虚拟仿真技术在工艺美术的可行性

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［摘要］传统工艺振兴是构建中华优秀传统文化传承体系的主要任务，也是工艺美术行业蓬勃发展的坚实基础。伴随着信息时代虚拟仿真技术的发展，科学技术促进“三高”教学痛点改革，也成了时下需要直面的课题。着重从虚拟仿真技术在工艺美术领域运用的现状展开调研工作，通过实践案例与实施效果的分析，实现项目的可行性实施。

［关键词］虚拟仿真；工艺美术；教学研究；模式；传统工艺

总书记高度重视中华传统文化传承发展，指出“要认真汲取中华优秀传统文化的思想精华和道德精髓”，提出“构建中华优秀传统文化传承体系，加强文化遗产保护，振兴传统工艺”的任务，在国家的“十三五”规划中也提出“加强非物质文化遗产保护与传承，振兴传统工艺”“制定实施中国传统工艺振兴计划”的目标。为贯彻落实国家战略部署，2017年3月12日，文化部、工业和信息化部、财政部联合制定并由国务院了《中国传统工艺振兴计划》，此举有助于传承发展中华优秀传统文化，发现手工劳动的创造性价值，弘扬工匠精神，促进就业，提高设计，培育品牌，助力经济发展。2006年教育部的《关于全面提高高等职业教育教学质量的若干意见》中提到，“把现代信息技术作为提高教学质量的重要手段”“要充分利用现代信息技术，开发虚拟工厂、虚拟车间、虚拟工艺、虚拟实验”。2017年7月，教育部《关于2017—2020年开展示范性虚拟仿真实验教学项目建设的通知》中规划在国内高校建设物理学类、生物科学类、航空航天类等1000个示范性虚拟仿真实践教学项目。2020年教育部职成司《关于开展职业教育示范性虚拟仿真实训基地建设工作的通知》中提出在全国范围内启动建设职业教育虚拟仿真实训基地，持续推动人才培养模式创新。虚拟仿真技术是依靠网络与通信技术的发展，建立在多媒体视听技术、虚拟现实技术、交互技术三大科技迅速发展的基础上，营造出更逼真、更智能的虚拟环境。现阶段虚拟仿真技术主要是针对艺术作品、工艺过程、设备运营等方面进行全面、完整的还原，为使用者体验、学习、互动营造真实的氛围，从宏观与微观两个方面认知事物，从听觉、视觉、触觉等方面对虚拟数据进行浏览、设计、训练及模拟的交互式操作。艺术类高职院校开展工艺美术教学是以美术素养为基础，根据材料的不同开设陶瓷、玻璃、漆器、染织、雕刻、金工等专业方向，教授中外美术史、民俗学、管理学、设计学等理论与实践课程，为传统工艺美术行业培养有创意、会设计、善制作、懂管理的专业人才。工艺美术人才的培养，重点在传承与创新，这里的传承并不是静止不动，并不是同一个东西、同一种方式永远不变地一代一代传下去，而是传统文化在一代代人的能动实践中不断被赋予新的创造，顺应时代的发展、环境的变化，通过自己对事物的体验和认识，凭借自己的个性和创造力，使文化发展和演变，丰富文化的多样性。苏州工艺美术职业技术学院建设有国家生产性实训基地、江苏省产教融合工艺美术传承创新示范区，通过传统工艺美术技艺与地方工艺美术产区共建共享的模式，政校行企联动以现代学徒制模式培养工艺美术专业人才。根据教育部专业设置，拥有刺绣设计与工艺、首饰设计与工艺、陶瓷设计与工艺、工艺美术品设计、雕刻艺术设计5个专业，建成纤维、首饰、陶瓷、玻璃、漆艺、雕刻、纸质修复等10大门类21个8000平方米实践实训工作室。学院选聘工艺美术大师建立大师工作室，成立“教师+大师+行业专家”的优质教学团队，开展实践实训教学工作，培养传统工艺美术传承人，打造工艺美术行业示范教育培训基地，满足高校人才培养和社会培训的要求。近年来，国家鼓励将新技术、新设备、新材料应用到高等职业院校的教学改革中，解决面临的实际困难。随着多样化教学方式的出现，获取知识的途径已经变得宽泛，如何通过创新教学模式，用科学与技术调动学生的积极性，提高学习效率，是新时展的需要，更是我们教育工作者需要去研究的命题。

