STEAM+AR/VR：高中美術課程的創新優化策略

[摘 要] STEAM教育理念已被廣泛應用于各學科教學中。在新課程標準的指導下，探索如何借助STEAM教育理念對高中美術課程進行整體優化是本研究關注的重點。本文闡述了STEAM教育理念的內涵，討論了高中美術課程優化的必要性，分析了當前高中美術課程中存在的問題，并提出在STEAM理念指導下對課程進行創新優化的策略。隨著科學的不斷進步，增強現實技術（AR）和虛擬現實技術（VR）在高中美術教學中的應用日益增多，其應用價值體現在創新教學方式、提高課堂效率以及增強學生對美術課程的興趣上。

[關鍵詞] STEAM教育理念；增強現實技術；虛擬現實技術；美術課程

STEAM教育理念的推廣，并非單一的教學法更新，而是教育思維的深層轉變。它強調的是在傳統學科界限之上，構建一個互動、協作的學習環境，讓學生在解決實際問題的過程中，體驗到知識間的內在聯系。這種教育理念的實踐，有助于培養學生的綜合素養，激發他們的創新潛能。在高中美術課程中融入STEAM理念，意味著教師不只是教授繪畫技巧，更是引導學生探索藝術與科學的交匯點，如通過數字媒體藝術的創作，讓學生理解技術如何增強藝術的表現力。同時，增強現實技術（AR）和虛擬現實技術（VR）（以下合稱“AR/VR技術”）的融入，為學生提供了一個沉浸式的學習平臺，讓他們在虛擬世界中體驗藝術創作，這種體驗超越了傳統課堂的局限，為學生提供了更為豐富和直觀的學習途徑。通過這些教學實踐，學生能夠在享受創作樂趣的同時，深化對藝術與現實世界關系的理解。

一、STEAM教育理念與高中美術課程創新優化的必要性

STEAM教育理念強調科學、技術、工程、藝術與數學多學科的有機融合，通過項目設計、動手實踐等方式激發學生的創新思維和解決問題的能力。該理念通過實際的設計項目和團隊合作任務，培養學生的設計思維和團隊協作能力。

（一）當前高中美術課程亟待提升的問題

當前高中美術課程以知識傳授為主，課程設置較為獨立，不同學科之間缺乏融合。評價方式偏重結果，未充分關注學習過程。這些問題限制了課程實施的效果，需要通過教學內容和方法的優化來解決，以提升教學質量和學生的學習體驗。

（二）STEAM教育理念對優化高中美術課程的指導作用

STEAM教育理念強調學科交叉與項目實踐的理念，可以促使高中美術課程更新觀念，加強與其他學科的聯系，增加設計性學習內容。采用小組合作、動手實踐、開放探究的學習方式，可以提高學生的參與度和學習興趣。注重學習過程的評價可以使美術學習更加完整。因此，STEAM理念的引入對推動課程內容和方法的整體優化，實現美術教學的持續改進和發展具有重要指導作用。

二、AR/VR技術在高中美術教學中的應用價值

在高中美術課堂中運用AR/VR設備后，師生可以全方位地參與虛擬空間，擁有親身體驗的視聽覺感受；這些設備能夠打破時間和空間限制，大幅提升教學手段的多樣性和互動性。

（一）AR/VR技術應用于高中美術教學的可行性分析

計算機視覺、跟蹤算法等核心技術的進步，以及相關硬件成本的下降，使得AR/VR技術已經適宜于大規模推廣使用。專門針對教學的AR/VR軟件和內容不斷涌現，為教學應用提供了堅實的基礎。高中美術教學需要采用直觀的教學手段來呈現抽象概念，并提供情景化的環境來激發學習興趣。AR/VR技術正好滿足這兩方面的需求，尤其是在傳統實踐條件受限時，可以有效拓展學習空間，解決現實條件無法提供的問題。AR/VR技術提供的沉浸式體驗符合新時代學生的學習偏好。AR/VR技術的應用，標志著教育技術發展的新飛躍，營造了自主學習的環境，從傳統的“以教促學”模式轉變為學生通過新興信息化環境和工具來獲取知識和技能的方式，有助于學生核心素養的培育。

