国家级一流本科课程天水雕漆及创意设计虚拟仿真实验

一、教学团队

      天水雕漆及创意设计虚拟仿真实验课程依托2022年3月接入国家高等教育智慧教育平台的《艺术设计史﹒漆器篇》专题教学内容建设而成。课程负责人为王桂丽，团队成员为甘肃省工艺美术大师、飞天雕漆总工艺师巴忠天，文学与文化传播学院教师陈芳芳、叶毓，分别负责课程总指导、漆器工艺技术指导、设计和教学实施、线下线上辅导及作业检测。

课程教学团队

      团队获批教育部产学合作协同育人项目《非遗文化与创新创业课程建设实践研究》、省教育厅创新基金项目《基于实验性漆器与天水雕漆文化元素的创业产品设计》；指导学生获2023年首届全国“鑫锐杯”虚拟仿真智能设计与开发大赛一等奖和三等奖；指导学生完成创新创业训练计划项目《雕情雕情·艺梦—天水雕漆艺术与现代审美融合的纸雕文创产品设计 》；指导学生完成毕业设计《天水雕漆VR数字展馆》《天水雕漆衍生产品平面设计》《天水雕漆淘宝店铺设计》《犀皮漆工艺MG动画》等。

二、课程教学目标

      天水雕漆距今已有两千多年的历史，2008年天水雕漆技艺被国务院批准列入第一批国家级非物质文化遗产，具有彩绘、雕填、石刻镶嵌、平磨螺钿等多种复杂工艺特色。雕漆材料珍贵，技艺复杂，包含制胎、髹漆、画工、雕刻等上百道工序。由于技巧的专门性和艺术的独特性，其中一道工序失误，将前功尽弃，会造成材料和时间成本的巨大浪费，教师和学生难以在真实环境中进行反复实践和练习，产生的粉尘、噪声等存在一定危害性，大大影响授课效果和学习效率。团队通过大量的实地走访调查发现，天水雕漆国家级非遗技艺——雕填技艺目前面临失传的境遇，基于以上复杂问题，雕漆技艺的保护、传承与创造性转化和创新性发展成为重要而紧迫的问题。

      该实验所依托的艺术设计史（漆器篇专题）课程是精品在线开放课程，于2022年3月上线国家高等教育智慧教育平台，是数字媒体艺术专业的主干课程之一。课程要求学生掌握设计文化、培养学生基于数字化设计实践的设计创新综合能力，培养大国工匠。通过本实验要达到教学目标如下：

      1.掌握雕漆的历史背景、文化发展、艺术特点，并熟悉主要仪器设备的基本理论知识和操作方法。

      2.掌握漆液及其多色漆调制、造型比例、髹漆、雕漆成型的制备和制作工艺。

      3.掌握雕漆设计工艺—造型工艺—裱布工艺—髹漆工艺—画工工艺—雕刻工艺（不同雕漆制作的具体技艺会有顺序及其他工艺的差异）—推光工艺—配套工艺流程。

      4.培养学生分析解决“创意设计—造型—髹漆—画工—多种工艺应用”漆器制作复杂问题的能力。

      5.培养学生基于数字化设计实践的设计创新能力。

      6.培养知识应用能力、综合实践能力、思维判断与分析能力、跨学科思维能力、对新技术的学习能力；培养团队意识、创新精神、大国工匠的工作态度。

      7.激发学生热爱中国漆器文化的热情，弘扬民族特色，提升文化自信，培养学生凭借“设计之力”建设社会主义现代化强国的职业素养。

图1 STEAM跨界融合理念及实验教学目标

      在STEAM跨界融合理念及“教学创做”合一理念的指导下，上述实验教学目标的达成有助于培养学生的综合设计能力和岗位胜任能力，学生毕业后能快速适应艺术设计与文化传播等工作，或从事艺术设计相关方向的科学研究，为培养学生成为高层次数字化应用型“新文科”人才奠定了重要的基础，进一步巩固国家级/省级一流本科课程、创新创业示范课程、润尼尔精品项目质量奖的成果。

