基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的智慧課程資源開(kāi)發(fā)與應(yīng)用研究

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，給使用者提供視、聽(tīng)、觸等感官模擬。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)的課程資源（Curriculum Wisdom）具備直觀、可操控、可進(jìn)化、易分享的智慧特點(diǎn)。該文以實(shí)際教學(xué)案例為抓手，研究基于主流三維CAD軟件開(kāi)發(fā)具備智慧屬性的課程資源的途徑，并對(duì)其在課堂教學(xué)的實(shí)踐使用進(jìn)行探討。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);智慧;課程資源

中圖分類(lèi)號(hào)：G71 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2019）36-0237-02

《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》明確提出：要加快教育信息化進(jìn)程，信息技術(shù)對(duì)教育發(fā)展具有革命性影響，必須予以高度重視。把教育信息化納入國(guó)家信息化發(fā)展整體戰(zhàn)略，超前部署教育信息網(wǎng)絡(luò)。“加快”“革命性”“超前”這三個(gè)關(guān)鍵詞呈現(xiàn)出教育信息化在教育現(xiàn)代化中的重要作用。而在課堂教學(xué)中，直觀可見(jiàn)、泛在進(jìn)化、多平臺(tái)共享的虛擬仿真教學(xué)資源必將在智慧課堂教學(xué)改革中發(fā)揮重要的作用。

1虛擬仿真技術(shù)介紹

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）是近年來(lái)出現(xiàn)的高新技術(shù)，它利用電腦模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，給使用者提供視、聽(tīng)、觸等感官模擬，助其身臨其境，可以及時(shí)、自由地觀察三維空間內(nèi)的事物。三維計(jì)算機(jī)圖形學(xué)技術(shù)是虛擬顯示三大基本手段之一。市場(chǎng)上大多數(shù)軟件均支持參數(shù)化、特征化的建模，同時(shí)提供了針對(duì)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的接口，便于師生隨時(shí)輸出適合于網(wǎng)絡(luò)發(fā)布的三維模型格式，資源得以不斷進(jìn)化，以VRML語(yǔ)言為例，可以使用三維CAD軟件設(shè)計(jì)出需要的產(chǎn)品，輸出WRL格式文件供網(wǎng)絡(luò)發(fā)布。

2應(yīng)用Inventor軟件開(kāi)發(fā)課程教學(xué)資源范例

Inventor是美國(guó)AutoDesk公司推出的一款三維可視化實(shí)體模擬軟件，具備強(qiáng)大的三維建模、渲染、動(dòng)畫(huà)及輸出能力。筆者以開(kāi)發(fā)中職《語(yǔ)文》課程中《景泰藍(lán)的制作》一文的教學(xué)模型為例，介紹使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)智慧課程資源的一般流程。

2.1資源需求分析

按照課程標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)本文的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握按照生產(chǎn)制作順序說(shuō)明事物的寫(xiě)法，其中要重點(diǎn)說(shuō)明掐絲和點(diǎn)藍(lán)兩道工序。作為中職學(xué)生，對(duì)于景泰藍(lán)的制作工藝是陌生而充滿興趣的，傳統(tǒng)的圖像及視頻資源與學(xué)生的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)存在距離，需要更直觀、可操縱的學(xué)習(xí)資源予以輔助。

2.2使用Inventor開(kāi)發(fā)景泰藍(lán)模型資源的過(guò)程

1）繪制封閉的草圖環(huán)，利用旋轉(zhuǎn)特征創(chuàng)建景泰藍(lán)花瓶模型，按照制胎的主要材料，賦予黃銅材質(zhì)如圖1、圖2、圖3所示。