（二）AR/VR技術應用于高中美術教學的具體方式

具體來說，AR/VR技術可以運用于美術教學的多方面：第一，打造沉浸式環境進行主題藝術欣賞；第二，比較學生不同版本的作品；第三，通過虛擬工具進行繪畫實踐；第四，設置互動任務加深對抽象概念的理解。例如，可以使用VR帶學生穿越歷史，親身體驗藝術，感受其深邃與美妙；使用AR比較學生繪畫作品的層次變化等。AR技術還可以結合美術學科的攝影知識，實現將學生作品虛實結合展示，讓學生體驗到虛擬圖像與實物空間的融合效果，展現出新的藝術教學實踐成果。這些應用可以有效地激發學生的學習興趣。

（三）江西省AR/VR技術應用于高中美術教學的現狀

相比東部發達地區，江西省在AR/VR技術應用于高中美術教學方面總體上還比較缺乏。一是相關軟硬件投入不足，二是教師應用能力有限。但近年來，也有個別學校開始試點采用AR/VR技術改進美術教學，一些初步的探索性應用取得了良好效果。總的來看，江西省AR/VR在美術教學中的應用還有較大的提升空間。

三、STEAM+AR/VR：高中美術課程創新優化策略

為實現高中美術課程的創新優化，需要在教學內容、教學方法、課程設計等方面進行系統性的改革創新。

（一）更新課程內容，融入STEAM教育理念

在教學時，教師可以增加一些與科學、技術相關的美術內容，如在數字藝術創作中的應用、計算機圖形學在繪畫中的應用等。這可以拓展學生對藝術的認識，了解科技在藝術創作中的作用。教師可以通過案例或實際操作等形式，讓學生了解現代科技在藝術創作中發揮的巨大作用，感受科技藝術的魅力。

在融入STEAM教育理念的同時，課程內容的更新也意味著對學生認知視野的拓展。通過將科學原理與技術工具融入藝術創作，學生不僅能夠學習到藝術與科技的結合方式，還能夠培養批判性思維和創新能力。例如，在探究色彩與光線如何影響視覺感知時，學生可以通過實驗不同的數字媒體工具，來實踐和觀察這些元素在藝術作品中的實際效果。這種跨學科的學習體驗，有助于學生建立更為全面的知識體系，激發他們在藝術探索中主動發現問題并尋找解決方案的熱情。

（二）運用AR/VR技術改進教學方法

AR/VR技術為美術教學提供了直觀、形象和沉浸式的教學手段。教師可以利用AR/VR技術的直觀性來展示教學內容，創建情境，增強教學的實踐性和互動性；在虛擬環境中進行繪畫和雕塑，通過記錄操作過程，進行細節回放和技巧分析。這些應用不僅增強了課堂的趣味性，也提升了互動性。

例如，教師可利用3D模型，涵蓋多樣的寫生主題，構建家居場景并細致布置，以供學生觀察。學生戴上VR設備后，能夠自由選擇觀察視角和距離，全方位檢視對象。在開始寫生前，教師展示VR系統的操作和描繪技巧，學生可通過手持控制器與虛擬對象互動。學生若需要更深入地觀察對象的細節，可以通過調整視角和距離來實現。教師可以通過后臺系統實時指導學生，關注線條結構和明暗關系。這個虛擬寫生平臺突破了時空限制，提供了傳統教學難以比擬的便利性和靈活性，可以有效提升學生的繪畫能力和專注度。

（三）加強課程設計，整合各學科知識

為了加強課程設計，教師可以增加具有設計性和應用性的課程內容，如整合數學、物理和編程等學科知識來解決實際問題。例如，學生可以利用編程知識開發AR藝術作品，運用物理原理設計可持續雕塑，運用數學概念設計對稱藝術品等。這不僅能夠培養學生的綜合運用知識的能力，還能激發他們的創新思維。

