基于VR的高校軍事理論課程情境化教學模式研究

張志勇 楊威 姬洪濤

[摘 要]基于VR的軍事理論課程情境化教學就是利用虛擬現實技術創設符合教學需求的逼真的虛擬教學場景，將原本枯燥、死板的理論教學內容可視化、立體化、現實化，從視覺、聽覺入手，直接刺激學生的感官，讓學生自己參與到課堂的教學互動中，將以前由教師單一灌輸的授課模式逐漸向由教師引導，學生帶著問題的自主式、研討式學習模式轉變，提高學生的學習積極性和參與性，從而達到增強大學軍事理論課程課堂教學效果的目的。

[關鍵詞]虛擬現實；軍事理論課程；情境化教學

[中圖分類號] G642.0 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-3437（2018）06-0054-03

當前，教育部早已規定在普通高等院校中必須開設軍事理論課作為公共基礎必修課。受軍事教學資源的限制，普通高校的軍事理論教學仍然以傳統的教學模式為主，主要是教師口授、板書，學生耳聽、筆記。從該課程的教學實踐來看，課程主要側重于課堂理論教學，內容比較龐雜，知識面廣，理論比較抽象，缺乏相應的實踐教學環節，學生理解存在一定的難度，教學效果一般。隨著計算機技術和模擬仿真技術的不斷發展，在特定范圍內生成融逼真視覺、聽覺和觸覺等感覺于一體的虛擬環境技術，即虛擬現實技術（以下簡稱VR）[1]，對教育領域產生了重大而深刻的影響。高校軍事理論課程可以在教學過程中利用VR技術創設恰當的教學情境，以此來吸引學生的注意，使學生產生身臨其境的感受，激發學生的學習興趣，使學生積極參與到課堂學習的教學模式中來。這種基于VR的軍事理論課程情境化教學模式[2]，對于提高高校軍事理論課程教學效果具有重要的實踐意義。

一、基于VR的高校軍事理論課程情境化教學內容的選擇

利用VR開展軍事理論課程實踐教學，應當將課堂理論講授效果不佳的內容與VR的優勢結合起來進行合理選擇。按照《普通高等學校軍事課教學大綱》（2007修訂版）的要求，在普通高校開設軍事理論課的目的是“使學生掌握基本軍事理論，增強國防觀念和國家安全意識，強化愛國主義觀念，為中國人民解放軍訓練儲備合格預備兵員和培養預備役軍官打下堅實基礎”。以湖南省普通高校為例，目前該省已經全部開設了本科生軍事理論必修課程大學軍事理論。課程內容主要講述國防歷史的啟示、國防法規、國防政策、武裝力量、軍事思想、戰略環境的基本要素和周邊安全環境，讓學生了解軍事高技術的概念和分類、發展趨勢以及對現代作戰的影響，讓學生了解信息化戰爭的含義、特征與發展趨勢，了解信息化戰爭與國防建設的關系等知識。目前，大學軍事理論課堂理論講授效果不佳，利用多媒體教學的難點主要包括若干武器裝備的介紹、戰場環境對作戰的影響、信息化戰爭的特點等教學內容。這些教學內容的共同特點是教師講授不夠形象，學生的體驗性不強，同時開展實踐教學的難度比較大，高校也沒有條件展開實地教學。

VR實質上是一種通過各種傳感裝備產生各種物理現象（如聲、光、熱）來刺激人體的感覺器官的技術。人體的感覺器官將刺激信號轉變為神經信號，經過大腦分析最終形成人體的感覺。人體的感覺主要包括視覺、聽覺、嗅覺、味覺、觸覺、前庭感覺等，其中視覺占人體感覺的80%[2]。目前，消費級的VR設備主要還是側重于視覺與聽覺。

綜上所述，利用VR開展軍事理論課程情境化教學的內容主要是教師在課堂上沒有辦法用語言描述出來的、抽象的內容，多媒體課件沒有辦法展現的內容，或者是多媒體課件體驗遠不如利用VR的教學內容。通過具體的、3D、沉浸的場景把教學內容給學生展示出來，讓學生完全進入這個場景，這除了能讓學生對場景內的一切感到震撼、有一種身臨其境的感覺以外，還能最大限度地解決學生學習興趣和專注度的問題。另外，結合目前VR的發展，應當從視覺與聽覺感覺出發，圍繞不便于近距離參觀的武器裝備、激烈的戰斗情景、慘烈的戰場環境等方面合理選擇軍事理論課程的教學內容。以新編普通高等學校軍事教程[3]為例，我們重點選擇了兩個情境化教學內容：1.第一章《中國國防》第二節中國武裝力量建設關于海軍武器裝備中航空母艦的介紹；2.第五章《信息化戰爭》中關于“戰場空間全維、精確作戰普及”主要特點作為講授內容。

