傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真情境教學(xué)研究

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［摘要］景泰藍(lán)制作技藝是國家級非物質(zhì)文化遺產(chǎn)，景泰藍(lán)也是北京代表性工藝品種“燕京八絕”之一，在景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝教學(xué)中存在著紋樣設(shè)計創(chuàng)意受限制、不易反復(fù)修改且顯現(xiàn)性差、實驗周期長、工藝試錯性差等缺點。針對景泰藍(lán)工藝學(xué)習(xí)與創(chuàng)作中的痛點問題，研究開發(fā)設(shè)計“景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真實驗”，引入教學(xué)過程與社會化普及推廣，打造設(shè)計與工藝結(jié)合、仿真與實物結(jié)合、多維度評價結(jié)合的實驗教學(xué)特色，更好地助力景泰藍(lán)工藝的傳播，對培養(yǎng)工藝美術(shù)人才的創(chuàng)新能力、推動優(yōu)秀工藝的傳承和發(fā)展起到了積極作用。

［關(guān)鍵詞］景泰藍(lán)；傳統(tǒng)工藝；虛擬仿真；情境教學(xué)；文化推廣

一、傳統(tǒng)工藝教學(xué)引入虛擬仿真技術(shù)的背景

教育信息化即把信息技術(shù)手段有效應(yīng)用于教學(xué)管理與科研，注重教育信息資源的開發(fā)和利用。其核心內(nèi)容就是要使教學(xué)手段科技化、教育傳播信息化、教學(xué)方式現(xiàn)代化。2018年，教育部首度開展虛擬仿真實驗教學(xué)項目建設(shè)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(yīng)信息化背景下知識獲取方式、教學(xué)方式的革命性變化要求，以此深化促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，以教育信息化支撐和引領(lǐng)教育現(xiàn)代化。2020年，教育部認(rèn)定的首批5118門國家級一流本科課程中，促進(jìn)信息技術(shù)與教育教學(xué)融合的課程約1559門，其中，虛擬仿真實驗教學(xué)一流課程728門，藝術(shù)類虛仿課程占比僅為3%，而明確傳統(tǒng)工藝指向的課程只有4門，分別是福建師范大學(xué)的“傳統(tǒng)漆器脫胎工藝虛擬仿真實驗項目”、鄭州輕工業(yè)大學(xué)的“鈞瓷燒成虛擬仿真實驗項目”、武漢商學(xué)院的“漢服服飾設(shè)計虛擬仿真實驗”、四川師范大學(xué)的“傳統(tǒng)建筑榫卯結(jié)構(gòu)虛擬仿真實驗”，傳統(tǒng)工藝教學(xué)數(shù)字化虛擬仿真平臺初期開發(fā)與建設(shè)拉開序幕。工藝類課程的實質(zhì)重在實操，虛擬仿真技術(shù)手段的介入是建立在已有線下工藝實體課基礎(chǔ)上的延伸與補充，針對解決現(xiàn)有傳統(tǒng)工藝課程教學(xué)周期長、成本高、工藝復(fù)雜、傳播面窄、資源匱乏等共性問題展開設(shè)計；線上實驗內(nèi)容中30%側(cè)重對工藝文化背景知識系統(tǒng)化的學(xué)習(xí)，70%的落腳點即為工藝流程與方法的認(rèn)知、練習(xí)與設(shè)計。在以虛補實、虛實結(jié)合的原則指導(dǎo)下，最終力求能夠與線下制作無縫對接，完整實現(xiàn)全工藝流程與創(chuàng)意設(shè)計。2021年，第二批虛擬仿真實驗教學(xué)課程申報啟動，在藝術(shù)類近100項虛擬仿真項目中，傳統(tǒng)工藝虛仿項目占比提升至16%，經(jīng)過一期的試水，此批課程建設(shè)項目在內(nèi)容選擇、技術(shù)處理、實驗情境、美學(xué)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(shù)據(jù)的科學(xué)性、工藝品解剖式的深度分析、工藝流程實驗的試錯、藝術(shù)化情境體驗、程序記錄與創(chuàng)作發(fā)揮、綜合評價等方面的精準(zhǔn)開發(fā)研究與特色凝練進(jìn)入了一個新的階段。可以說，虛擬仿真技術(shù)已全面植入教育信息化建設(shè)并有了極大的拓展空間。

二、景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真情境教學(xué)設(shè)計

分析宏觀數(shù)據(jù)，目前20門左右的全國一流傳統(tǒng)工藝類虛擬仿真課程建設(shè)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(zhì)、工藝流程等復(fù)雜程度上無一例外地凸顯出實體教學(xué)的難度。景泰藍(lán)作為傳統(tǒng)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(lán)、燒藍(lán)、打磨、拋光、鍍金7道，但恐難在線下實踐教學(xué)中面面俱到。因此，虛擬仿真教學(xué)手段無疑是為高難度及高復(fù)雜度的傳統(tǒng)制作工藝的實驗提供了新途徑。從課程建設(shè)的必要性上看，北京地區(qū)以“燕京八絕”為代表的傳統(tǒng)工藝教學(xué)相對缺乏，在全國的普及度低，兩批全國一流傳統(tǒng)工藝類虛擬仿真課程的申報隊列中，僅有北京聯(lián)合大學(xué)的“景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真課程”，北京優(yōu)秀傳統(tǒng)工藝教學(xué)交流與數(shù)字化教學(xué)設(shè)計的全國推動示范作用仍需強化。