图2 “教学做创”合一理念及实验教学目标

      为达成以上实验教学目标，本实验设置5个模块实验内容（图3）。

      模块一：知识认知。漆液、雕漆知识及材料工具认知。

      模块二：引导模式。交互情景引导雕漆制作。

      模块三：实验模式。分为传统雕漆、现代天水雕漆、后现代创意漆器。立足天水雕漆，让学生了解中国古代代表性的剔红、剔犀雕漆制作工艺流程；现代雕漆选取天水国家级非遗技艺——雕填工艺四扇屏，以及天水雕漆目前最具代表性的技艺骨石镶嵌工艺；天水雕漆技艺应该在传承中创新发展，后现代创意漆器意图为天水雕漆未来的创新性发展提供借鉴。

      模块四：设计模式。让学生选取不同的器型、纹饰、雕刻工具、工艺等自由创意制作漆器艺术品。

      模块五：考核评价。完成实验考核，在线填写并生成实验报告。

图3 实验流程结构图

      实验内容与能力培养的对应关系如图4所示。

图4 实验流程结构图

三、课程建设举措

      天水雕漆及创意漆器虚拟仿真实验是贯彻落实《国务院办公厅关于深化高等学校创新创业教育改革的实施意见》，基于学校立足陇东南、服务甘肃省、走向全国和主动服务国家战略与地方需求的办学定位，依托2022年3月接入国家高等教育智慧教育平台的艺术设计史•漆器篇专题教学内容建设而成。

      课程运用VR数字技术，高度仿真漆器制作工艺流程，实现“传统文化与地域文化、理论与实践创新”一体化的实验教学。以天水雕漆虚拟仿真实验为主题，分为知识模块、情景模块、实验模块、创意设计模块。

（一）虚实结合的实验设计

      课程构建了涵盖传统雕漆（剔红、剔犀），现代天水雕漆（雕填、骨石镶嵌）和后现代创意漆器（如长柄漆壶、无口宵瓶）的虚拟仿真实验体系。用三维仿真技术解决了传统教学中高成本、高风险、长周期（如髹漆工序长达数月）的“三高三难”痛点，实现了“以虚代实”“以虚助实”。

图5 木材选料、造型原理

图6 裱夏布原理

图7 髹色漆原理

图8 纹饰画工原理

图9 雕刻工具使用原理

图10 雕刻工具使用原理

（二）技术赋能与资源整合

      实验运用VR、AR、3D建模等技术1:1还原雕漆工作室和工艺流程，提供沉浸式体验，高度仿真雕漆制作和工艺流程，实现“传统文化与地域文化、理论与实践创新”一体化的实验教学。

实验教学技术架构

      实验创建木质漆器风格漆器艺术工作室的虚拟场景。综合运用化学、材料学、艺术学、设计学、数学等多学科研究成果，以及Unity3D技术、C语言、 Unity技术引擎进行开发设计，根据场景模型参考图片，采用场景3D仿真，在Maya或3ds max软件中制作模型，切图仿真，创建剔红雕漆实验室、剔犀雕漆实验室、造型实验室、荫房实验室等虚拟实验场景。高度仿真了雕漆的制胎、裱布、髹漆、画工、雕刻、推光等场景，使得实验场景更加形象直观。

图11传统雕漆、天水雕漆、创意漆器实验操作和虚拟仿真实验操作场景图

（三）课程“立足天水雕漆地域文化，厘清核心要素仿真设计”，深度挖掘和精准转化地域文化元素，并将其贯穿于虚拟仿真的各个环节。

      本实验的核心要素包括：漆器造型、裱布、髹漆、画工、雕刻、填彩、骨石切割、骨石镶嵌、打磨与抛光。各要素仿真度如下：

      1.漆器造型虚拟仿真

      该要素模拟固定在车床设备上进行造型设计，内容包括选择原料、木材切割等实验过程，1:1还原圆盘、圆盒的制作过程，真实地模拟实物操作过程，形象直观。此外，设计了常用材料实验设备的人机交互操作，使学生能够在虚拟环境下反复练习，亲历造型设计，实现“以虚代实”。

图12 漆器材料及木材造型虚拟仿真

      2.漆器裱布、髹漆工艺虚拟仿真

      该要素形象地仿真了漆器把腻子刮到夏布上，再把夏布裱在木胎上，再用刮板刮平整，再依次刮粗灰、刮中灰、刮细灰的裱布刮灰过程。利用交互设计形象地展示裱布、髹漆、阴干等具体髹漆过程，增强学生对剔红、剔犀雕漆效果的理解能力。

