基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)探索

鄧桂美

(廣州南洋理工職業(yè)學(xué)院建筑工程學(xué)院 廣東廣州 510900)

隨著互聯(lián)網(wǎng)的普及，信息化教育得到了很好的發(fā)展，但一直以來中國都是以傳統(tǒng)的課堂教育為主，線上教育為輔的模式進(jìn)行的，可是一場突如其來的新型冠狀病毒肺炎疫情打破了這個(gè)教育模式。2020 年1 月29 日教育部為了應(yīng)對新型冠狀病毒肺炎疫情的肆虐提出“停課不停學(xué)”的政策，使得全國范圍內(nèi)幾乎所有的學(xué)校、師生及家庭都投入到歷史上，規(guī)模最大的線上教育的課堂中，線上教育成為了疫情期間唯一的教育模式。

政府、企業(yè)、學(xué)校、師生及家庭都在“全民網(wǎng)絡(luò)課程”的“大實(shí)驗(yàn)”中探索。隨著疫情防控形勢發(fā)展的良好態(tài)勢，各地開始陸續(xù)在5 月底開始復(fù)學(xué)，轟轟烈烈歷時(shí)了3 個(gè)多月的“全民網(wǎng)絡(luò)課程”時(shí)代進(jìn)入了尾聲。我們需要及時(shí)總結(jié)和反思這個(gè)非常時(shí)期的獨(dú)特經(jīng)驗(yàn)，可以為未來課堂教學(xué)方式和學(xué)習(xí)方式改革提供有益借鑒；可以為特殊時(shí)期如：臺風(fēng)、雷暴、暴雪、霧霾等自然災(zāi)害或極端天氣造成無法正常開學(xué)情況，提供有效的啟示。

一、疫情網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)總結(jié)

教師-網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的核心要素，不僅僅是教育的執(zhí)行者，傳播知識；還要轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生成長的引導(dǎo)者，指引學(xué)生自主探險(xiǎn)知識的奧妙；更要化身為學(xué)習(xí)的監(jiān)督者，監(jiān)管學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，消除倦怠情緒。但網(wǎng)絡(luò)課程中教師只能是通過語音，視頻和學(xué)生進(jìn)行互動(dòng)交流，教師監(jiān)督難，課堂互動(dòng)少，學(xué)生積極性差。

學(xué)生-網(wǎng)絡(luò)課程學(xué)習(xí)的主體。網(wǎng)絡(luò)課程讓學(xué)生回到自己的正常軌跡上運(yùn)行，穩(wěn)定了疫情急躁的氣氛。自制力強(qiáng)的學(xué)生，線上認(rèn)真聽講，不懂可以看回放，掌握了知識，鍛煉了意志；但部分學(xué)生缺乏對自身的合理定位，學(xué)習(xí)的目標(biāo)性弱，自制力較差，極易受手機(jī)、電腦等電子產(chǎn)品的干擾。

平臺-網(wǎng)絡(luò)課程載體。在線教學(xué)平臺使用類型多，訪問量大[1]。有教學(xué)早被高校教師所熟知的超星爾雅、學(xué)堂在線、智慧樹等慕課平臺，又有雨課堂、云端課堂等可以進(jìn)行直播的網(wǎng)絡(luò)平臺。但出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)平臺的承載能力差、教師的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)素養(yǎng)、區(qū)域教育發(fā)展的不均衡等問題。

二、對比線上、線下教學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)

（一）線下教育

傳統(tǒng)課堂固定地點(diǎn)和時(shí)間，強(qiáng)烈的現(xiàn)場感容易激發(fā)學(xué)生情緒，培養(yǎng)良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，但靈活性差；課堂師生互動(dòng)交流直接頻繁，活躍學(xué)習(xí)氣氛，但缺乏新鮮感；同學(xué)互助、小組作業(yè)、合作探索增強(qiáng)了學(xué)生之間的人際交流，培養(yǎng)學(xué)生團(tuán)隊(duì)合作。但課堂內(nèi)容不可以回放，知識的流逝性強(qiáng)。

