VR全景技術在研學旅行中的應用

隨著虛擬現實（VR）技術迅速發展，基于VR的全景技術也被廣泛應用于交互式教學、沉浸式教學以及研學活動之中。研學既是綜合實踐活動課程的重要組成部分，也是課堂教學的有益補充。基于VR全景技術的研學旅行是在實地研學旅行基礎上拓展出的一種新的研學旅行方式，是數字化教學創新的重要嘗試。下面，筆者以“英雄小八路”VR全景紀念館紅色研學活動為例，借助VR全景技術幫助學生突破時空限制，創設三維全景虛擬環境，讓學生身臨其境地感受研學環境，提高研學積極性和效率。

一、實地研學旅行與VR研學旅行的優劣分析

研學旅行是綜合實踐活動課程的一部分，在《中小學綜合實踐活動課程指導綱要》中，研學旅行被列為“考察探究”項目。研學旅行是行走的課程、動態的課程、生成的課程，具有綜合的育人功能與價值。學校科學組織研學旅行活動能讓學生學到知識，增長見識、增加閱歷，獲得多種人生體驗，促進學生全面發展。

（一）實地研學旅行

以實地考察的方式開展研學旅行活動優勢在于：可以不斷拓展教育邊界，引領學生走出教室，走向更為廣闊的天地，在真實的情境之中體驗、合作、探究，真正形成適應未來社會發展的必備品格和關鍵能力。學生在實地研學旅行中開闊視野、豐富知識，親近自然，參與集體生活和社會公共道德建設，可以提升其自理能力、創新精神和實踐能力。學校開展實地研學旅行活動有利于推進素質教育，創新人才培養模式，引導學生主動適應社會，促進書本知識與現實生活的深度融合，增強公民文明旅游的意識。

（二）VR研學旅行

VR技術，就是在計算機仿真系統支持下使用者創建、體驗虛擬世界^[1]。通俗來講，有了VR全景技術的支持，人可以置身虛擬情境，體驗其他地方的環境或交互活動。VR全景技術是VR技術的一個重要的分支，其功能非常強大：可以支持用戶360°隨意旋轉視角瀏覽觀看全景圖，因而被廣泛應用于科普館、科技館、博物館、影院、娛樂中心和主題公園等場域。學生在研學旅行中可以使用VR全景模式自主選擇游覽內容，進行云上研學旅行。

（三）實地研學旅行與VR研學旅行對比

VR全景技術作為一種新的教學輔助手段，在研學方面有著廣闊的應用空間。雖然VR全景技術的應用存在不足，比如需要使用電子產品，使用時間過長對視力會造成影響，缺少團隊的合作和集體的生活體驗，缺少對實地和實物真實的觸摸感，但是VR全景技術的應用可以避免實地研學旅行過程中存在的一些弊端。

一是安全問題。小學研學旅行安全問題是影響小學研學旅行順利、有效實施的關鍵因素，吃、住、行及突發疾病等方面的安全問題尤為關鍵。學生的自我保護能力也不強，許多地區和學校因為這些問題不敢組織學生參與研學實踐活動。

二是經費問題。實地研學旅行的經濟成本比較高，而學校無法為學生提供一定的經費保障，許多家庭也難以支付研學旅行的費用，這是實地研學旅行的主要困難之一。

三是規劃問題。一方面課程實施主體不明確，課程開發能力不足，課程體系不健全，另一方面與研學有關的機構、企業等相繼介入，但研學服務質量參差不齊，缺乏監管與協調機制，造成研學旅行組織協調難度很大，甚至無法實施。

實地研學旅行因安全、經費、規劃問題，無法滿足所有學生的研學需求。VR研學旅行則可以做到安全、高效、有序。學生在不出行的情況下，采取線上研學的新形式，根據《研學指導手冊》，有目標、有計劃地參與相應主題的研學活動。VR研學旅行降低了野外實踐活動的復雜度和危險性，學生觀看全景資源完成學習任務，對于未能掌握、還需求證的問題可以繼續觀看，有效達成實踐教學的目的和效果。學生借助VR全景技術，通過深維度界面、多通道全方位的感知，突破空間限制，感受新穎的知識情境，可以加深理解，實現“研”的行動和“學”的價值。

二、“英雄小八路”VR全景紀念館紅色研學旅行的創新實踐

筆者制作了“英雄小八路”紀念館全景VR資源并將其應用于紅色研學的實踐教學，引導學生在室內學習課堂外的實踐知識。對于研學旅行活動的設計與實施，筆者從結構、專項和外延三方面深入探索。