二、基于VR的高校軍事理論課程教學情境的定制

圍繞所選擇的軍事理論課程情境化教學內容，需要定制沉浸感比較強的教學情境。之所以稱之為定制，主要是利用VR制作教學情境時要考慮以下幾個問題。

教學情境的設計。航空母艦教學情境主要是構建一個航空母艦的外部場景，重點體現航空母艦的若干特殊設備與武器裝備，如各類艦載機、預警機、擋流板、跑道、艦橋、近距離防空導彈、升降機、拖車等。“戰場空間全維、精確作戰普及”信息化戰爭特點主要是設計兩個教學情境：前者是陸、海、空、天多維空間中高新武器裝備不斷出現，同時配合耀眼的爆炸火光、炮彈的爆炸聲、子彈的呼嘯聲、飛機和坦克的轟鳴聲、戰士們沖鋒的震天呼喊聲等；后者是突然暴露于敵人精確火力打擊之下，身邊戰友連續倒下，采用特寫的方式，幾名戰友在火力打擊中壯烈犧牲，血肉橫飛。

教學情境的操作。航空母艦的情境化教學，主要是操作者以漫游的方式了解其內部構造，從而達到理解航空母艦建設的技術難點和作戰運用特點的教學目的；學習時間不超過10分鐘，由操作者自主掌握。信息化戰爭特點的情境化教學，主要采取操作者以按設立視角與路線的方式體驗一個作戰過程片段，從而加深對“戰場空間全維、精確作戰普及”信息化戰爭特點的理解，時間不超過5分鐘。

教學情境的開發。一種是利用3DMAX等三維建模軟件建立各類場景模型，并利用開發工具如Unity3D將各類3D模型與聲音進行有效組織顯示。這種方式的優點在于便于靈活體現各類感覺的沉浸體驗，不足之處在于制作成本較高，時間較長。另一種是3D效果視頻，主要是通過選擇合適的影視內容進行3D轉碼，生成3D效果，創新一個虛擬的電影院環境，通過頭戴式顯示設備得到一種在影院看3D電影的效果。這種方式的優點在于內容能快速生成，目前的VR影院[4]播放器的影視資源基本采取該模式，不足之處在于畫面角度有限，沉浸感不強。考慮到開發成本與時間的要求，航空母艦情境化教學主要展示靜態的內容，這相對較為容易，主要是采取3D建模的方式進行開發。信息化戰爭特點情境化教學主要展示動態的內容，涉及的3D模型較多，主要采取3D效果視頻的方式開發。

教學情境的設備。盡可能利用各類成熟的VR設備，如頭戴式顯示設備、洞穴式立體顯示設備、墻式立體顯示系統等。洞穴式立體顯示設備與墻式立體顯示系統由于能夠覆蓋訓練對象的所有視野，超寬視頻、無任何視角盲點，訓練對象完全被一個立體投影畫面所包圍，能夠給訓練對象提供一個身臨其境的沉浸感受，效果較好，但需要專門的訓練場地，相關的顯示設備比較昂貴，安裝與維護費用較高。頭戴式顯示設備是目前最為典型、也是應用最為廣泛的VR顯示系統，其使用方便，隨帶隨用。目前體驗效果較好、消費級的頭顯產品價格在1500元左右，比較適合在教學中使用。

三、基于VR的高校軍事理論課程情境化教學過程

基于VR的高校軍事理論課程情境化教學過程體現了研究型的教學理念，即在教學過程中，以教學內容和學生的知識積累為基礎，創設一種類似于科學研究的教學環境和教學氛圍，引導學生主動學習、主動思考和主動實踐，讓學生自主地發現問題、分析問題和解決問題，從而達到積累知識、培養能力和提高素質教學的目標[5]。教學過程可以包括以下幾個環節。

情境化教學的準備階段。首先，教師要對教學材料進行梳理和重新整合，并在課堂教學中對教材內容有所取舍，利用課前預習、課堂講解等方式讓學生對下一步開展情境化教學的內容有一定的知識儲備，形成自我印象。其次，根據學生的個性特點和課程的要求，事先將學生分為不同的學習小組，并指定組長，學生在組長的帶領下圍繞教師提出的要求進行課前準備，包括收集資料、整理觀點等。最后，在授課教師的引導下圍繞提出的問題進行研討，教師進行適當點評。一般可以采用三種方法：一是主題發言式，即在課堂討論中，教師安排指定的學生，一般是組長進行主題發言，其他學生參與討論；二是雙方辯論式，即雙方就某一問題的進行正反雙方辯論；三是自由研討式，即學生根據教師提出的討論問題，展開自由發言，教師以一系列提問或提供一系列情況建議進行誘導，使學生的討論逐步深入。另外，為了便于開展研究型教學，可以將課堂布局改成U型課堂布局，這樣可以更好地形成研討的氛圍，提高學生的積極性。