（二）線上教育

突破時(shí)間和空間的限制，學(xué)習(xí)不受疫情和天氣的限制；線上教學(xué)以學(xué)生為中心，表現(xiàn)形式多樣化，學(xué)生有新鮮感；線上教育缺少積極嚴(yán)肅的學(xué)習(xí)環(huán)境，自主學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生，家中更容易開小差，出現(xiàn)倦怠心理。部分課程知識的專業(yè)性高，學(xué)生理解有難度，進(jìn)而造成學(xué)習(xí)積極性降低。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)課程結(jié)合探索

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程中的運(yùn)用可行性方案設(shè)計(jì)，在新教學(xué)改革和知識不斷更新的教育環(huán)境下，突破現(xiàn)場教學(xué)受空間、時(shí)間、感知的局限制，幫助學(xué)習(xí)者隨時(shí)隨地進(jìn)行多元化靈活自主學(xué)習(xí)，是未來教育發(fā)展的走向。通過使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以大大提高學(xué)生的注意力，學(xué)生在沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)時(shí)的專注度是傳統(tǒng)環(huán)境的6 倍，而在沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)的學(xué)生則大大提高了獲取知識和保留知識的能力[2]。各大高校在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的號召下，建立虛擬仿真實(shí)驗(yàn)室，探索把虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用在教學(xué)上，取得了一定的成果。如國內(nèi)的華北大學(xué)則嘗試了將嚴(yán)肅游戲引入VR 教學(xué)中，并進(jìn)行了洛可可藝術(shù)風(fēng)格教學(xué)環(huán)境下的游戲世界設(shè)計(jì)[3]。嘗試探索“互聯(lián)網(wǎng)+教育+虛擬現(xiàn)實(shí)”在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中的應(yīng)用模式，整合虛擬現(xiàn)實(shí)和網(wǎng)絡(luò)課程，并應(yīng)用到新媒體教學(xué)上，以此為例探索其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用。

本虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)課程方案，主要針對高職院校以及建筑類相關(guān)的學(xué)習(xí)者，年齡為17～30 歲，學(xué)生需要有一定的知識基礎(chǔ)，能理解和掌握一些專業(yè)知識概念，對新事物有很強(qiáng)烈的探索和掌握能力。虛擬場景制作建議使用Sketchup 建模和Enscape 渲染。Sketchup 操作界面簡潔，操作簡單，能短期內(nèi)掌握，適用范圍廣闊，可以應(yīng)用在建筑、規(guī)劃、園林、景觀、室內(nèi)以及工業(yè)設(shè)計(jì)等領(lǐng)域，可以滿足建筑類相關(guān)場景制作的需求。Enscape渲染速度快，可以導(dǎo)出VR 圖像直接在瀏覽器中查看，適用于GoogleVR 紙板眼鏡和智能手機(jī)的移動(dòng)VR；也可以導(dǎo)出360度虛擬現(xiàn)實(shí)場景，適用于像HTC 一樣的VR 耳機(jī)，可以發(fā)射VIVE 或Oculus 裂痕，構(gòu)成虛擬現(xiàn)實(shí)的場景；學(xué)生可以在渲染后的場景進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。

學(xué)生可以有兩種學(xué)習(xí)的方式：一種是使用VR 紙板眼鏡和智能手機(jī)，進(jìn)行知識點(diǎn)的獲取和Enscape 渲染導(dǎo)出360 度虛擬現(xiàn)實(shí)場景展示的互動(dòng)，可以用于課前的預(yù)習(xí)和課后的復(fù)習(xí)。一種是必須佩戴頭盔和使用手柄控制器與Enscape 渲染的虛擬世界交互；可以用于課中的學(xué)習(xí)和課后的回放學(xué)習(xí)。這樣學(xué)生可以通過網(wǎng)絡(luò)的模式預(yù)習(xí)新知識，重復(fù)學(xué)習(xí)和鞏固重點(diǎn)難點(diǎn)；可以團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)，教師直播，掌握復(fù)雜的知識技能。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)方案：分課前、課中、課后三個(gè)階段，整合翻轉(zhuǎn)課堂、任務(wù)式教學(xué)模式。學(xué)生佩戴好虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)入虛擬的教學(xué)系統(tǒng)，對知識操作流程、重點(diǎn)技能進(jìn)行交互操作學(xué)習(xí)。