（一）數(shù)字化情境教學(xué)設(shè)計理念

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

（二）虛擬仿真技術(shù)手段的應(yīng)用

在堅持“能實不虛、虛實結(jié)合”原則的前提下，從現(xiàn)有的景泰藍(lán)傳統(tǒng)工藝課程的教學(xué)內(nèi)容出發(fā)開展實驗設(shè)計，分析現(xiàn)有實驗存在的問題，得出傳統(tǒng)線下實驗與虛擬仿真實驗結(jié)合的教學(xué)內(nèi)容和結(jié)合方式。虛擬仿真技術(shù)手段介入實驗建設(shè)的主要內(nèi)容即解決傳統(tǒng)景泰藍(lán)工藝線下實踐中知識靠聽、流程靠背、創(chuàng)作靠編的問題。利用虛擬仿真技術(shù)的目標(biāo)是將景泰藍(lán)文化知識圖形化，將景泰藍(lán)工藝操作交互化，將景泰藍(lán)紋樣創(chuàng)作可視化。從總體設(shè)計思路上看，景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真實驗將景泰藍(lán)工藝文化知識學(xué)習(xí)、景泰藍(lán)紋樣設(shè)計創(chuàng)作與景泰藍(lán)傳統(tǒng)工藝實踐融為一體，體現(xiàn)“設(shè)計性實驗”和“操作性實驗”相結(jié)合的特征。其中景泰藍(lán)文化知識模塊注重提高學(xué)生對景泰藍(lán)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(shè)計創(chuàng)作部分著重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計能力，學(xué)生可以將個人創(chuàng)新的設(shè)計圖案進(jìn)行虛擬仿真驗證，從而培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新設(shè)計能力。工藝實踐部分通過交互虛擬仿真測試學(xué)生對工藝的掌握程度，為實體作品的制作做好充分準(zhǔn)備，提升了學(xué)生的職業(yè)素養(yǎng)。從技術(shù)路徑上看，參照北京琺瑯廠提供的完整工藝流程的制作標(biāo)準(zhǔn)，借助數(shù)字建模、三維動畫、界面交互技術(shù)、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)，構(gòu)建了高度仿真的景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬實驗環(huán)境和實驗對象。整個虛擬仿真實驗將以完成一件景泰藍(lán)器皿設(shè)計與制作作為學(xué)生實踐的主要內(nèi)容，體現(xiàn)了“設(shè)計性實驗”的特征。鼓勵學(xué)生在創(chuàng)作中融入個人創(chuàng)新的設(shè)計元素，在驗證工藝操作流程的同時，產(chǎn)生多種實驗結(jié)果，討論成品制作的得失，為后續(xù)實際動手操作打下堅實的基礎(chǔ)。虛仿的教學(xué)重點聚焦在使學(xué)生熟練掌握景泰藍(lán)制作核心技藝——掐絲與點藍(lán)，并通過及時回放、操作細(xì)節(jié)提問、過程結(jié)果實時評估等，建立起一套完整的操作訓(xùn)練和評價反饋培訓(xùn)體系。