图13 漆器裱布、刮灰，髹漆虚拟仿真

      3.画工、雕刻、填彩工艺虚拟仿真

      该要素形象地仿真了雕漆纹饰的画工工艺，用刀头为30。斜角的发条刀沿图案轮廓向线条内、外略倾斜雕刻（以便留出线条），剔去填色部分漆面；用勾刀和钢针刻画精细的纹理，剔去填色部分漆面，深度约0.5—1毫米；再用牛角铲把色漆刮入图案轮廓内，填2-3次至与漆面平齐，阴干。

图14 漆器画工，雕刻、填彩虚拟仿真

      4.骨石切割、骨石镶嵌、推光虚拟仿真

      该要素形象地仿真了骨石镶嵌工艺将配好的石料用钢丝锯锯下，按照图案不同部位分割，把不同部件拼接成相对完整的单件，再将雕刻完毕的石活等配件镶嵌在按挖去漆皮的轮廓内。

图15 骨石切割、骨石镶嵌、推光虚拟仿真

四、课程建设成效

      天水雕漆及创意设计虚拟仿真实验课程通过三维仿真技术，构建了从传统雕漆（如剔红、剔犀）到现代天水雕漆（如雕填、骨石镶嵌）乃至后现代创意漆器的完整虚拟实验体系，有效解决了传统教学中高成本、高风险、高消耗、难实施、难观摩、难再现的“三高三难”痛点，如髹漆工序需阴干数月、骨石镶嵌工艺复杂且危险等问题，使学生能在安全环境下反复试错和练习。课程采用“线上虚拟仿真+线下实践体验”的混合教学模式，并融入麦积山石窟、大地湾彩陶等地域文化元素，显著提升了教学质量。此外，课程获甘肃省一流本科课程、甘肃省创新创业教育示范课程及“润尼尔精品项目质量奖”，团队成员指导学生在全国“鑫锐杯”虚拟仿真智能设计与开发大赛中获得一等奖和三等奖，完成了多项创新创业训练计划及优秀的毕业设计。课程形成了“非遗+数字化+思政”三结合育人模式，为国家级非物质文化遗产天水雕漆的活态传承、创造性转化和创新性发展探索了有效路径。

五、课程特色与创新

      1.实验理念

      课程以培养具有专业胜任能力的创新应用型设计人才为目标，遵循“学生中心、问题导向、学科融合、创新实践”的实验教学理念，立足天水雕漆国家级非遗，让学生在沉浸式漫游、交互式练习、自主式设计、支架式引导、反思式评价过程中，具备创意设计和创新实践能力。

      2.实验选题

      课程以非遗工艺为实验主题，实现国家非遗的传承与保护，突显社会担当。一方面，天水雕漆是第一批国家级非物质文化遗产。其中骨石镶嵌等多种复杂工艺濒临失传，本实验既能在仿真环境下进行雕刻实践，实现国家非遗的传承与保护；另一方面，雕漆木材名贵，象牙等原材料属于禁品，本实验弥补了技艺、材料、师资等问题，大大提高了受众面和普及面。

      3.实验设计

      课程以天水雕漆大师何晓峰雕填工艺的代表作为实验内容，进行高度还原和虚拟，突显项目的权威性和艺术性。由天水飞天雕漆工艺有限公司技术部部长巴忠天大师对本实验进行全程指导。

      4.实验教学

      一是“非遗+数字化+思政”三结合模式落实课程思政。以天水雕漆国家级非遗文化为依托，构建课程思政体系，有效落实非遗进教材、进课堂、进头脑，形成精神引领和价值认同；二是“专业素养+职业技能+服务地方”三结合的育人特色，全面提升学生综合素养。依托虚拟仿真实验与创新创业项目、企业实践基地等相结合，培养学生的职业技能，增强学生服务地方的责任心；三是“创意设计+创新实践+创业项目”的教学模式。注重学生双创能力的进阶培养，提升学生的创新技能。

      5.课程推广

      课程依托天水雕漆省级中华优秀传统文化传承基地，在全国范围内推广应用，突显良好的共享和应用效果。作为省级创新创业示范课程，对大学生创新创业训练等活动开展提供全学段、全覆盖的非遗训练服务。

      6.评价体系

      天水雕漆及创意设计虚拟仿真实验系统能记录学生实验学习全过程并实时指导。平台有完善的反馈机制，为教师后期改进和完善实验提供参考。