一、虚拟仿真技术的应用现状及路径

当现代信息技术促进各行业快速发展的时候，虚拟仿真技术未来如何在工艺美术教学中应用，成了我们需要去研究的问题，学院工艺美术教学团队开展了一系列的基础调查研究工作。

（一）开展问卷调查，剖析教改项目发展前景

调研阶段，教学团队根据工艺美术虚拟仿真教学改革调研的需求，按照比例开展问卷调研工作。经过统计，回收有效样本243份，其中教师20人、学生136人、从业者24人、研究人员18人、管理人员9人、培训学员30人、其他6人，调研覆盖人群范围较广，数量达到了数据分析的基本要求（数据如图1所示）。本次分析，以学院工艺美术类专业为基础，覆盖首饰艺术、陶瓷艺术、漆艺艺术、玻璃艺术、雕刻艺术、纤维艺术等方向，经过后期数据统计分析，涉及培训学员、社会从业者、校内各专业师生，参与度较为平均，能够较好反映出学校开展教学改革的基本需求（数据如图2所示）。经过调研，现阶段有29%的被调研人员对虚拟仿真技术非常了解及能进行沉浸式体验、互动，有8%的被调研人员表示已经在工艺美术领域运用虚拟仿真技术进行工作，仍有43%的人员对虚拟仿真技术不太了解，但有17%的被调研人员认同虚拟仿真技术等同于3D建模（数据如图3所示），不过被调研人员均认同本专业在工艺美术教学领域涉及“三高”痛点问题，其中以首饰艺术方向与玻璃艺术方向最为突出，分别占调研人数的32%与26%，而纤维艺术方向仅有4%的被调研人员觉得有类似问题（数据如图4所示）。经综合分析，团队认为虚拟仿真技术在工艺美术教学改革中的可行性占据了重要地位，尤其是已经走上工作岗位的培训人员与从业者，有着较为丰富的工作经验，较好地反映出学校教学工作中的不足与短板，且在校生也都对这项教学改革措施保持着期待（数据如图5所示）。

（二）深挖虚拟仿真技术优势，解决实训教学“三高”痛点

学院工艺美术类专业教学侧重实训，在大学二年级阶段，学生全部进入各专业实训工作室进行技能训练。以首饰艺术与工艺专业珠宝加工方向为例，进入小专业方向之后，根据人才培养方案的设置，在第三学期学习工艺基础系列课程，含锯切、锉修、焊接、打磨技艺四个方面的基本功训练，让学生充分熟练掌握珠宝加工领域内的制作流程；在第四、五学期依据产教融合校企合作的模式，与企业联动开展项目制主题教学，在这个阶段除开展必要的设计课程之外，还需要根据项目类型开展镶嵌、蜡雕、3D建模、錾刻、花丝等方向性课程的学习，以满足学生在作品制作过程中对珠宝加工工艺的需求；在第六学期进入毕业设计制作展示阶段，学生根据毕业设计主题，设计并制作出完整的珠宝首饰作品进行毕业设计展陈。在整个小专业方向学习阶段，学生需要对相关专业的工艺技能进行长期的训练，以达到未来就业的行业要求，这必然也让学生与学校面临着艺术类高职教学的“三高”痛点问题。在工艺美术类专业的实训教学过程中，“高风险、高消耗、高难度”成了很多专业面临的难题，如珠宝加工工艺中的“锯切工艺”面临着锯切角度难掌握、压片加工易伤手、加工损耗成本高的问题；焊接工艺与玻璃工艺中的“吹制工艺”“灯工工艺”则需要使用丙烷进行高温烧制，有易燃易爆的安全隐患；陶瓷工艺中的“烧窑工艺”则因为烧成成本高、成品率低、窑变情况复杂等诸多特殊因素，造成实训存在一定的不足，与行业、企业的就业需求存在一定的差距，影响了学生未来的职业发展。这些问题伴随着虚拟仿真技术的发展，让我们看到开展实训教学改革的紧迫性与机遇。

