黃春萍

摘要：5G商用，預(yù)示“5G+全息”為教育立了標(biāo)桿。文章就虛擬成像技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，結(jié)合素描教學(xué)融入虛擬成像技術(shù)制作物體空間透視的影像，運用于結(jié)構(gòu)教學(xué)的案例。通過調(diào)查法和訪談法了解素描教與學(xué)中存在的問題，以案例研究法實施虛擬成像突破素描理論教學(xué)瓶頸，合理運用調(diào)查法分析案例實施的效果，有效構(gòu)建素描信息化高效課堂。

關(guān)鍵詞：虛擬成像技術(shù);全息投影技術(shù);素描;教學(xué)案例

一、全球虛擬成像技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

數(shù)字媒體技術(shù)日新月異，互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、虛擬現(xiàn)實、人工智能等現(xiàn)代化信息技術(shù)快速發(fā)展，虛擬成像技術(shù)更是未來視覺領(lǐng)域的重點。虛擬成像技術(shù)，也稱全息投影技術(shù)，是利用干涉和衍射原理記錄并再現(xiàn)物體真實的三維圖像的技術(shù)。美國麻省理工學(xué)院研究生Chad·Dyne借鑒海市蜃樓原理，發(fā)明了空氣投影成像。澳大利亞Euclideon研發(fā)的全息投影桌可實現(xiàn)多領(lǐng)域的全息展示共享游戲桌。全息投影一直處于視覺感知領(lǐng)域，日本東京大學(xué)研究者突破性地研發(fā)了一臺全息投影機“觸覺克隆”，改變了全息的屬性，讓人類對它的物象產(chǎn)生了真實的觸感。目前，可實現(xiàn)的全息投影技術(shù)包括：空氣投影技術(shù)、激光束投影技術(shù)、霧幕立體成像系統(tǒng)以及360度全息投影技術(shù)等等。

二、虛擬成像技術(shù)在國內(nèi)教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀

近年，虛擬成像技術(shù)應(yīng)用于教育領(lǐng)域的發(fā)展態(tài)勢呈上升狀態(tài)。如：西南科技大學(xué)城市學(xué)院和廣州南方測繪公司聯(lián)手打造首個“3D全息投影虛擬仿真”教學(xué)科研一體化實驗室，華南師范大學(xué)首次利用“5D+全息互動課堂”技術(shù)實現(xiàn)跨校區(qū)遠程互動教學(xué)。該大學(xué)將與廣東聯(lián)通探索共建“5G智慧課室”，全息影像技術(shù)讓教師分身跨校區(qū)同時授課成為現(xiàn)實。

虛擬成像技術(shù)除了在校企合作方面，在教學(xué)課堂實施環(huán)節(jié)也層出不窮。例如：上海市松江區(qū)新橋中學(xué)引入全息教學(xué)系統(tǒng)的生物公開課，借助全息影像技術(shù)把各種器官真實地展現(xiàn)在學(xué)生面前，實現(xiàn)沉浸式教學(xué)體驗。

三、美術(shù)課程“素描”教學(xué)現(xiàn)狀調(diào)查分析

素描教學(xué)現(xiàn)狀以網(wǎng)絡(luò)調(diào)查法開展，采用抽樣調(diào)查的模式，調(diào)查方式通過“問卷星”無記名方式的形式，調(diào)查對象為平面專業(yè)的學(xué)生。調(diào)查內(nèi)容包含學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方式、學(xué)習(xí)困惑、學(xué)習(xí)效率以及教學(xué)設(shè)備等方面。調(diào)查發(fā)放問卷共120份，回收有效問卷數(shù)據(jù)120份。

從數(shù)據(jù)分析得知，調(diào)查對象中87.5%的學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度端正，喜歡學(xué)習(xí)素描，素描學(xué)習(xí)階段停留在初級到中級。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，55.83%的學(xué)生認(rèn)為素描理論知識難掌握，由此得知，學(xué)生對于素描的理論知識掌握還有一定的差距。素描理論知識調(diào)查數(shù)據(jù)依次是空間虛實68.33%、物體質(zhì)感63.33%、透視規(guī)律和比例關(guān)系58.33%以及立體結(jié)構(gòu)和明暗調(diào)子52.5%。調(diào)查中發(fā)現(xiàn)在素描教學(xué)設(shè)備上，展示臺占43.33%和計算機占56.67%，其他技術(shù)設(shè)備未曾使用。

