3D全景技術驅動中職課堂教學創新的可行性研究與實踐

歐陽華

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?基于對當前廣東省廣州市荔灣區外語職業高級中學開展課堂教學所面臨困境的關注與思考，提出將3D全景技術引入中職傳統課堂，驅動教學創新的觀點。通過對具體教學案例實施方法與實施效果分析，闡述3D全景技術促進中職課堂教學創新的可行性與有效性，并在此基礎上就3D全景技術如何融入中職課堂教學、如何促成教學創新給出了切實可行的技術方案與實施路線圖，對促進我校中職課堂創新教學具有一定的參考價值與指導意義。

[關 ? ?鍵 ? 詞] ?3D全景技術;VR;專業課程;教學創新

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）17-0001-03

受社會大環境影響，近年來中職學校生源減少，學生素質每況愈下，中職生普遍基礎差，水平參差不齊是不爭事實。中職學生在課堂上坐不住、學不進，荒廢學業的現狀反映出當前中職學校開展正常教學工作困難重重。部分中職教師因而無法從教學活動本身獲取職業成就感，進一步導致自身的教學創新意識不強，提升自身信息化水平動機不足，教材、教法多年不變，而且一些中職學校還面臨教學資源短缺、設備落后、教學投入不足等積弊。這些內外部不利因素交疊影響，嚴重阻礙了中職各專業課程有效教學的實施，教學創新失去動力。我校作為區屬公辦職中，或多或少也存在著上述問題，如不引起重視，勢必影響學校辦學與長遠發展。

面對現實的教學困境，如何激發專業課程教學創新，提升中職生學習動機，提升教學有效性？這是作為一線教師不得不面對與思考的問題，也是本文要探討的重點。《2018中國職業教育技術展望：地平線項目報告》指出“教育技術的重要發展：將會在兩到三年內由翻轉課堂、微課等向虛擬現實、移動學習等領域轉化”[1]。而且現有研究也表明，借助3D數字化教學資源可以為學生提供生動逼真的學習材料，加強視聽感官刺激，提高學習者學習效率，促進學生的感知記憶[2]。通過文獻研究得知，3D全景技術作為近年來教育領域的新寵，對完善創新教與學有如此明顯幫助，那能否也把3D全景技術引入我校教學并以此作為化解當前教學困境的突破口呢？在學校的大力支持下，筆者根據學校實際軟硬件條件，因地制宜地設計研究方案并在我校部分專業試點，在學科競賽、日常教學等活動中展開3D全景技術融合、創新教學方式的研究。經過一個時期的探索與實踐論證，研究取得了一定成效。

一、運用3D全景技術，超時空呈現學習資源，創設教學情境，深度提升學習體驗

2018年6月，我校組隊參加了廣東省職業院校信息化教學設計大賽，參賽作品是品鑒海子的詩《面朝大海，春暖花開》。作為參賽隊成員之一，筆者按教學設計的構想，利用3D全景技術創設了藍天大海、春暖花開的VR虛擬三維場景，配合海濤聲，從視覺、聽覺兩方面引導學生進入面朝大海、春暖花開的情境中，這情境與學生初讀本詩所獲得的明艷溫馨的感受相吻合。直至漫游到花團錦簇的VR花海世界時，教師播放徐濤老師飽含深意的詩朗誦，學生突然真實感受到畫面意境與聲音意境的巨大反差，正是到這一刻，把教學設計中“如何發現與理解詩歌的情感反差”這一教學難點形象化、立體化地展示在學生面前，引發學生進一步探究詩歌意境的興趣。3D全景環節的設計與運用既體現了本參賽作品對信息化教學設計的深刻理解，亦是本語文專業課程教學設計競賽項目的創新之處。經過激烈角逐，我校的參賽作品最終取得了廣東省一等獎的好成績。以賽促教，教賽相長，此次比賽為語文專業的課程創新教學研究開了個好頭，被視為“3D全景技術融入語文專業課程教學的一次富有成效的嘗試”（見圖1）。教師合理利用3D全景技術，為學生營造課本、圖片、影視作品所不能帶來的真切體驗感、沉浸感，激發學生的學習動機與興趣，無疑對促進中職語文課堂有效教學具有極大的幫助。