課前：使用智能手機(jī)預(yù)習(xí)虛擬現(xiàn)實(shí)網(wǎng)絡(luò)課程的知識點(diǎn)，沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)場景展示互動(dòng)，了解學(xué)習(xí)目標(biāo)、明確學(xué)習(xí)任務(wù)，預(yù)習(xí)課程資源，記錄預(yù)習(xí)中的困惑與疑問。課中：佩戴頭盔和使用手柄控制器，學(xué)生帶著問題，進(jìn)入虛擬現(xiàn)實(shí)的網(wǎng)絡(luò)課程場景，在沉浸式的虛擬現(xiàn)實(shí)場景中學(xué)習(xí)，模擬線下學(xué)習(xí)的情景，學(xué)生和虛擬場景互動(dòng)學(xué)習(xí)，學(xué)生之間可以互動(dòng)交流，學(xué)生和老師也可互動(dòng)交流，啟發(fā)學(xué)生在虛擬場景的學(xué)習(xí)中，完成教學(xué)任務(wù)。該環(huán)節(jié)側(cè)重于模擬真實(shí)的學(xué)生實(shí)踐過程，幫助學(xué)生更好的理解枯燥的理論知識，提高實(shí)踐的動(dòng)手能力。課后：通過作業(yè)或小組任務(wù)，讓學(xué)生在教師預(yù)先設(shè)定的虛擬現(xiàn)實(shí)場景中完成任務(wù)，通過個(gè)人或小組整體合作的形式，共同進(jìn)行虛擬場景學(xué)習(xí)。教師借助虛擬場景，進(jìn)行虛擬仿真示范、現(xiàn)場演示與個(gè)性化點(diǎn)撥，加深學(xué)生對專業(yè)知識的印象。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其高度的感官沉浸感、體感交互性帶來了存在論意義上的顛覆性[4]。

真實(shí)性：將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，可以通過自然的互交方式，將復(fù)雜難理解的學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行形象化、可視化表達(dá)，給學(xué)生帶來逼真的感受[5]。

互交性：傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程師生只能通過語音或視頻交流互動(dòng)，增加虛擬實(shí)現(xiàn)技術(shù)后，在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)中，師生互動(dòng)，教師引導(dǎo)，學(xué)生虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境互動(dòng)，融入學(xué)習(xí)的環(huán)境中。

便捷性:節(jié)省通勤時(shí)間，提高學(xué)習(xí)效率；可以暫停回放，難點(diǎn)知識多次重復(fù)學(xué)習(xí)，減少了學(xué)習(xí)壓力；可以根據(jù)個(gè)人情況進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)間的調(diào)整與學(xué)習(xí)內(nèi)容的梳理鞏固，體現(xiàn)了上網(wǎng)課的靈活性與人性化的特點(diǎn)。

基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)的探索應(yīng)用，是在網(wǎng)絡(luò)課程中融入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為學(xué)生提供了一種更有趣、更能激發(fā)創(chuàng)造性的沉浸式學(xué)習(xí)模式。它把深?yuàn)W枯燥的理論知識形象化，使學(xué)生可以直接了解和深入體會知識的重點(diǎn)和難點(diǎn)，引發(fā)學(xué)生對知識的積極探索。這不僅提高了學(xué)生在網(wǎng)絡(luò)課程中對學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)還促進(jìn)了學(xué)生自主探索，提高了主觀的創(chuàng)作能力。目前該方案只是針對建筑類課程的幾個(gè)知識點(diǎn)進(jìn)行了設(shè)計(jì)，但設(shè)計(jì)思路還可擴(kuò)展到計(jì)算機(jī)和建筑相關(guān)的所有課程。通過這種嘗試，希望能對建筑類教學(xué)方案設(shè)計(jì)和教育改革提供參考。