一、实训目的

在大数据和交互技术的冲击下，非遗专业技能教学也面临着结合先存在的问题进行教学方式方法更新的需求，虚拟仿真实训的主要目的是解决日常教学中存在的实际问题如：实践设备供应不足；学生对实践过程生疏；教师资源缺乏；班级人多，实践机会少。

·陶瓷烧制工艺——在教学环节实操复杂、损耗高，自古有“过手七十二方可成器”之说，其中哪道工序稍有不慎即会前功尽弃。通过虚拟现实技术，可实现加工方面例如轮碾机和球磨机等现代机械模拟操作。同时可以让学生体验加工、造型、制模、成型、素烧、上釉、釉烧、检选八大工序。可以让学生更全面、更彻底、更深入、更安全的体会和理解知识和技术，更好辅助现实中的设备操作和艺术创作。

·开封木版年画技艺——通过软件模拟木板年画在制作过程中的全部环节如刻板，印刷、对版等，让学生在安全环保的过程中体验木板年画的制作流程，使学生掌握相关操作原理和技法。

·传统泥塑技艺——通过软件模拟河南传统泥塑在制作过程中的全部环节，如：造型，和泥、上色等，让学生在虚拟空间中体验泥塑的制作流程，使学生掌握相关操作原理和技法。

·开封汴绣制作工艺——汴绣技艺的熟稔主要来源于绣工技艺提升，从劈丝到穿针引线到效果呈现，从门外汉到熟练工，需要长时间辛苦训练。本项目可以有效提高实训效率，降低实训成本，通过快速呈现刺绣画面效果提高实训成效。

·传统古琴制作技艺——由于古琴制作的原材料桐木质量庞大，原材料价格高昂、有粉尘污染等因素，高消耗、高风险，开设虚拟仿真实训项目可规范操作章程，为后期真实实践打下基础。

二、实训原理

（1）河南传统陶艺制作技艺虚拟仿真实训

虚拟现实模拟具体实践的手段来帮助学生更好地理解课程理论知识，同时让学生练习实际的操作方法，反哺现实中实操教学。

知识点数量： 5 个，共10课时，包括：

①陶瓷拉坯技艺与手法；

②陶瓷修坯技法；

③陶瓷素胎上釉技巧方法；

④瓷器入窑烧制技法与窑炉操作方法；

⑤瓷器鉴赏。

（2）开封木版年画制作技艺虚拟仿真实训

以虚拟仿真模拟具体木版年画技法的手段来帮助学生更好地理解课程理论知识，同时让学生练习实际的操作方法，反哺现实中实操教学。

知识点数量： 4 个，共8课时，包括：

①木版年画雕版工艺手法；

②木版年画雕版刀法技巧；

③木版年画单板上色工艺技法；

④年画的印制以及装裱方法。

（3）河南传统泥塑技艺虚拟仿真实训

通过虚拟仿真技术让学生在软件中模拟泥塑的制作流程和学习相对应的工艺，帮助学生更好地理解课程理论知识，同时让学生练习实际的操作方法，反哺现实中实操教学。

知识点数量： 5 个，共10课时，包括：

①泥料选取与处理手法；

②泥料塑型方法；

③泥狗素胎彩绘上色手法；

④泥狗插空方法手段；

⑤泥狗晾干。

（4）开封汴绣制作工艺虚拟仿真实训

利用VR技术将汴绣技法和材料形成虚拟教学影像，汴绣采用的全是蚕丝，并且为了不同的作品为了体现不同的效果和不同的工艺，通常会把一根丝线劈成若干丝。由于汴绣是用纯手工制作而成，人为因素决定了每一幅的作品都不会一模一样，利用技术手段将有代表性的汴绣大师的技法融入到VR中，使学生沉浸式体验大师的针法。

知识点数量： 5 个，共10课时，包括：

①汴绣材料讲解与应用；

②传统汴绣针法14种；

③学习借鉴针法5种；

④创新针法17种；

⑤汴绣鉴赏（人物、山水、花鸟）。

（5）传统古琴制作技艺虚拟仿真实训

利用VR技术将古琴制作工艺流程和材料形成虚拟教学影像，古琴工艺采用的全是桐木材料，并且为了不同的作品为了体现不同的效果和不同的工艺，通常会把一根桐木按照尺寸要求切成实木板材。古琴大部分工序是用木雕机床工制作而成，部分工序由手工雕刻打磨成，是人工与机械结合的工艺品，利用数字技术手段将有代表性的古琴制作工匠的技法融入到VR中，使学生沉浸式体验大师的制作工艺流程。