（三）研究虚拟仿真技术运用案例，探究多样化的实训教学路径

经过调研，现阶段虚拟仿真技术在综合性大学教学环节中的运用已经进入发展阶段，成熟的案例也日渐增多，虚拟仿真技术已经从心理安全、技能提升、方案实施等多个方向进入各行各业的实际运用中。在心理学类项目中，消防救援部门为了使随时需要面对水火与生死考验的消防员缓解心理压力、克服工作压力，避免在执行任务时产生紧张、恐惧、慌乱的问题，在开展技能实训的基础上，开发虚拟仿真训练系统，用更为经济的投入营造出更逼真的场景，用更多样的选择营造更优异的效果，用更智能的模式营造更安全的保障，使消防员拥有稳健的心理状态，提高队伍的实战水平。在食品科学与工程类项目中，打破传统食品工艺实训内容单一、创新力度不够、学生参与积极性不高的问题，有效解决了时间、空间对实训教学的不利因素，加大了师生参与度，丰富了实训内容，提高了综合技能水平，提升了人才培养质量。在建筑施工类项目中的应用，更多的是打破了传统建筑施工的局限，可以对设计方案进行流程模拟，通过计算机的精确计算，发现问题、提出建议、及时优化，避免实施过程阶段的事故与隐患，有效缩短周期，提高工程质量水平。随着科技的快速发展，教育信息化程度日益发达，从时间、空间及形式上促进了教学方式的多样化发展，在艺术类高职工艺美术类专业教学中进行虚拟仿真教学改革，可以降低教学成本、避免实训危险、提高技能水平，培养更多高素质技能人才、能工巧匠、大国工匠。

二、构建“虚实结合”教学应用模式，推动建设虚拟仿真实训资源库

2014—2017年，由苏州工艺美术职业技术学院牵头，19所高职院校建成百工录资源库，以中国工艺美术大师、国家级非遗传承人为依托，梳理出41项传统技艺类国家级非遗项目，采集制作多媒体素材13775条，建设6个层级资源目录，16门在线开放课程，实现了“传艺、存根、立传、留名”的目标，丰富了“线上+线下”“虚+实”教学模式的实施。

（一）建设数字资源库，推广交互式全息设计体验平台

在建成的“百工录”资源的基础上，对交互式全息技术进行升级，针对工艺美术类专业品类，结合人才培养模式与课程设置，完善专业数字资源库建设。通过将相关图文信息进行数据化处理，经过电脑与虚拟仿真设备的输出，实现360°可“触摸”、能“调整”的数字化资源，弥补传统教学中“看不到”“摸不着”的局限，实现“听得见”“摸得着”的体验感，提高复合型技能人才的创新力。

（二）建设工艺美术大师虚拟仿真技艺资源库，创新沉浸式技艺传承模式

工艺美术大师是各行业的翘楚，有着各自的绝技绝活，在传统的教学环节中，实训教学中的示范环节缺失“可复制性”，教学活动中学生无法在较短的时间内熟练掌握技巧，需要在后期不断地尝试与琢磨，但依然不能体会、掌握其中的精髓。通过虚拟仿真技艺资源库的建设，学生可以根据自身接受能力来控制学习的节奏，多维度、长时间对大师的技能绝活进行研究与探索，有助于提高实训成效，助力技艺传承。另外，资源库数据可以与学院非遗研培活动、非遗进社区系列课程进行共享，通过搭建网络平台，开展工艺美术大师活态展示，推进特色工艺美术技艺传播，创新中华优秀传统文化的传播推广路径。