2）在網(wǎng)上搜索景泰藍(lán)的合適貼圖，按照花瓶的大致形狀進(jìn)行裁剪。

3）用貼圖對(duì)模型進(jìn)行貼圖渲染，得到花瓶三維模型，如圖4所示。

4）利用軟件的相機(jī)動(dòng)畫(huà)功能制作景泰藍(lán)花瓶的展示動(dòng)畫(huà)并輸出。

5）將制作完成的景泰藍(lán)花瓶保存為IPT格式文件。

2.3使用CADPRO分享模型

CADbro是一款輕量化但功能強(qiáng)大的看圖和分享軟件，包括PC端和移動(dòng)端。軟件允許客戶查看三維模型，并創(chuàng)建分享鏈接使之可以在移動(dòng)端查看，如圖5所示。點(diǎn)擊“云”模塊，就可以上傳當(dāng)前模型到云端，方便備份以及共享數(shù)據(jù)。在PC端分享模型后，會(huì)得到一個(gè)鏈接，復(fù)制到瀏覽器即可打開(kāi)云端查看模型。也可以將鏈接生成二維碼，用手機(jī)掃一掃即可查看。在手機(jī)或者平板等移動(dòng)端通過(guò)瀏覽器均可查看三維模型，不需要安裝任何APP或者插件。支持觸屏操作，單指旋轉(zhuǎn)視圖，雙指放大縮小，還可以選擇軸測(cè)圖和上下左右等標(biāo)準(zhǔn)視圖，如圖6所示。

3景泰藍(lán)虛擬仿真資源在課堂教學(xué)中的應(yīng)用

在“背景感知”階段，學(xué)生通過(guò)手機(jī)掃碼，在手機(jī)瀏覽器中觀察多種多樣的景泰藍(lán)模型，如碗、瓶、盤(pán)、煙具、臺(tái)燈、茶罐等。對(duì)景泰藍(lán)手工藝品形成初步認(rèn)知。

在“課文解析”階段，教師要介紹景泰藍(lán)手工藝品的制作過(guò)程。學(xué)生通過(guò)掃碼，分別觀察景泰藍(lán)花瓶從制胎、掐絲、點(diǎn)藍(lán)、燒藍(lán)、打磨、鍍金的各個(gè)不同狀態(tài)模型，通過(guò)軟件制作的動(dòng)畫(huà)展示，直觀了解整個(gè)制作過(guò)程，能對(duì)著不同工藝狀態(tài)的虛擬模型描述該工序的特點(diǎn)。

在“課后作業(yè)”極端，學(xué)生依托虛擬模型資源，在CAD技術(shù)興趣小組同學(xué)的幫助下，自主設(shè)計(jì)制作一款景泰藍(lán)工藝品模型并發(fā)布分享，同時(shí)抓住特征、突出重點(diǎn)、綜合使用多種說(shuō)明方法說(shuō)明該工藝品的制作過(guò)程，在下一次課以此為素材進(jìn)行匯報(bào)交流。

4對(duì)使用虛擬仿真資源的課堂教學(xué)開(kāi)展評(píng)價(jià)

為了對(duì)使用虛擬仿真資源的課堂教學(xué)進(jìn)行評(píng)價(jià)方法改革，我們初步構(gòu)建了基于獨(dú)立思辨能力、團(tuán)隊(duì)合作能力、問(wèn)題解決能力、創(chuàng)造力和反思性思維等維度的課程評(píng)價(jià)體系。以《景泰藍(lán)的制作》同課異構(gòu)效果評(píng)測(cè)為例，對(duì)班級(jí)學(xué)生平均智慧發(fā)展情況作如下表l所示評(píng)價(jià)，從評(píng)價(jià)結(jié)果看，使用虛擬仿真資源開(kāi)展教學(xué)能有效提高學(xué)生的智慧發(fā)展水平。

5結(jié)束語(yǔ)

虛擬仿真教學(xué)資源能滿足學(xué)習(xí)者智慧發(fā)展需求，具有進(jìn)化、泛在、自適應(yīng)、聯(lián)通、推送、交互等特性，可以通過(guò)自創(chuàng)、收集、再開(kāi)發(fā)等多種途徑獲取，符合智慧教學(xué)需求。

在課堂教學(xué)中，虛擬仿真教學(xué)資源能直觀在各類(lèi)信息終端進(jìn)行操作和分享，拉近了資源和學(xué)習(xí)者的距離，提升了學(xué)生的參與性與積極性，有效降低了學(xué)習(xí)的門(mén)檻，幫助學(xué)生較快地掌握通過(guò)傳統(tǒng)媒介較難呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容。《景泰藍(lán)的制作》虛擬仿真模型的制作與應(yīng)用僅是該技術(shù)在課堂教學(xué)改革中的一個(gè)典型案例，相信虛擬教學(xué)資源的開(kāi)發(fā)與使用將是信息技術(shù)與教育教學(xué)結(jié)合的有一個(gè)突破口。

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【通聯(lián)編輯：謝媛媛】

收稿日期：2019-10-29

作者簡(jiǎn)介：李葉（1986-），女，江蘇揚(yáng)州人，講師，碩士，研究方向?yàn)檎Z(yǔ)文教學(xué)、漢語(yǔ)言文學(xué)。