知识点数量： 6 个，共12课时，包括：

①古琴制作材料的选择；

②古琴样式的确定；

③琴身箱体打磨；

④木胚裱布与琴徽安装；

⑤油漆工艺上料与配件制作；

⑥琴弦安装与调音。

三、实训教学方法

·使用目的：

虚拟现实是在现代教育思想指导下，使用新技术改进教学方法的尝试。引入虚拟现实技术到教学，从非遗教学虚拟现实系统的组织形式看，逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能，在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构，变学生的“被动听讲”为“主动学习”，由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下，也可以有效的解决实际教学中存在的安全风险、体验不足、耗材不足等实际问题。

·实施过程：

多媒体虚拟现实技术应用于教学过程后，可以促使教学手段向科学化、高效益方向发展，其变化体现在以下几个方面：

（1）互动启发式教学。虚拟现实有助于启发式教学的开展，与传统的幻灯、投映胶片和课件相比都有很大的进步，尤其在演示教学内容方面能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料。

（2）发现式教学。发现式教学是以解决问题为中心的教学形式，虚拟现实在实训教学中可以让学生进入问题存在的环境，有针对性地建构虚拟情景，引导学生进行探究。

（3）协同工作式教学。以往的教学手段交流只能限于师生之间，学生与学生之间缺乏协作，而虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制，可让远距离的师生或位置分散的学生“共处于”一个虚拟空间中，通过共同参与，且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。

·实施效果:

在非遗类职业教育课堂中引入虚拟仿真系统后，非遗产品制作虚拟仿真系统可以完成以下整体环节：艺术品造型设计开发、教学内容的展示、移动交互应用。通过虚拟仿真教学资源建设，将传统的非遗教学与信息技术相结合，方便广大师生的互动交流。

设计开发类虚拟仿真教学的信息平台是非遗教学辅助开发的工具，比如泥塑虚拟仿真解决了泥塑教学项目真实实验难以实现、设计效率底、材料消耗大等问题，特别是解决了多样性实验开展困难的问题。

学生学习效果方面，引入虚拟仿真系统后，学生学习效率和学习兴趣大幅增加，

同时学习过程中也可避免耗材浪费和避免由于错误操作而导致的不安全因素。

四、实训方法与步骤要求

（1）实训方法描述：

非遗教学虚拟仿真系统是以计算机虚拟现实和三维仿真技术为核心，利用计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术，模拟人的视觉、听觉、触觉等功能，使人能够沉浸在计算机生成的虚拟境界中，并能够通过语言、手势等方式进行实时智能交互，使用者能够通过虚拟现实系统身临其境的在虚拟环境中学习。以虚拟现实技术综合多种仿真技术为支撑，在计算机环境中构建的虚拟实验环境，实验者可以像在真实环境中一样运用各种虚拟实践工具和设备，对实验对象进行虚拟操作，完成各种预定的实践项目，起到学习训练的作用。

学生通过利用虚拟仿真系统进入相应的非遗实操类课程，通过头戴式VR眼镜和手柄进行交互式操作学习，在软件里模拟相应的操作方式方法，最终实现在虚拟环境中完成与现实实训教学中相同的训练，以达到学习效果和目的。