（三）建设虚拟仿真实训资源库，实施进阶式智能实训体系

学院教学建设基础设施完备，拥有专兼职实训教师及管理人员50余人，其中国家级传承人5人、省大师9人，高级职称以上教学人员37人，注重行企联动，全面育人。进阶式智能实训体系的建设，通过对各专业方向“三高”痛点训练模块开展专项训练资源包建设，并同步建立智能考评系统，对学生实训成果以行业指标进行数字化评判，规范操作流程，规避安全隐患，保证实训工作的有序开展。以首饰设计与工艺专业首饰工艺基础实训项目为例。首饰锯切工艺中首饰加工件的锯切成型，主要涉及压片设备使用、线锯的安装使用、银片锯切三个工艺，这个工作环节属于一般危险的实训科目，在进入锯切工艺实训课程前，学生通过虚拟仿真资源库对压片设备使用过程中加工件的递送、轴距的调整两个方面进行模拟实训，在沉浸式体验中学会锯丝的正确安装方法，了解在锯切过程中手指按压技巧与安全距离的调控。首饰焊接工艺需要使用丙烷与氧气的混合物，在国内高校实训室的实训项目中，属于高危的实训项目。本项目的实施，学生通过虚拟仿真项目对焊接工艺流程中的设备检查、气压调整、焊姿训练、点火、焊接等工艺进行沉浸式训练。首饰焊接工艺是首饰工艺基础上最具有安全隐患但却是首饰作品涅槃重生的关键节点，本项目在实施过程中需要有完整的量化考核指标，待参训人员达到一定的训练积累，方可开展实操训练。工艺美术专业虚拟仿真实训资源库的建设，将有力支撑理实一体化教学改革，激发学生的学习兴趣，避免“三高”痛点问题出现，丰富技能训练成果，保障艺术类高职院校实现技行天下、能创未来的育人目标。

三、推动工艺美术教学模式改革，提高人才培养质量

优秀的实践应用成果，真实地反映了科技发展对教育行业的推动作用，也给传统教学模式带来了压力与冲击。因此，要通过不断适应新形势下的科技带来的机遇与挑战，沉着应对，冷静思考，积极开展教改探索，提高人才培养质量。

（一）量化虚拟仿真技术职业技能考核，创新教学评价体系，提高专业技能水平

在开展虚拟仿真实训体系构建时，根据专业方向的特殊性，针对性设置智能考评体系，充分利用数据来反馈实训成果，开展教师与学生、学生与课程、教师与课程以及系统反馈等指标性评价，形成闭环考评，公平公正地对师生团队开展质量评价；针对实训环节中的“三高”技能型科目，参训人员必须达到规定的学习时长、获得评价系统评判和实训教师授权许可之后，方可进阶式开展下一阶段科目训练，以此确保虚拟仿真实训系统对职业技能水平的渐进式提高。

（二）推动虚拟仿真技术与工艺美术行业融合，助推创新设计理念快速呈现

行业的发展离不开技术与理念的提升，加大虚拟仿真技术在工艺美术行业创意与设计中的融合应用，通过在方案与效果、方案与实施、方案与成本等方面的预判与推演，利用新时代大数据的反馈能力，对创新理念进行快速呈现，衡量设计的可行性，促进行业快速发展。

（三）探索虚拟仿真技术“1+X证书”体系建设，适应岗位技能要求，实现产业创新发展

2020年，“1+X证书”制度进入高职院校的教学改革视野，反映了行业产业的需求，明确了产教融合的方向，整合了高校学历教育与行业技能培训的成果。在开展工艺美术类专业虚拟仿真实训教学时，应密切关注职业技能标准与教学标准的融会贯通，使不同工种技能标准需求与课程学习标准目标一致，通过在不改变教学方案、不增加教学内容、不调整学习时间的基础上，把技能培训需求融入日常教学体系，强化“1+X证书”技能训练，打通技能证书与学历学分的互认通道，促进国家学分银行的完善，助力终身学习教育体系的建立。工艺美术虚拟仿真实训体系的建成，通过“虚实结合”“能实不虚”的综合实训模式，在技能层次与技能素养上有效提高职业技能水平，提高就业竞争力，助力企业创新发展。

四、结语

工艺美术类专业虚拟仿真实训平台的建设，必须是建立在拥有规模性实践实训项目基础上的具体实施，需要拥有完整的实践实训教学管理体系，是对“三高”实训项目采取的经济、技术保障手段，将有效改变传统实践实训的教学管理模式，在确保安全指标的基础上，夯实专业能力，提高职业技能水平和艺术类高职院校教学的人才培养质量。

参考文献：

［1］卢文忠.论培育和践行社会主义核心价值观及其启示［J］.党史博采（理论版），2016（5）：4-5.

［2］崔锦峰，郭军红，包雪梅，等.构建化工“虚实结合”工程平台，满足高等工程教育人才培养［J］.广东化工，2018（18）：185-186.

［3］陈长全.虚拟仿真实训平台的研究与设计［J］.电子世界，2018（17）：125-127.

［4］张继荣.服装与服饰设计专业虚拟仿真实训教学的构建与应用［J］.现代职业教育，2017（3）：89.

作者：孙平 单位：苏州工艺美术职业技术学院