結(jié)合問卷內(nèi)容，對部分教師、學(xué)生進行了訪談，進一步了解素描課堂教與學(xué)存在的問題和原因：1. 素描學(xué)習(xí)普遍存在的問題是理論知識難掌握。難掌握的基礎(chǔ)理論知識包括透視規(guī)律、物象結(jié)構(gòu)、比例關(guān)系和空間虛實等等。2. 素描教學(xué)設(shè)備及功能不健全，影響課堂效率。課堂教學(xué)停留在實物展臺和計算機的使用，功能設(shè)備弱。3. 教學(xué)手段單一無法實現(xiàn)多元知識的構(gòu)建。面對單一的、長期的、枯燥的教學(xué)循環(huán)模式，會讓學(xué)生形成抵觸的、疲倦的學(xué)習(xí)心態(tài)。

四、虛擬成像技術(shù)在素描課堂實施的教學(xué)案例

本章節(jié)知識是靜物素描單體陶罐課程。結(jié)合虛擬成像技術(shù)，將三維圖像和視頻滲透課堂教學(xué)，設(shè)計靜物陶罐“橢圓結(jié)構(gòu)透視規(guī)律”的教學(xué)案例。通過該教學(xué)案例的實施，引導(dǎo)學(xué)生深入地突破素描課堂理論難點。采用具體的影像和數(shù)理邏輯關(guān)系引導(dǎo)學(xué)生理解知識，提高課堂效率，并通過實驗班學(xué)生問卷調(diào)查的方式，對學(xué)習(xí)效果進行評估。

（一）教學(xué)背景分析

1. 教學(xué)內(nèi)容分析

“陶罐畫法”節(jié)選自清華大學(xué)出版社的教材《素描基礎(chǔ)教程——素描靜物》第二章第五節(jié)的內(nèi)容。本節(jié)教材內(nèi)容在于講授陶罐的結(jié)構(gòu)、透視規(guī)律和繪畫技法。陶罐是靜物素描中至關(guān)重要的知識點，起到承上啟下的關(guān)鍵作用，所以在此環(huán)節(jié)需結(jié)合前期的石膏幾何體知識，還需要突破橢圓運動的透視規(guī)律，這是建立今后靜物組合素描繪畫基本功最關(guān)鍵的理論知識。

2. 學(xué)情分析

中等職業(yè)學(xué)校一年級下學(xué)期開始進入靜物素描單體學(xué)習(xí)內(nèi)容。學(xué)生經(jīng)過一個學(xué)期對石膏幾何體的學(xué)習(xí)，基本上能夠把握幾何體的造型，能夠結(jié)合石膏幾何體的結(jié)構(gòu)和明暗進行處理。進入靜物單體訓(xùn)練的時候，學(xué)生容易受靜物復(fù)雜外形結(jié)構(gòu)干擾，無法正確地把握靜物的結(jié)構(gòu)，特別是明暗關(guān)系更加難以處理。

3. 教學(xué)目標(biāo)分析

根據(jù)新課標(biāo)的教學(xué)要求，結(jié)合三維教學(xué)目標(biāo)而確定本課的認(rèn)知目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生了解中國古今的器皿文化以及簡單的制陶程序;技能目標(biāo)是掌握陶罐的結(jié)構(gòu)和透視規(guī)律，結(jié)合素描技法創(chuàng)作陶罐;情感目標(biāo)為提高對稱審美修養(yǎng)，增強熱愛民族的情感熏陶。

4. 教學(xué)重難點分析

教學(xué)重點：通過全息投影技術(shù)結(jié)合石膏幾何體和靜物陶罐的結(jié)構(gòu)知識的講授，引導(dǎo)學(xué)生掌握陶罐的結(jié)構(gòu)和透視規(guī)律。

教學(xué)難點：引導(dǎo)學(xué)生通過全息投影技術(shù)展示，自主探究幾何體圓形與陶罐圓形的運動透視規(guī)律。

（二）教學(xué)設(shè)計

課前翻轉(zhuǎn)課堂。在雨課堂平臺上發(fā)布小組課前預(yù)習(xí)，了解對稱之美。提供素材供學(xué)生了解對稱，并讓其通過網(wǎng)絡(luò)資源找到自己認(rèn)為對稱美的物體，然后分析該物體美的原因。

環(huán)節(jié)一：傳統(tǒng)文化導(dǎo)課堂。邀請一個小組分享對稱之美的課前預(yù)習(xí)情況。接著視頻展播，播放我國古今器皿文化的發(fā)展史，重點介紹中國傳統(tǒng)的制陶工藝。引導(dǎo)學(xué)生了解器皿文化，欣賞陶藝的藝術(shù)美，導(dǎo)入新課素描陶罐的學(xué)習(xí)。

