基于VR的教學模式改革探索

肖權權 侯杏

摘 要 為貫徹教育部“停課不停學”的教育指導方針，全國各學校按自身特點，探索開展了形式多樣的線上教育。但是現有的線上教學，在技術手段上存在很多不太讓師生滿意的地方，因此，合理運用互聯網先進技術，探索優質體驗的線上教學，對高校教學改革具有重大的意義。

關鍵詞 VR模式;教學改革;線上教學

引言

VR是Virtual Reality的英文簡稱，中文簡稱虛擬現實。該技術采用智能終端設備對現實世界進行模擬，生成虛擬的世界，使用者可以如同親身經歷現實世界一般，隨時隨地沒有限制的與虛擬的三維空間進行交互。

在虛擬世界視覺顯示影像上，通常借助水平定位系統模擬觀眾視角，將傳統的平面圖片或視頻轉化升級為360度的全景圖片或場景。在聲音上，借助先進的3D音效解決方案模擬環繞式聽覺體驗。與此同時，在感知上，可借助手柄操控“語音識別”行為等檢測方式，實現用戶與虛擬環境行為上，甚至觸覺上的交互。按照目前的VR技術，理論上已經可以將觀眾完全置身于虛擬的現實之中，成為虛擬空間的一員。VR技術的出現和發展和傳統教學方式相結合，能突破以往的教學方式，大幅提高和更新目前的教學質量和水平。

1現有線上教學存在的弊端

1.1 傳統線上教學方式，師生進行互動形式單一

傳統教學的優勢在于師生可以面對面地交流和互動，但是普通線上教學多是采用單一的授課方式。老師無法實時高效的和學生進行交流。雖然目前可以采用直播的形式授課，但這依賴學生超強的自覺性。有可能教師在上課，學生將手機仍在一旁，自己卻在玩游戲，顯然，目前采用直播形式的教學方式，教學效果不是很好。

1.2 傳統線上教學方式，缺少教學真實體驗

傳統線上方式通常采用直播的方式進行授課，不僅學生沒有真實上課的感覺，就連教師也會有這種感覺。歸其原因，還是師生溝通和交流的方式不夠豐富。傳統線上教學多數教學時間都會處于類似學生觀看電視的狀態[1]，教師無法看到學生端的全貌。雖然新冠疫情期間，可以臨時用這種方式授課，但現實這種體檢性極差的方式，并不是一種長久可代替傳統教學的一種方式。VR技術的出現，可以較好地彌補現有教學上的不足。它在如下方面，擁有獨特的優勢。

2采用VR模式在現有教學形式上的優勢

2.1 很好的沉浸教學體驗

傳統的教學模式學生獲取信息的渠道來源于教師，且是唯一單一來源。而采用VR模式，學生獲取信息的來源是360度全方位的。以一堂普通的語文詩詞教學為例。如李白的《望廬山瀑布》 ，詩中這樣寫道，“日照香爐生紫煙，遙看瀑布掛前川。飛流直下三千尺，疑是銀河落九天。”這種壯觀的場景，將學生帶到李白時期的廬山瀑布，去體驗作者當時的意境，顯然是不可能的。如與VR模式相結合，可以虛擬模擬出該場景，學生可以走進虛擬世界體驗到詩中描繪的場景，欣賞詩中壯闊美妙的景色。學生通過這種方式，可以受到作者的當時的心境，因此，對詩詞的理解也會更深刻的多。或許學生通過形式多樣的學習方式，都成長為一名優秀的文學創作者。

2.2 交互形式多樣

采用VR模式的教學，師生不僅能通過聲音、視覺這兩種感觀進行信息交互，甚至可以通嗅覺、味覺，觸覺等方式進行交互。例如，采用VR設備，當某位同學，出現注意力不集中等情況時[2]。教師可以遠程控制VR設備，對他進行接觸性提醒。如有必要甚至可以釋放味覺。不僅如此，學生也可以通過VR設備虛擬成場景中的人物，與其他學生或老師進行交流。