（一）結構：化零為整，搭建整體架構

筆者從紅色研學教學內容中選取“英雄小八路”的場館項目，設計服務于學生研學的VR全景的講解與操作流程，搭建總體的場館架構，關聯并呈現場景與地圖，轉換場景，利用引導元素及交互熱點等設計紀念館，讓學生對紀念館有一個整體感知。在啟動研學旅行課程時，筆者為學生提供VR全景技術資源讓其獲得沉浸式體驗。

“英雄小八路”紀念館于1994年被列為“福建省青少年德育基地”，2005年再次被確認為廈門市“青少年德育基地”，被列為“廈門國防教育一日行”的重要站點。為傳承紅色基因，學校應發揮教育基地的育人作用?！坝⑿坌“寺贰奔o念館是紅色研學的實踐基地，教師在組織VR研學旅行活動時，結合《研學指導手冊》要求，設計VR全景的內容和展現形式，使研學活動融入其中。筆者不僅介紹“英雄小八路”紀念館，而且結合研學人物，增加互動環節。

（二）專項：勾連要素，建構研學路徑

筆者針對專項的研學內容，將“英雄小八路”紀念館分為三個部分，按三個專項利用VR全景技術開展研學旅行活動。例如，介紹第一部分（見表1）時，為了在課堂上營造戰火紛飛的氛圍，讓學生體驗“英雄小八路”在戰爭中的英勇作為，筆者借助VR全景技術通過熱點進入場景，讓學生進入虛擬仿真環境中，聽炮火聲和語音講解，走進那戰火紛飛的年代。學生有逼真的視覺、聽覺和觸覺體驗，如同真實踏入紀念館一般。第二部分是“隊歌，從這里唱響”。中國少年先鋒隊隊歌源于鷺島廈門，植根于英雄村莊何厝，故事也從這里開始。筆者利用VR全景技術讓學生進入“英雄小八路”手持長纓槍晨練、擦炮彈、搶修電話線、看守電話機的情境，深切感受英雄小八路的精神境界?！坝⑿坌“寺贰钡氖论E傳遍全國，很多文藝工作者將英雄事跡編成話劇或拍成電影。電影的主題曲正是中國少年先鋒隊隊歌。

第三部分是“精神，與新時代同行”。六十載風雨年華，那段硝煙彌漫的歲月早已消散。然而，在那段歲月中形成的隊歌精神卻歷久彌新。站在新時代的起點上，筆者借助VR全景技術展現與其他地區學校、單位共同開展“隊歌精神代代相傳”“唱響《中國少年先鋒隊隊歌》”“我們是共產主義接班人”“隊歌激勵我成長”“隊歌精神伴我行”等愛國主義教育主題隊會活動，讓億萬少先隊員接續奮斗，向著民族復興的宏偉目標奮勇前進。

VR技術的應用使得文化知識更立體化和具體化，助力學生更好地自主合作探究（可反復觀看學習），勾連要素，高效完成研學任務。

（三）外延：聚焦核心，延伸知識張力

筆者在研學旅行的拓展環節也使用了VR全景技術。在完成研學任務單后，部分學生對“英雄小八路”紀念館的更多知識特別感興趣，筆者利用相關VR全景資源引導他們進行拓展學習（見表2）。VR全景技術的應用為學生提供了一個與“英雄小八路”紀念館親密接觸的機會，并使其沉浸其中，甚至與虛擬環境進行交互，這樣有效激發了學生紅色研學的興趣。VR技術的應用可以彌補實地研學旅行的諸多不足，全方位增強學生的課堂沉浸感，讓他們隔著屏幕也能感受到研學的樂趣。

此外，教師組織研學旅行實踐活動應重視程序化，讓學生遵循技術操作的程序與規則，掌握操作要領。教師應基于全景資源的設計以及課堂教學需求，組織VR教學資源（如使用博物館App），或構建全景圖景的研學平臺。隨著VR技術發展，軟件不斷更新，目前VR全景應用軟件使用越來越簡單化。教師通過短期培訓完全可以自如使用，大多技術問題迎刃而解。首先，教師根據規劃的路線和選定的實踐點，利用專業全景拍攝設備（用智能手機亦可）完成研學場景的圖像數據采集;然后，應用建E網、十一維度等軟件完成全景數據的后期拼接、處理與優化，并為資源添加基于教學內容的交互信息，添加熱點及語音解說功能（熱點是VR環境的重要交互方式，學生觸發相應熱點，系統會響應反饋，彈出鏈接信息），實現全景的選取和非線性跳轉以及全景交互教學平臺的搭建;最后，討論VR全景資源在研學旅行活動中的應用模式。