二、營造交互式、多感官體驗學習資源的VR學習空間，促進中職課堂有效教學與教學創新

在“以人為本”的現代教育理念指引下，設法調動學生的學習主觀能動性是擺脫“填鴨式”教學的不二法寶。筆者在總結省賽經驗成果的同時，也把目光投到如何把3D全景技術運用到我校其他試點專業的教學實踐中。通過3D全景技術制作的新興數字化教學資源，以學習者為中心，創設能滿足學習者多元化、個性化、智慧化發展需求的高沉浸式的智慧學習環境。未來課堂強調課堂學習方式的多元化，強調滿足學習者的自主、個性化和泛在學習需求[3]。筆者根據對試點專業課程教學需求分析與理解，在其教學設計中有意識地為教學內容配備VR學習情境，從而創造超越傳統課堂的虛擬數字課堂，為學生提供個性化、泛在化的學習體驗環境。

比如，我校商務英語專業中有一門介紹酒店各場所及相關設施設備的課程。筆者借助3D全景技術虛擬出數字化的酒店各場所VR場景（見圖2），教師在課堂大屏幕投影演示或學生親自操作電腦可以任意在酒店各場所的VR場景自由漫游。利用3D全景技術提供的視頻熱區、圖文熱區等交互功能，筆者事先在場景繪制（PS）一些虛擬播放設備（如掛墻電視、電子屏、展示板、揚聲器等）圖像并將視頻/圖文資源導入這些熱區。學生漫游到某處VR場景，只需單擊（或鼠標滑過）這些熱區，就能自主選擇觀看感興趣的視頻、圖文或聽有聲講解，教師可在VR場景中留下提示，組織學生在酒店VR場景虛擬留言板寫下學習心得或感想、對他人的觀點點贊或評論等。搭建這種互動性質很強的類似數字學習社區的學習環境，無疑大大強化了學生學習時的互動與沉浸感。借助互聯網，數字化3D全景技術創設的VR學習空間，可突破傳統課堂時空限制，學生能隨時隨地通過智能設備訪問3D全景學習資源，滿足在當前信息化時代背景下泛在化的學習需求。

在不影響備課時間成本與難度的前提下，為達到更好的學習效果，授課教師可以在課前先行組織、指導學生錄制對酒店各場所、設施講解的錄像，然后用格式工廠等軟件轉換成背景透明的FLV格式動畫，利用“視頻主持人”功能導入酒店3D場景中，制造類似電視臺氣象播報員的觀視感。讓學生有機會從課程學習者、3D場景的觀看者化身3D全景里的講解員角色（見圖3），學習過程變得更加生動有趣，這無疑提升了學生的超強代入感與學習關注力，增強了3D數字資源對學生的黏合度，體現出更高技術層次的交互學習體驗與學習評價。

筆者在教授計算機應用基礎課“計算機發展歷史”這一章節時，經常困擾于學生搞混計算機的代際劃分、對每一代計算機應用的主要邏輯元件無法形成直觀認識。如何突破這個教學難點，實現教學創新？筆者嘗試從網絡上搜索得到的某博物館原始3D全景球形圖，經后期PS加工成計算機發展歷史展覽館的3D全景球形圖（見圖4）。在素材圖中，原來博物館內每個展板都通過PS替換上與計算機發展史相關的圖文介紹，并把事先多途徑收集介紹每時期計算機發展的視頻，在合成3D全景時導入場景顯示/播放熱區，學生通過網絡瀏覽3D數字展覽館就如同親身入館參觀，可看圖文資源，可聽講解，也可點播感興趣的視頻。這樣的教學體驗能讓學生立刻身處愉悅的學習環境中，沉浸于多感官體驗學習計算機發展歷史的氛圍中。這種數字化的三維VR學習環境，比單純教師教授或學生自行閱讀教材書籍無疑更具真實感、現場感。通過與往屆用傳統教法講授此課內容的不同教學班的學習測評數據對比分析，清晰地表明3D全景技術對教學創新有明顯的促進作用，實踐證明學生的學習興趣大大提高，學生的學習效率與專注度也顯著提升。