（三）差異化優(yōu)勢體現(xiàn)創(chuàng)新特色

差異化優(yōu)勢體現(xiàn)在與單一線下傳統(tǒng)工藝教學(xué)模式以及與其他品類傳統(tǒng)工藝虛擬仿真實驗教學(xué)的雙向比較層面。景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真情境教學(xué)設(shè)計的創(chuàng)新特色體現(xiàn)在以下三個方面。第一，實驗設(shè)計創(chuàng)新。景泰藍(lán)工藝在中國傳統(tǒng)金屬工藝中最具代表性，以教學(xué)新樣態(tài)的呈現(xiàn)方式達(dá)到傳承、保護(hù)與傳播中華傳統(tǒng)文化的目的，有利于擴(kuò)大推廣范圍；虛仿實驗中既包含了景泰藍(lán)工藝文化知識體系的全部內(nèi)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(xué)輔助，同時對核心部分內(nèi)容進(jìn)行了大量3D建模預(yù)處理和動畫制作，并設(shè)計了多種方式交互環(huán)節(jié)，拓展了實驗的深度和廣度；立足“設(shè)計性”實驗水平的提升，特別將“紋樣設(shè)計”納入虛仿實驗環(huán)節(jié)：大師紋樣庫解決了學(xué)生學(xué)習(xí)與分析紋樣在器形中分布方法的問題；分類紋樣提取依據(jù)景泰藍(lán)創(chuàng)作的紋樣分布模塊進(jìn)行細(xì)分設(shè)計，如底紋與主紋部分分別列出多種經(jīng)典紋樣組合；紋樣自由創(chuàng)作部分則允許學(xué)生在掌握經(jīng)典傳統(tǒng)紋樣設(shè)計的基礎(chǔ)上，進(jìn)行創(chuàng)新紋樣的設(shè)計，并通過虛仿三維成像技術(shù)快速反饋創(chuàng)作方案與成品制作的關(guān)系，學(xué)生可自行設(shè)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(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識（如圖1）。第二，實驗過程創(chuàng)新。景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝的實驗過程尊崇科學(xué)性、嚴(yán)謹(jǐn)性、綜合性，采用“理論知識學(xué)習(xí)+虛擬仿真項目學(xué)習(xí)+現(xiàn)場操作實踐教學(xué)”的線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式，融合案例教學(xué)、情境教學(xué)、線上線下互動學(xué)習(xí)等多種教學(xué)方法和手段。通過運用線下理論復(fù)習(xí)、線上訓(xùn)練與反饋、線下鞏固練習(xí)的進(jìn)階設(shè)計，借助三維建模手段模擬景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝場景和工藝流程實施模擬教學(xué)，構(gòu)建了“線下—線上—線下”的混合教學(xué)模式，契合了“虛實結(jié)合、虛實互補”的教學(xué)設(shè)計理念。例如，釉料提取部分的實驗過程，在虛仿系統(tǒng)中，科學(xué)采集景泰藍(lán)釉料的基礎(chǔ)色及名稱，建立釉料庫，同時在系統(tǒng)中可自由調(diào)節(jié)明度、彩度等色彩方案，生成若干種配色計劃后，在線下對應(yīng)選取釉料，實效性大大增強。第三，評價體系創(chuàng)新。景泰藍(lán)傳統(tǒng)制作工藝虛擬仿真實驗評價體系體現(xiàn)了客觀評價與主觀評價相結(jié)合，教師評價與學(xué)生評價相結(jié)合，校內(nèi)評價與校外評價相結(jié)合的特色。創(chuàng)造性地提出學(xué)生作品的分?jǐn)?shù)由“教師評分+工藝師評分+系統(tǒng)自動評分+學(xué)生互評”四個分?jǐn)?shù)構(gòu)成，每項分?jǐn)?shù)具有合適的比例。平臺能夠自動對參加實驗的學(xué)生的全過程進(jìn)行記錄，具備完善的客觀評價實驗步驟以及實驗成績的標(biāo)準(zhǔn)，提高評價的公正性。同時，指導(dǎo)教師和校外工藝師可以通過學(xué)生作品和學(xué)生實驗報告進(jìn)行主觀評價，提出各方面的建議與反饋信息。參加實驗的學(xué)生可以瀏覽其他同學(xué)的虛擬仿真設(shè)計作品，并進(jìn)行打分。通過完善的評價標(biāo)準(zhǔn)，客觀、綜合評價學(xué)生的能力，真正提升實驗的高階性。

三、科技賦能工藝美術(shù)人才培養(yǎng)

我國各族人民在長期社會生活實踐中共同創(chuàng)造的傳統(tǒng)工藝，蘊含著中華民族的文化價值觀念、思想智慧和實踐經(jīng)驗，是非物質(zhì)文化遺產(chǎn)的重要組成部分。在探索傳統(tǒng)工藝振興與當(dāng)代工藝美術(shù)人才培養(yǎng)的過程中，數(shù)字化傳承、保護(hù)、教育、設(shè)計成為傳統(tǒng)工藝未來創(chuàng)新發(fā)展的主要途徑。藝術(shù)、科學(xué)、技術(shù)相輔相成，互相促進(jìn)，相得益彰。在高速發(fā)展的科技時代，傳統(tǒng)工藝的認(rèn)知方式與研習(xí)過程需要我們主動變革，數(shù)字化、智能化并非讓我們從手藝的溫度與細(xì)膩的工藝過程中抽離出來，而是以另一種方式解讀，進(jìn)而為激發(fā)創(chuàng)造力、增強互動性、強化主動性提供更多的可能性。新技術(shù)革命與人文藝術(shù)融合是驅(qū)動創(chuàng)新的強心劑，科技賦能引領(lǐng)藝術(shù)學(xué)科建立新的人才培養(yǎng)模式，為具體教學(xué)體系的構(gòu)架研究提供了全新的思維與路徑。正如在傳統(tǒng)工藝教學(xué)的具體實施中，融入虛擬仿真教學(xué)模式，打開多通道，發(fā)揮情境化教學(xué)的特點和優(yōu)勢，完成傳統(tǒng)工藝的全流程展演和模擬實操、方案設(shè)計；在創(chuàng)作實施上，匯集多種材料，將3D打印作為技術(shù)手段應(yīng)用于創(chuàng)新產(chǎn)品設(shè)計的研發(fā)制作；在成果推廣中，展覽平臺與數(shù)字技術(shù)結(jié)合，開拓新的空間形態(tài)，打破藝術(shù)教育的原有模式，藝術(shù)與科學(xué)相融合，體現(xiàn)出以手工為主導(dǎo)的新變革與新特色。

作者：王丹誼 陳敏 單位：北京聯(lián)合大學(xué)藝術(shù)學(xué)院