以高中一年級學生為例，教師可以設計一個以校園建設為主題的STEAM綜合實踐項目。在項目開始時，教師帶領學生進行校園實地考察，觀察并記錄校園建筑式樣、布局和綠化等情況，以及提出優化思路。接著，組織學生利用AR技術進行虛擬場景設計，學生在設計中應用美術的視覺傳達技巧和審美原則，考慮布局結構和色彩造型；運用物理學的結構知識，確保建筑設計的安全性；運用生物學原理，進行植被的種類選擇和布局規劃；運用編程知識，實現AR虛擬場景的搭建。教師在整個設計環節中提供指導，幫助學生形成包括AR虛擬場景在內的校園改造設計作品。通過項目的實施，學生能夠運用所學知識創造性地解決實際問題，培養STEAM綜合能力，同時加深對校園環境美化的認識和參與。

（四）強化動手實踐和探究學習

教師可以組織學生運用AR/VR技術進行線描、色彩構成等基礎訓練，并開展以特定主題為引導的寫生創作活動，以此加強學生的基礎繪畫能力。安排一些開放式的繪畫和雕塑項目，鼓勵學生自由探究創作，展現他們的獨特視角。在創作過程中，教師可以適時指導學生的創作思路和細節，并引導學生記錄自己的創作心得和體會。通過這樣的動手實踐和開放探究，可以激發學生的學習興趣，使學習過程更加主動和完整。

為了提升高中三年級學生的空間構圖能力，教師可以采用VR虛實結合的混合教學模式。教師使用Maya等軟件創建一個抽象的三維空間框架，學生在這個框架中構思和設計作品的整體布局，運用線條、色塊等手段進行空間處理，創作出具有一定難度的構圖作品。在創作過程中，教師可以通過語音、注解等方式對學生的構思方案進行指導。在完成創作后，學生提交數字作品文件，教師再使用AR技術將作品在實際環境中展示，收到虛實融合的效果。學生能夠直觀地體驗他人作品的立體效果，同時對照自己的作品進行優化。這種虛實結合的AR展示方式，比單純在計算機上觀看更加直觀和沉浸，有助于加深學生的體會和記憶。通過這一過程，學生在VR環境下進行構圖實踐，并通過AR技術拓展作品欣賞的新視角，有效培養了空間想象力和構圖能力。

（五）加強高中美術課程與生活的聯系

教師要致力于將高中美術課程與學生的日常生活經驗緊密結合，以培養學生的綜合素質和創新能力。教師的角色不僅是知識的傳遞者，更是引導者和促進者。教師可以引導學生觀察和思考生活中的美術相關問題，如環境保護和文化傳承，并鼓勵學生基于這些主題設計具有個人特色的美術創作項目。此外，教師應積極組織和開展多樣的研學活動，如實地考察、工作坊、社區藝術項目等，這些活動不僅能夠豐富學生的課外生活，還能幫助學生在實踐中深化對美術知識的理解，激發他們的創造力和探索精神。

以高中一年級的陶瓷創作主題教學為例。教師可以組織學生赴擁有豐富的陶瓷實物展示和陶瓷制作工藝場景的陶瓷博物館，開展以“傳統制陶體驗”為主題的研學活動。在活動中，學生可以觀察、比較不同時期、不同種類的陶瓷器物，了解它們的材質、工藝、裝飾特征；觀摩陶藝大師現場展示制作和裝飾各類器皿的技藝，感受傳統陶藝的魅力。博物館還設有親身體驗教學區，學生可以在教師指導下，從揉捏陶土開始，經過造型、補線、上釉彩等工序，最終完成個人作品并體驗窯燒過程。這種親身參與的創作體驗，比單純理論學習更能加深學生對陶瓷文化的理解與感悟。在研學活動返校后，教師還可以組織學生分享制陶感想，引導他們在生活中發現更多與陶藝相關的文化內涵。

參考文獻

[1]宋磊.STEAM教育理念下新時代美育跨學科教學策略探索[J].課程·教材·教法，2022，42（11）：140-145.

[2]黃唯麗，陳衛東.增強現實技術在中小學美術教學中的應用探索[J].美術教育研究，2024（5）：170-173.

[3]崔會嬌，程慕華.基于虛擬現實技術的數字媒體藝術教學策略[J].山西財經大學學報，2022，44（S2）：125-127.

[4]馮紅梅.普通高中學生視覺素養及其培養[J].課程·教材·教法，2012，32（7）：103-106.