三、VR研學旅行對師生發展的促進作用

教師利用VR全景技術可以全方位、逼真地輔助學生研學旅行。紀念館、科技館或博物館等主題的VR全景資源的開發與應用，對教師發展和學生成長有著重大意義。

（一）教師層面：可持續引導學生研學旅行

1.突破思維桎梏，與持續發展相鏈接

教師利用VR全景技術教學，在技術應用和教學方法、手段、技巧上會不斷精進。教師除了做知識的傳授者，還應做一個持續發展的學習者，只有充分體驗VR全景技術帶來的便利，不斷更新知識與理念，及時轉變觀念與心態，才能掌握技巧，借助虛擬現實技術深入研學，實現虛擬技術與研學深度融合。

2.發展設計能力，與研學課程相匹配

教師組織研學旅行活動，參與課程的設計，提升了課程開發能力，針對研學旅行目標編寫了對小學生的身心發展、能力水平提高有幫助的《研學指導手冊》。為了給學生更佳的沉浸體驗，教師選取與研學課程相匹配的VR教學資源，設置相關情境，喚醒學生的相關記憶，更有利于學生重組認知，使知識模塊化、系統化，更具教育性和實踐性。

3.提高研學效益，與實踐愿景相融通

教師利用VR全景技術教學能夠實現資源共享，降低了研學的成本，減少了其他不穩定因素的影響，增強了學生的體驗，提高了研學效益，保障了研學旅行活動的正常開展。此外，VR全景技術可以讓學生多角度觀察實驗的全過程，并精確還原每處細節，實現真實的體驗，滿足各類研學旅行的需求，體現實踐性原則。

（二）學生層面：推進自主深度思維

1.植入新鮮感，提高學生思想和認識

教師利用VR全景技術改變了過去文字式、圖片式、視頻式固化的教學模式，讓學生身臨其境般參與研學活動。VR全景技術支持下的研學旅行教學，具有激發學生學習動機、創設學習情境、增強學習體驗、跨越時空界限、感受心理沉浸、跨界知識融合和動感交互穿越等特點，有利于增強學生學習體驗，提高動手實踐能力、思考能力和創新能力，發展學生的綜合素養。

2.增強代入感，調動學生的學習積極性

在傳統課堂上，教師通常會展示或播放有關圖片或視頻，讓學生有大致的了解。如果借助虛擬現實技術播放360°全景視頻，就有極強的代入感，使學生如身臨其境般游覽。學生通過觀看全景資源進行學習，對于未能掌握、還需求證的問題繼續觀看，可更好地達到研學的目的和效果。

3.體驗交互感，打破時空限制和環境約束

在VR虛擬環境下，人們幾乎可以模擬所有的場景。出于時間和金錢成本的考慮，教師用這種方式在室內呈現研學場景，不僅節省了時間、空間的成本，而且豐富了室內教學手段（學生可重復學習，根據個人需要轉換場景），提高學生實踐學習的個性化和豐富性，幫助學生在室內環境中研學相關知識，打破空間限制和環境約束。

4.提供空間感，在操作中培養獨立性

VR全景教學給學生帶來沉浸式體驗。學生自主研學，提高了獨立解決問題的能力和思維水平。學生在研學過程中，明確任務，進入VR情境，與同伴交流，針對問題提出假設，在教師的輔助下選取VR資源，進行自主探索，獨立感受獲取知識的整個過程，實現了深度學習^[2]。

總之，VR全景技術涵蓋甚廣，微電影、紀錄短片、語音解說等學生喜愛的視聽形式都能通過VR全景視頻技術呈現。當今5G技術快速發展，這為VR全景視頻技術在教育教學深度融合應用帶來新契機。教師應最大限度用好信息技術為教育教學賦能。

參考文獻

[1] 馬麗娜，馬鑫.VR在六盤山文化旅游發展產業的應用[J].科技與產業，2020：21-23.

[2] 王嘉昊，張艷.一種基于VR技術的虛擬旅游方法[J].產業創新研究，2019（11）：57-58.

（作者系福建省廈門何厝小學教師）

責任編輯：祝元志