傳統制作工藝虛擬仿真情境教學研究

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［摘要］景泰藍制作技藝是國家級非物質文化遺產，景泰藍也是北京代表性工藝品種“燕京八絕”之一，在景泰藍傳統制作工藝教學中存在著紋樣設計創意受限制、不易反復修改且顯現性差、實驗周期長、工藝試錯性差等缺點。針對景泰藍工藝學習與創作中的痛點問題，研究開發設計“景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真實驗”，引入教學過程與社會化普及推廣，打造設計與工藝結合、仿真與實物結合、多維度評價結合的實驗教學特色，更好地助力景泰藍工藝的傳播，對培養工藝美術人才的創新能力、推動優秀工藝的傳承和發展起到了積極作用。

［關鍵詞］景泰藍；傳統工藝；虛擬仿真；情境教學；文化推廣

一、傳統工藝教學引入虛擬仿真技術的背景

教育信息化即把信息技術手段有效應用于教學管理與科研，注重教育信息資源的開發和利用。其核心內容就是要使教學手段科技化、教育傳播信息化、教學方式現代化。2018年，教育部首度開展虛擬仿真實驗教學項目建設工作，隨即北京市教委出臺《北京教育信息化三年行動計劃（2018—2020）》，適應信息化背景下知識獲取方式、教學方式的革命性變化要求，以此深化促進信息技術與教育教學的深度融合，以教育信息化支撐和引領教育現代化。2020年，教育部認定的首批5118門國家級一流本科課程中，促進信息技術與教育教學融合的課程約1559門，其中，虛擬仿真實驗教學一流課程728門，藝術類虛仿課程占比僅為3%，而明確傳統工藝指向的課程只有4門，分別是福建師范大學的“傳統漆器脫胎工藝虛擬仿真實驗項目”、鄭州輕工業大學的“鈞瓷燒成虛擬仿真實驗項目”、武漢商學院的“漢服服飾設計虛擬仿真實驗”、四川師范大學的“傳統建筑榫卯結構虛擬仿真實驗”，傳統工藝教學數字化虛擬仿真平臺初期開發與建設拉開序幕。工藝類課程的實質重在實操，虛擬仿真技術手段的介入是建立在已有線下工藝實體課基礎上的延伸與補充，針對解決現有傳統工藝課程教學周期長、成本高、工藝復雜、傳播面窄、資源匱乏等共性問題展開設計；線上實驗內容中30%側重對工藝文化背景知識系統化的學習，70%的落腳點即為工藝流程與方法的認知、練習與設計。在以虛補實、虛實結合的原則指導下，最終力求能夠與線下制作無縫對接，完整實現全工藝流程與創意設計。2021年，第二批虛擬仿真實驗教學課程申報啟動，在藝術類近100項虛擬仿真項目中，傳統工藝虛仿項目占比提升至16%，經過一期的試水，此批課程建設項目在內容選擇、技術處理、實驗情境、美學感官、考核模式等方面均有了不同層面的突破，特別是工藝數據的科學性、工藝品解剖式的深度分析、工藝流程實驗的試錯、藝術化情境體驗、程序記錄與創作發揮、綜合評價等方面的精準開發研究與特色凝練進入了一個新的階段。可以說，虛擬仿真技術已全面植入教育信息化建設并有了極大的拓展空間。

二、景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真情境教學設計

分析宏觀數據，目前20門左右的全國一流傳統工藝類虛擬仿真課程建設中，陶瓷、家具木作、古建營造所占比重最大，玉石雕、牙骨雕、漆器脫胎等工藝偶有涉及，從工藝類型、工藝材質、工藝流程等復雜程度上無一例外地凸顯出實體教學的難度。景泰藍作為傳統金屬工藝的代表品種，其大小工序有108道，主要工藝流程雖只有制胎、掐絲、點藍、燒藍、打磨、拋光、鍍金7道，但恐難在線下實踐教學中面面俱到。因此，虛擬仿真教學手段無疑是為高難度及高復雜度的傳統制作工藝的實驗提供了新途徑。從課程建設的必要性上看，北京地區以“燕京八絕”為代表的傳統工藝教學相對缺乏，在全國的普及度低，兩批全國一流傳統工藝類虛擬仿真課程的申報隊列中，僅有北京聯合大學的“景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真課程”，北京優秀傳統工藝教學交流與數字化教學設計的全國推動示范作用仍需強化。