設(shè)計說明：課前創(chuàng)設(shè)情境。將中國傳統(tǒng)文化導(dǎo)入課堂，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，引導(dǎo)學(xué)生熱愛中國傳統(tǒng)文化。

環(huán)節(jié)二：全息技術(shù)融課堂（重點環(huán)節(jié)）。實物展示。將陶罐展示給學(xué)生欣賞，了解陶罐的造型和特征。提出疑問：如何把握陶罐的結(jié)構(gòu)和透視規(guī)律？請學(xué)生結(jié)合全息設(shè)備播放的“陶罐軸對稱演示”，了解陶罐圍繞中軸線自轉(zhuǎn)的原理，并掌握陶罐的橢圓透視規(guī)律，從而掌握陶罐的結(jié)構(gòu)（如圖1）。讓學(xué)生初步了解軸對稱物體的特征。陶罐中軸線兩邊外形輪廓一致，它由無數(shù)個橢圓圍繞中軸線而成，所以，中軸線為陶罐輔助線的重要作用，能精準(zhǔn)地捕捉陶罐的造型，這就是軸對稱的運用。再展示具體的陶罐單體繪畫步驟圖，強調(diào)中軸線的重要性和意義，是本次課的重點知識。了解中軸線，難點問題在于橢圓的透視。教師請學(xué)生觀看下一個虛擬影像“圓形運動規(guī)律”，圓形分別圍繞兩條軸前后和左右運動，每轉(zhuǎn)動15度橢圓暫停，引導(dǎo)學(xué)生觀察，并思考正圓到橢圓的運動后的變化。接著，根據(jù)圖例展示的橢圓對稱軸分割面的比例數(shù)據(jù)（如圖2）。通過具體的數(shù)值判斷畫面的大小，對接上之前所學(xué)的物體近大遠小的透視規(guī)律，驗證素描理論知識間是相互滲透的。經(jīng)過上述內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生了解陶罐物體內(nèi)部的橢圓結(jié)構(gòu)關(guān)系。

設(shè)計說明：此環(huán)節(jié)是課堂教學(xué)的核心，整堂課借助信息化技術(shù)突破教學(xué)重難點。重點是引導(dǎo)學(xué)生了解陶罐中軸線的重要性和意義，難點是突破橢圓運動過程的透視規(guī)律，兩者借助虛擬成像技術(shù)展現(xiàn)陶罐空間透視的影像。在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生開展自主探究學(xué)習(xí)，把握好理論與實踐結(jié)合的教學(xué)方式。

環(huán)節(jié)三：范畫演示供觀看。經(jīng)過對理論知識的講授，了解和掌握了陶罐的軸對稱和圓形的運動規(guī)律。接下來，教師借助多媒體數(shù)位板設(shè)備，結(jié)合本次課的素描陶罐理論知識，應(yīng)用到具體的作畫過程。教師演示陶罐中軸線繪制外形的作畫步驟，學(xué)生邊觀察邊了解中軸線的使用技巧。在塑造陶罐結(jié)構(gòu)的過程中，教師重復(fù)橢圓運動規(guī)律并運用其理論知識實現(xiàn)陶罐結(jié)構(gòu)的塑造技法，讓學(xué)生認(rèn)真觀看。

設(shè)計說明：本環(huán)節(jié)重點在于將課堂的理論知識轉(zhuǎn)化為繪畫的技能，讓理論知識在繪畫實踐之后進行鞏固。借助數(shù)位板在大屏幕上進行，還可以錄制成微課的形式，上傳至教學(xué)平臺，供學(xué)生反復(fù)觀看。

環(huán)節(jié)四：教師指導(dǎo)學(xué)生畫。教師在指導(dǎo)的過程中，再次了解學(xué)生對本次課堂理論知識的掌握情況。根據(jù)每位學(xué)生畫面的存在問題進行指導(dǎo)。

設(shè)計說明：本環(huán)節(jié)是學(xué)生學(xué)習(xí)理論轉(zhuǎn)化為技能的過程，在課堂上檢驗，通過作品了解掌握情況，是課堂教學(xué)效果評價方式之一。

環(huán)節(jié)五：文化引領(lǐng)藝術(shù)美。源遠流長的中國傳統(tǒng)文化，除了陶藝，還有更多的形式。通過視頻的形式展播中國傳統(tǒng)工藝大師作品，引導(dǎo)學(xué)生熱愛中國傳統(tǒng)工藝，尊重傳統(tǒng)文化，要善于創(chuàng)造具有文化底蘊的藝術(shù)作品。