（2）学生交互性操作步骤说明：

1）河南传统陶艺制作技艺虚拟仿真实训

步骤1：选料阶段 筛选优质的瓷土

步骤2：造型阶段 设计优美的造型

步骤3：制模阶段 制作合适的模具

步骤4：注浆成型 初步感受成型

步骤5：印坯成型 进阶尝试成型

步骤6：拉坯成型 自由的成型方法

步骤7：施彩阶段 选择搭配的颜色

步骤8：素烧阶段 尝试第一次烧制

步骤9：上釉阶段 为陶瓷注入灵魂

步骤10：釉烧阶段 进阶第二次烧制

步骤11：出窑阶段 进行陶瓷检验

2）开封木版年画制作技艺虚拟仿真实训

步骤1：选取板材：多选用表面无花纹的梨木板。

步骤2：打磨板材：将选好的板材利用刨子刨平。

步骤3：涂抹底层：立德粉和白乳胶调和，铺在版上，晾干，用先粗后细的砂纸磨平。

步骤4：绘制基本图层，或将图片用去碳粉机器复印底稿。

步骤5：转印图稿，复印好的画铺于板上，用煤油搽和复印纸，将画转印到木板上。

步骤6：刻线稿板，根据绘制的底稿刻出流畅的线稿。

步骤7：技法展示：发、衬、挑、复、剔等刀法，刻出婉转流畅的线条。

步骤8：色板制作：同样大小尺寸，图稿，只留不同颜色的部分刻出色板。

步骤9：套色讲解：套色印刷是先刻浅色，再刻深色。

步骤10:印制线板：在线版上用滚筒滚上油墨，用纸覆盖版上，研磨印制上色。

步骤11:印制色板：分颜色和图形按不同顺序对版，将色块版按照相对位置进行印刷。

步骤12：悬挂晾干：将印好的版画用架子悬挂于通风阴凉处晾干油墨。

步骤13：装裱成册：装裱有拓片、书页、框裱等多种方式。

步骤14：年画鉴赏。

3）河南传统泥塑技艺虚拟仿真实训（以泥狗狗为例）

步骤1：熟悉材料，辨别选取合适的泥土材料。

步骤2：基础准备，合理晾晒粘土。

步骤3：搅拌和泥，水泥比均匀成型。

步骤4：构思捏样，创作基础造型。

步骤5：设计插空，使其具有音乐功能的趣味性。

步骤6：阶段式晾干，保证作品质量。

步骤7：筛选素坯，将晾晒阴干期间开裂或有杂质的素模去除。

步骤8：制作黑底，利用覆盖性强的黑色颜料整体涂黑。

步骤9：构思选色，通常以红黄蓝粉绿为主。

步骤10：手工彩绘，根据造型绘制适合的点线面元素。

步骤11：挑选上光，根据体量大小涂抹光亮颜料。

4）开封汴绣制作工艺虚拟仿真实训

步骤1：材料选取：天然蚕丝绣线、上等绢布、手工绣绷、木制绣架，不同型号的绣花针。

步骤2：手工绷框：利用嵌条把绢布嵌入绣绷，组合绣绷后穿线抽紧布面。

步骤3：布面上浆：在泵好的布面上刷上薄小麦粉水，放在绣架上等待晾干。

步骤4：描摹花样：在阴干的绢面上轻轻的绘制线稿。

步骤5：准备绣线：根据预想的效果配置绣线和绣针大小。

步骤6：针法体验：乱针绣、十字绣、叠针绣、打点绣等多种技法体验。

步骤7：精心绣制：依照画面由远及近的顺序，糅杂不同针法，达到画面最佳效果。

步骤8：刻画细节：对于漏针以及没有达到预想效果的位置进行补针或修改。

步骤9：取出画布：绣好后的作品再次刷小麦粉水定形，阴干后将布面裁剪下来。

步骤10：简易装裱：将取下的画芯刷薄浆糊装裱成拓片。

步骤11：鉴赏学习：经典刺绣欣赏，包括人物、山水、花鸟。

5）传统古琴制作技艺虚拟仿真实训

步骤1：木料选材，面板多用杉木，底板多用梓木，纹理顺直、硬度适中，且无疤节和虫蛀。

步骤2：外观造型，主要是形制和面板曲率。

步骤3：槽腹结构，槽腹结构即共鸣腔结构，是决定古琴音色的灵魂。

步骤4：木胚装配，将古琴的面板和底板通过用生漆粘合而结合在一起，合琴后，镶嵌岳山、承露、焦尾、龙龈等硬木配件。

步骤5：木胚裱布，将古琴表面清洁，修补平整，上一道透明底漆后阴干。将浸泡稀释漆的麻布均匀裱裹在木胚上，最后阴干即可。

步骤6：灰胎工序，用筛子把鹿角霜和大漆混合成粗灰、中灰、细灰。由粗到细，不断上灰、阴干、打磨。

步骤7：琴徽安装，古琴琴面镶嵌的十三个琴徽，确定13个琴徽位置后，向下打眼，将来髹漆后统一打磨平整。

步骤8：髹漆工序，先刷一层黑色不透明大漆，并阴干后打磨。再用色漆在琴胚上画出纹样作为髹饰，若是素色琴则无此道工序，然后彻底阴干后再刷一遍透明大漆，再阴干。

步骤9：擦漆工序，首先刷一层透明大漆，阴干后打磨。然后反复进行“擦青”、阴干、打磨工序3-5次。

步骤10：推光工序，用人手、棉团、真丝团或头发团蘸取生植物油推擦10-20遍。反复摩挲，直至琴面达到光洁细腻的效果。

步骤11：雁足安装，古琴的雁足位置应该是在尾托到轸池之间的黄金分割点上。

步骤12：琴弦安装，先上五弦，五弦定准后，依次六、七弦，先后缠绕在琴背右边雁足上，然后再上一、二、三、四弦，缠绕在左边雁足上。

步骤13：调音，弦安装后还须调音，使七根琴弦达到相互音程关系。

五、考核要求

在虚拟仿真系统里能安装系统提示和要求顺利完成相关操作，最终形成完整作品，通过系统自动打分，60分以上为合格。

六、面向学生

（1）专业与年级要求

民族传统技艺、工艺美术品设计专业2、3年级学生

（2）基本知识和能力要求等

基本理解和掌握了本专业相关理论知识，对非遗类项目分别有了解和接触，同时掌握相关基础操作流程。在进行虚拟仿真课程介入前了解相关操作方法，可以进行简单的实操练习。