（一）數字化情境教學設計理念

教學設計理念的確立是建立在科學且客觀角度上的教學頂層規劃。對于長期延續的傳統工藝線下實體教學模式的固有狀態，我們要做的就是如何突圍，做到教學模式改革有意義、有效果、可持續、可復制。就角度站位來說，需要從教師單向傳授知識的角度轉化為如何突出學習者的角度，學習是由學習者在情境中的經驗引發的，任何學習是不能脫離情境展開的。教師在教學中需要引入或者創造一種帶有情緒色彩且生動形象的場景，從而引起學習者互動參與。這樣做的目的是更好地幫助學習者深刻理解知識，在參與中激發情感，引起共鳴。情境化的教學并非構建一種全新的教學模式，而是在已有教學模式的基礎上，發揮某種獨特的優勢，促進學生在學習過程中建立認知體系。“某種獨特的優勢”指什么？根據教學要達到的目標可有多樣化選擇。數字資源就是我們可以利用的絕對優勢。在利用這項優勢之前，我們需要回答的問題是為什么要利用數字資源營造情境化教學，即找到現有景泰藍傳統制作工藝教學中的痛點問題。首先，基于景泰藍工藝的材料與特性，再加上教學成本較高，校內外實踐條件下暴露出不同層面的局限性，學生無法在短期內達到對工藝的深度理解。其次，景泰藍工藝的復雜性和燒制的危險性導致制作體驗環節的缺失，需要找到恰當的方式彌補。最后，由于受到前兩點不同程度的限制，學生在設計創作的廣度與深度上受到阻礙，設計方案與工藝的貼合性以及提升設計能力恐難有效達到。抓住傳統教學中的痛點，利用數字化資源把景泰藍工坊移至線上，為學習者營造不受時間與空間限制的實踐體驗空間，充分發揮個人創造力，開展景泰藍作品的創作，做到即時觀察創作效果、修整創作方案、開展工藝實踐。數字資源的引入并非是盲目和偶然的，利用數字資源生動、逼真、多通道及感染性與代入感強的優勢，營造適合的數字化教學情境，在總結與分析基于數字資源與傳統課堂融合的教學改革實踐經驗中，不斷探索數字資源融入傳統課堂教學的規律與方法，改善傳統課程教學模式，形成示范效應，解決現實問題，提升學習者的學習效能，其理念的確立希望對傳統工藝類線上線下融合教學有更理想的教學實踐指導價值。

（二）虛擬仿真技術手段的應用

在堅持“能實不虛、虛實結合”原則的前提下，從現有的景泰藍傳統工藝課程的教學內容出發開展實驗設計，分析現有實驗存在的問題，得出傳統線下實驗與虛擬仿真實驗結合的教學內容和結合方式。虛擬仿真技術手段介入實驗建設的主要內容即解決傳統景泰藍工藝線下實踐中知識靠聽、流程靠背、創作靠編的問題。利用虛擬仿真技術的目標是將景泰藍文化知識圖形化，將景泰藍工藝操作交互化，將景泰藍紋樣創作可視化。從總體設計思路上看，景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真實驗將景泰藍工藝文化知識學習、景泰藍紋樣設計創作與景泰藍傳統工藝實踐融為一體，體現“設計性實驗”和“操作性實驗”相結合的特征。其中景泰藍文化知識模塊注重提高學生對景泰藍工藝文化的興趣，通過圖文、視頻和測試的方式提升知識傳授的效率。紋樣設計創作部分著重培養學生的設計能力，學生可以將個人創新的設計圖案進行虛擬仿真驗證，從而培養學生的創新設計能力。工藝實踐部分通過交互虛擬仿真測試學生對工藝的掌握程度，為實體作品的制作做好充分準備，提升了學生的職業素養。從技術路徑上看，參照北京琺瑯廠提供的完整工藝流程的制作標準，借助數字建模、三維動畫、界面交互技術、數據庫和網絡通信等技術，構建了高度仿真的景泰藍傳統制作工藝虛擬實驗環境和實驗對象。整個虛擬仿真實驗將以完成一件景泰藍器皿設計與制作作為學生實踐的主要內容，體現了“設計性實驗”的特征。鼓勵學生在創作中融入個人創新的設計元素，在驗證工藝操作流程的同時，產生多種實驗結果，討論成品制作的得失，為后續實際動手操作打下堅實的基礎。虛仿的教學重點聚焦在使學生熟練掌握景泰藍制作核心技藝——掐絲與點藍，并通過及時回放、操作細節提問、過程結果實時評估等，建立起一套完整的操作訓練和評價反饋培訓體系。