情境化教學的實施階段。一方面，教師利用VR技術與設備創建情境，提出相關教學要求與注意事項。另一方面，學生帶著問題進入情境、感受情境、體驗情境、退出情境，通過在虛擬場景的經歷，對之前存有疑惑的問題形成自己的看法，以供后面教學研討。

情境化教學的評估階段。在課程教學過程中，對發言積極、觀點鮮明、討論深入的學生可考慮在課程考試后加分，以提高學生的積極性。另外，根據情境體驗的收獲，要求每個學生寫一篇本次情境化教學內容的體會，體會占本課程平時成績的50%。

整個教學實施過程如圖1所示。

四、基于VR的高校軍事理論課程情境化教學實踐

基于VR的高大學軍事理論課程 “戰場空間全維、精確作戰普及”信息化戰爭特點教學實踐如下。

第一步，情境化教學準備。首先，教師圍繞教學內容進行課堂理論講授，重點講解“戰場空間全維、精確作戰普及” 信息化戰爭特點的內涵、意義，并以2003年伊拉克戰爭中斬首行動與震懾行動進行戰例解析，時間大約20分鐘。然后，將學生分組，指定組長，布置“從武器裝備、作戰效果、作戰空間、作戰行動等角度（任選一個角度），簡要論述信息化戰爭特點的個人理解”課后思考題。最后，說明需要完成的相關準備工作，包括下節課準備主題發言、利用VR進行情境化教學等。

第二步，情境化教學實施。首先，根據前一次課程的安排，組長根據上次課布置的課后思考題進行主題發言，其他學生參與討論。一般安排3名學生，每人控制在5分鐘以內。主題發言與討論時間大約20分鐘。第二，教師利用VR設備創建教學情境：在完成相關視頻的收集與整理之后，利用3D轉碼的方式，制作一個以海軍陸戰隊戰士為第一視角突擊上陸的3D視頻，重點展現陸、海、空、天等多維空間中高新武器裝備和敵方精確制導武器對登陸部隊的火力打擊場景。第三，學生進入情境：考慮到在教室利用VR技術開展軍事理論課程情境化教學，在VR設備上可以采用VR一體機。VR一體機的內容僅僅有突擊上陸3D視頻，學生在教學過程中不會出現開小差的情況，也不會利用VR設備做其他事情。為了便于課堂管理，可以采購對應的專用設備充電車，當某個教室需要進軍事理論課程實踐教學時，只需要把充電車推到對應的班次即可。第四，學生感受與體驗情境：學生通過以參與突擊上陸戰士的第一視角完成整個作戰過程的3D視頻體驗，能夠充分沉浸到雙方對抗激烈的搶灘登陸環境之中，在爆炸聲、子彈呼嘯聲、戰友犧牲畫面等逼真場景中親身體驗，從而加深對“戰場空間全維、精確作戰普及” 信息化戰爭特點教學內容的理解與把握。考慮到體驗時間過長會讓學生產生眩暈，情境體驗一般不超過10分鐘[6]。

第三步，情境化教學評估。首先，學生退出情境，并在課堂上簡要談一談自己的收獲與體會。然后，教師宣布本次情境化教學結束，并要求學生根據體驗的收獲，每人寫一篇1000字左右的對“戰場空間全維、精確作戰普及” 信息化戰爭特點的體會，體會占本課程平時成績的50%。

五、結束語

基于VR的軍事理論課程情境化教學就是利用虛擬現實技術創設符合教學需求的逼真的虛擬教學場景，將原本枯燥、死板的理論教學內容可視化、立體化、現實化，從視覺、聽覺入手，直接刺激學生的感官，讓學生自己參與到課堂的教學互動中，將以前由教師單一灌輸的授課模式逐漸向由教師引導，學生帶著問題的自主式、研討式學習模式轉變，提高學生的學習積極性和參與性，從而達到增強大學軍事理論課程課堂教學效果的目的。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 王寒，王趙翔，藍天.虛擬現實：引領未來的人機交互革命[M].北京：機械工業出版社，2016：11-13.

[2] 劉海濤，王林發主編.體驗教學的策略與方法[M].福州：福建教育出版社，2017：23-25.

[3] 劉曉才等.新編普通高等學校軍事教程[M].長沙：國防科技大學出版社，2016：14，113.

[4] [美]斯凱·奈特.虛擬現實——下一個產業浪潮之巔[M].仙顏信息技術譯，北京：中國人民大學出版社，2016：48-51.

[5] 康雯.大學研究性教學現狀調查及其策略研究[D].長沙：湖南大學碩士學位論文，2007.

[6] 胡衛夕，胡騰飛.VR革命：虛擬現實將如何改變我們的生活[M].北京：機械工業出版社，2016：128.

[責任編輯：陳 明]