2.3 采用構想的方式，構建虛擬教學環境

針對現實環境進行描述，稱為“虛擬”。如再對現實環境進行再創作稱為“構想”。“構想”可以運用到航空航天、深海作業、模擬駕駛等教學領域。學習航空飛行技術，也不必一開始就駕駛飛機飛到天空。我們可以采用“構想”的方式，首先，在虛擬世界學會飛行，接著再親自登上飛機飛行。這種模擬演習的教學方式，幾乎可以擴展到我們生活的各個領域。因此，采用VR模式教學，不會因為操作失誤，造成很嚴重的后果，最壞的情況，只是“Game Over”。

3VR常見的教學模式場景

3.1 VR模式和理論課相結合

采用二維的口述教學方式 ，在描述抽象的知識點時，顯得晦澀難懂且蒼白無力。如果采用VR教學模式，我們可以將傳統的黑板進行改造，讓其演變為VR設備。采用觸控VR黑板調取VR資源將其展示到幻燈片上[3]。教師也可以在VR黑板上，任意板書及擦除。通過對2D信息向直觀的3D信息轉化，提升學生獲取知識信息的維度，增加學生的學習興趣。

3.2 VR模式和實踐課相結合

實踐課主要培養學生的動手和實踐能力。針對不同專業技術的實踐特點，可以制定對應VR模式的虛擬場景，針對實踐環節的重點和難點，在VR場景里信息模擬演練。以模擬汽車駕駛教學為例，首先模擬出汽車駕駛的科目二和科目三的考試場景，借助VR場景里的視覺仿真系統、音響仿真系統、運行仿真系統以及動力學仿真系統[4]。隨著駕駛員動作的變化，將該變化的數據傳輸操縱仿真系統，隨機將感知的變化傳遞給駕駛員，達到逼真的虛擬現實環境。數據交互流程如圖1所示。

圖1 VR模式在汽車駕駛教學中的數據處理流程

3.3 VR模式和科研實驗室相結合

在實驗室里進行一些高危實驗，例如特殊病毒實驗、放射性物質實驗、核化生損傷實驗、醫學救援實驗等，這些實驗對操作的規范性和科學性要求很高。在進行這方面研究時，我們可以第一步建立VR仿真實驗室，第二步在進行真實場景的實驗。例如，在醫學救援實驗時，可以利用首先VR仿真人體形態，從整體和局部觀察人體內部結構，通過VR設備訓練手術步驟，建立手術前的直觀感受，熟練掌握了手術步驟和技，最后才開展真實手術[5]。

4結束語

嶄新的技術帶給了我們對現有教育模嶄新的思考，雖然對目前的高校采用VR模擬教學還有一定的難度，但是相信在不久的將來VR技術將應用到我們生活的各個方面，給我們生活和教育帶來便利。

參考文獻

[1] 陳清奎，何芹，李學東，等.VR技術與傳統教育深度融合——“VR +”教學模式創新與實踐[J].數字社區，2018（23）：83-84.

[2] 邵冰莓，劉展.“新冠肺炎”疫情環境下實驗教學形式多樣化的運用[J].力學與實踐，2020（1）：80-84.

[3] 孟紅霞.“賽教融合”模式下VR虛擬現實方向課程教學實踐改革[J].教學改革，2018（6）：48-49.

[4] 魏子宸，程雨竹，胡夢圓，等.VR 虛擬駕駛研究[J].科技經濟信息化，2019（6）：11-12.

[5] 凌冠華，李云，陳自強，等.陸軍軍醫大學基于VR和AR技術的虛擬仿真實驗教學中心的建設初探[J].價值工程，2018（3）：252-253.

作者簡介

肖權權（1986-），男，湖北仙桃人;學歷：碩士，現就職單位：貴州民族大學，研究方向：計算機應用技術。

侯杏（1986-），女，貴州貴陽人;學歷：碩士，現就職單位：貴州民族大學，研究方向：社會工作。