（三）差異化優勢體現創新特色

差異化優勢體現在與單一線下傳統工藝教學模式以及與其他品類傳統工藝虛擬仿真實驗教學的雙向比較層面。景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真情境教學設計的創新特色體現在以下三個方面。第一，實驗設計創新。景泰藍工藝在中國傳統金屬工藝中最具代表性，以教學新樣態的呈現方式達到傳承、保護與傳播中華傳統文化的目的，有利于擴大推廣范圍；虛仿實驗中既包含了景泰藍工藝文化知識體系的全部內容，也包含頗具價值的紋樣圖案資料庫的建立，還有真實工藝操作視頻作為教學輔助，同時對核心部分內容進行了大量3D建模預處理和動畫制作，并設計了多種方式交互環節，拓展了實驗的深度和廣度；立足“設計性”實驗水平的提升，特別將“紋樣設計”納入虛仿實驗環節：大師紋樣庫解決了學生學習與分析紋樣在器形中分布方法的問題；分類紋樣提取依據景泰藍創作的紋樣分布模塊進行細分設計，如底紋與主紋部分分別列出多種經典紋樣組合；紋樣自由創作部分則允許學生在掌握經典傳統紋樣設計的基礎上，進行創新紋樣的設計，并通過虛仿三維成像技術快速反饋創作方案與成品制作的關系，學生可自行設計實驗方案，自己控制實驗過程，提升了實驗的自由度和高階性，有利于激發學生的創新意識（如圖1）。第二，實驗過程創新。景泰藍傳統制作工藝的實驗過程尊崇科學性、嚴謹性、綜合性，采用“理論知識學習+虛擬仿真項目學習+現場操作實踐教學”的線上線下相結合的教學方式，融合案例教學、情境教學、線上線下互動學習等多種教學方法和手段。通過運用線下理論復習、線上訓練與反饋、線下鞏固練習的進階設計，借助三維建模手段模擬景泰藍傳統制作工藝場景和工藝流程實施模擬教學，構建了“線下—線上—線下”的混合教學模式，契合了“虛實結合、虛實互補”的教學設計理念。例如，釉料提取部分的實驗過程，在虛仿系統中，科學采集景泰藍釉料的基礎色及名稱，建立釉料庫，同時在系統中可自由調節明度、彩度等色彩方案，生成若干種配色計劃后，在線下對應選取釉料，實效性大大增強。第三，評價體系創新。景泰藍傳統制作工藝虛擬仿真實驗評價體系體現了客觀評價與主觀評價相結合，教師評價與學生評價相結合，校內評價與校外評價相結合的特色。創造性地提出學生作品的分數由“教師評分+工藝師評分+系統自動評分+學生互評”四個分數構成，每項分數具有合適的比例。平臺能夠自動對參加實驗的學生的全過程進行記錄，具備完善的客觀評價實驗步驟以及實驗成績的標準，提高評價的公正性。同時，指導教師和校外工藝師可以通過學生作品和學生實驗報告進行主觀評價，提出各方面的建議與反饋信息。參加實驗的學生可以瀏覽其他同學的虛擬仿真設計作品，并進行打分。通過完善的評價標準，客觀、綜合評價學生的能力，真正提升實驗的高階性。

三、科技賦能工藝美術人才培養

我國各族人民在長期社會生活實踐中共同創造的傳統工藝，蘊含著中華民族的文化價值觀念、思想智慧和實踐經驗，是非物質文化遺產的重要組成部分。在探索傳統工藝振興與當代工藝美術人才培養的過程中，數字化傳承、保護、教育、設計成為傳統工藝未來創新發展的主要途徑。藝術、科學、技術相輔相成，互相促進，相得益彰。在高速發展的科技時代，傳統工藝的認知方式與研習過程需要我們主動變革，數字化、智能化并非讓我們從手藝的溫度與細膩的工藝過程中抽離出來，而是以另一種方式解讀，進而為激發創造力、增強互動性、強化主動性提供更多的可能性。新技術革命與人文藝術融合是驅動創新的強心劑，科技賦能引領藝術學科建立新的人才培養模式，為具體教學體系的構架研究提供了全新的思維與路徑。正如在傳統工藝教學的具體實施中，融入虛擬仿真教學模式，打開多通道，發揮情境化教學的特點和優勢，完成傳統工藝的全流程展演和模擬實操、方案設計；在創作實施上，匯集多種材料，將3D打印作為技術手段應用于創新產品設計的研發制作；在成果推廣中，展覽平臺與數字技術結合，開拓新的空間形態，打破藝術教育的原有模式，藝術與科學相融合，體現出以手工為主導的新變革與新特色。

作者：王丹誼 陳敏 單位：北京聯合大學藝術學院