設(shè)計說明：課后總結(jié)提升環(huán)節(jié)，在于驗證藝術(shù)的靈魂是文化。通過中國傳統(tǒng)工藝文化引導(dǎo)學(xué)生愛國、愛文化、愛創(chuàng)作。

（三）教學(xué)評估

在教學(xué)評估環(huán)節(jié)，首先采取經(jīng)驗總結(jié)法，對學(xué)生課堂作品進行分析，了解學(xué)生掌握課堂理論知識的情況。接著用調(diào)查法，了解學(xué)生學(xué)習(xí)的反饋。調(diào)查對象為案例教學(xué)班2019級平面1班，調(diào)查方式是問卷調(diào)查的形式，問卷星APP無記名回答問題的形式。班級人數(shù)35人，發(fā)放問卷35份，回收35份。

根據(jù)調(diào)查反饋數(shù)據(jù)，94.29%的學(xué)生喜歡該案例的教學(xué)模式。教學(xué)環(huán)節(jié)的喜歡程度方面，環(huán)節(jié)二、環(huán)節(jié)三和環(huán)節(jié)四比較受歡迎，其中97.14%的學(xué)生喜歡環(huán)節(jié)二融入全息投影的環(huán)節(jié)。對掌握知識的情況分析，數(shù)值較高的是中軸線的作用和意義以及橢圓運動規(guī)律97.14%，陶罐結(jié)構(gòu)技法94.29%。調(diào)查數(shù)據(jù)反映，學(xué)生經(jīng)過案例的學(xué)習(xí)，能夠較有效地完成知識的掌握。學(xué)生對案例中使用設(shè)備的喜歡程度，全息投影設(shè)備獲得較高認(rèn)可。

為了更精準(zhǔn)地了解學(xué)生的掌握情況，邀請五位美術(shù)教師，對四個平行班的作業(yè)進行獨立打分，再取平均分。案例教學(xué)班陶罐作業(yè)平均分成績?yōu)?6.5，明顯高于其他三個班級。在課堂作業(yè)上發(fā)現(xiàn)，大部分學(xué)生基本上能夠把握陶罐的中軸線輔助作畫的步驟。同時，也重點分析了陶罐的結(jié)構(gòu)，了解學(xué)生對橢圓運動規(guī)律的掌握情況，也看到學(xué)生較好的橢圓結(jié)構(gòu)表現(xiàn)。

在本次課的教學(xué)設(shè)計中，借助全息投影技術(shù)滲透課堂重難點知識，使學(xué)生在創(chuàng)新科技的教學(xué)環(huán)境下，高效地理解理論知識，并直接在課堂上吃透、消化知識點，形成繪畫技能。

五、全息投影技術(shù)在素描課堂教學(xué)案例的結(jié)論

此案例研究的突破點在于將信息化課堂與傳統(tǒng)課堂有機融合，將素描靜態(tài)化的學(xué)習(xí)狀態(tài)與動態(tài)化的虛擬影像接軌，虛擬物象的空間透視結(jié)構(gòu)關(guān)系，啟發(fā)學(xué)生的自主探究意識。

（一）開發(fā)全息投影教學(xué)資源庫

根據(jù)學(xué)生在素描教學(xué)理論學(xué)習(xí)的調(diào)查情況分析，透視規(guī)律、立體結(jié)構(gòu)、比例關(guān)系等方面存在的問題，結(jié)合教材教學(xué)內(nèi)容與學(xué)情分析，開發(fā)出符合學(xué)生理解素描理論知識的全息投影教學(xué)資源，同時，可以借助教學(xué)平臺把該教學(xué)資源上傳，成為線上資源。

（二）在素描課堂教學(xué)中運用全息教學(xué)資源

借助全息設(shè)備，將素描全息投影數(shù)字化教學(xué)資源在課堂上展示。根據(jù)講授內(nèi)容所涉及的理論重難點知識，選擇相應(yīng)的全息資源，讓學(xué)生觀察，獲得本次課的知識。

（三）驗證全息教學(xué)資源在素描課堂的價值

結(jié)合線上線下全息教學(xué)資源的學(xué)習(xí)，通過多次長期循環(huán)的教學(xué)實踐，根據(jù)學(xué)生繪畫技能和問卷調(diào)查的方式分析成效，獲得該資源滲透課堂教學(xué)的價值。亦可采用作品鑒賞、展覽和競賽等方式，驗證教學(xué)成效，體現(xiàn)資源的價值。

（四）全息教學(xué)資源在素描課堂的教學(xué)推廣

作為教學(xué)資源，它的推廣才是存在的意義，所以，根據(jù)全息投影技術(shù)運動素描課堂教學(xué)的模式，做好推廣的規(guī)劃。

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