三、3D全景技術融合多學科技術，有助打破專業壁壘，提升學校信息化教學水平與質量

實施3D全景技術驅動中職課堂教學創新，將涉及對中職專業課程教學研究、圖形圖像處理、視頻錄制與編輯、三維建模及服務器技術等諸多學科技術的融會貫通，這勢必對教師信息化水平與應用能力提出了更高要求。筆者預想，如能逐步在我校各學科課程教學中引入3D全景技術，既是對學校信息化課程教學體系的補充與完善，也直接推動了校本教學資源庫的建設。將3D全景技術運用擴展成為教師培訓內容或學生選修課程，這不失為提升我校師生信息化綜合處理能力，全面提升我校整體信息化綜合素質的有益探索。

作為一所區屬公辦職中，擴大學校影響力與知名度是拓寬招生渠道、應對現實招生困境的重要途徑。基于這種認識，筆者用3D全景技術部創建數字化校園，通過電腦桌面瀏覽或掃描二維碼訪問的方式即可全方位地向訪客或師生展示我校的整體風貌。目前，用魚眼鏡頭+云臺拍攝3D圖像素材、PTGui后期處理合成全景球形圖到利用360VR全景通或Pano2VR軟件創建3D場景并發布，整個操作流程均完成了實踐探索。并在此基礎上，筆者總結出適合我校實際的低成本、可操作的完整實施方案（見圖5）并制作完成系列教學網站，無論從3D圖源生成質量到3D全景觀賞效果均可滿足日常教學需要。

通過近期3D全景技術在我校部分專業課程的創新融合研究與運用（見下表），筆者認為促進了有效教學質量、驅動教學創新效能的提升。概括來說：（1）利用數字化手段開發創建3D教學資源，提升校本學習資源的多樣性與技術含量;（2）VR場景讓學生能身臨其境，極大地激發了學習興趣，教學互動手段得到充實，體現了“生本”教育理念;（3）以3D全景技術引領各學科創新教學開辟了一條可行途徑，為各學科改變信息化教學手段提供保障與著力點，有力支撐教學創新;（4）可以整體提升我校師生的信息化運用水平與能力。

任何新鮮事物在普及與推廣時一定會面對諸多困難，而且其適用范圍與性價比還需要一個深入研究的過程，要避免“因3D而3D”的濫用信息化技術手段的局面。3D全景學習資源的積累有一個量變到質變的過程，僅憑個別教師單打獨斗是不可能持續發展的，一定要學校倡導，教研部門牽頭，整合學校師資力量，形成教科研合力、在全校范圍內培育新技術引領教學創新的良好氛圍。目前，所有創作的3D場景均需事先在外部經營性網站注冊，然后在外部網站服務器上合成并由網站提供訪問，這對3D校本學習資源建設的延續性、訪問穩定性提出了考驗。鞏固校本VR學習資源建設，搭建由本校運維的3D全景服務器將是下一階段的研究重點，同時要落實好虛擬技術突破、硬件配置及培養一批制作與運維力量等后續工作。

綜上所述，可以清晰地看到3D全景技術對驅動中職教學創新的推動作用，也為實現我校教育教學信息化發展的目標：著力提升教學質量，促進中職課堂創新教學，以應用為導向培育中等職業技能人才提供了不竭動力。值得一提的是，在我校2017年被評為“市級試點的第一批智慧校園建設實驗校”的契機下，更有理由做好“破除專業壁壘，統籌教學資源，發揮學校教學資源疊加優勢，大力發展3D全景技術引領教學改革與創新”的教科研工作，我們要更積極地推進課改、主動對標國家制造“2025計劃”，努力跟進教育信息化2.0時代的發展步伐，勇做融合應用、創新發展的新時期職教人。

參考文獻：

[1]北京師范大學智慧學習研究院.2018中國職業教育技術展望：地平線項目報告[R/OL].http：//sli.bnu.edu.cn/a/xiazaizhuanqu/guojijiaoyuxinxihuadongtai/2018/0319/518.html，2018-03-19.

[2]王洪梅，王運武，吳健.3D數字化教學資源、未來課堂與智慧學習三元關系的新探討[J].遠程教育雜志，2017，35（2）：32.

[3]葉新東，陳衛東，張際平.未來課堂環境的設計與實現[J].中國電化教育，2014（1）：82-87.

編輯 陳鮮艷