fā)展的紅利。使用VR技術(shù)輔助教學(xué)，是目前各高校、各專業(yè)教學(xué)改革研究的創(chuàng)新點，VR技術(shù)所帶來的教學(xué)思維的轉(zhuǎn)變、教學(xué)方法的轉(zhuǎn)變、實訓(xùn)過程的轉(zhuǎn)變均有利于寶玉石雕刻加工實訓(xùn)課程的開展，以此為探索進行研究必能為本實訓(xùn)課程改革帶來啟示。

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