基于VR的教學(xué)模式改革探索

肖權(quán)權(quán) 侯杏

摘 要 為貫徹教育部“停課不停學(xué)”的教育指導(dǎo)方針，全國(guó)各學(xué)校按自身特點(diǎn)，探索開展了形式多樣的線上教育。但是現(xiàn)有的線上教學(xué)，在技術(shù)手段上存在很多不太讓師生滿意的地方，因此，合理運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)先進(jìn)技術(shù)，探索優(yōu)質(zhì)體驗(yàn)的線上教學(xué)，對(duì)高校教學(xué)改革具有重大的意義。

關(guān)鍵詞 VR模式;教學(xué)改革;線上教學(xué)

引言

VR是Virtual Reality的英文簡(jiǎn)稱，中文簡(jiǎn)稱虛擬現(xiàn)實(shí)。該技術(shù)采用智能終端設(shè)備對(duì)現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行模擬，生成虛擬的世界，使用者可以如同親身經(jīng)歷現(xiàn)實(shí)世界一般，隨時(shí)隨地沒(méi)有限制的與虛擬的三維空間進(jìn)行交互。

在虛擬世界視覺(jué)顯示影像上，通常借助水平定位系統(tǒng)模擬觀眾視角，將傳統(tǒng)的平面圖片或視頻轉(zhuǎn)化升級(jí)為360度的全景圖片或場(chǎng)景。在聲音上，借助先進(jìn)的3D音效解決方案模擬環(huán)繞式聽覺(jué)體驗(yàn)。與此同時(shí)，在感知上，可借助手柄操控“語(yǔ)音識(shí)別”行為等檢測(cè)方式，實(shí)現(xiàn)用戶與虛擬環(huán)境行為上，甚至觸覺(jué)上的交互。按照目前的VR技術(shù)，理論上已經(jīng)可以將觀眾完全置身于虛擬的現(xiàn)實(shí)之中，成為虛擬空間的一員。VR技術(shù)的出現(xiàn)和發(fā)展和傳統(tǒng)教學(xué)方式相結(jié)合，能突破以往的教學(xué)方式，大幅提高和更新目前的教學(xué)質(zhì)量和水平。

1現(xiàn)有線上教學(xué)存在的弊端

1.1 傳統(tǒng)線上教學(xué)方式，師生進(jìn)行互動(dòng)形式單一

傳統(tǒng)教學(xué)的優(yōu)勢(shì)在于師生可以面對(duì)面地交流和互動(dòng)，但是普通線上教學(xué)多是采用單一的授課方式。老師無(wú)法實(shí)時(shí)高效的和學(xué)生進(jìn)行交流。雖然目前可以采用直播的形式授課，但這依賴學(xué)生超強(qiáng)的自覺(jué)性。有可能教師在上課，學(xué)生將手機(jī)仍在一旁，自己卻在玩游戲，顯然，目前采用直播形式的教學(xué)方式，教學(xué)效果不是很好。

1.2 傳統(tǒng)線上教學(xué)方式，缺少教學(xué)真實(shí)體驗(yàn)

傳統(tǒng)線上方式通常采用直播的方式進(jìn)行授課，不僅學(xué)生沒(méi)有真實(shí)上課的感覺(jué)，就連教師也會(huì)有這種感覺(jué)。歸其原因，還是師生溝通和交流的方式不夠豐富。傳統(tǒng)線上教學(xué)多數(shù)教學(xué)時(shí)間都會(huì)處于類似學(xué)生觀看電視的狀態(tài)[1]，教師無(wú)法看到學(xué)生端的全貌。雖然新冠疫情期間，可以臨時(shí)用這種方式授課，但現(xiàn)實(shí)這種體檢性極差的方式，并不是一種長(zhǎng)久可代替?zhèn)鹘y(tǒng)教學(xué)的一種方式。VR技術(shù)的出現(xiàn)，可以較好地彌補(bǔ)現(xiàn)有教學(xué)上的不足。它在如下方面，擁有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

2采用VR模式在現(xiàn)有教學(xué)形式上的優(yōu)勢(shì)

2.1 很好的沉浸教學(xué)體驗(yàn)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式學(xué)生獲取信息的渠道來(lái)源于教師，且是唯一單一來(lái)源。而采用VR模式，學(xué)生獲取信息的來(lái)源是360度全方位的。以一堂普通的語(yǔ)文詩(shī)詞教學(xué)為例。如李白的《望廬山瀑布》 ，詩(shī)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?！边@種壯觀的場(chǎng)景，將學(xué)生帶到李白時(shí)期的廬山瀑布，去體驗(yàn)作者當(dāng)時(shí)的意境，顯然是不可能的。如與VR模式相結(jié)合，可以虛擬模擬出該場(chǎng)景，學(xué)生可以走進(jìn)虛擬世界體驗(yàn)到詩(shī)中描繪的場(chǎng)景，欣賞詩(shī)中壯闊美妙的景色。學(xué)生通過(guò)這種方式，可以受到作者的當(dāng)時(shí)的心境，因此，對(duì)詩(shī)詞的理解也會(huì)更深刻的多?；蛟S學(xué)生通過(guò)形式多樣的學(xué)習(xí)方式，都成長(zhǎng)為一名優(yōu)秀的文學(xué)創(chuàng)作者。

2.2 交互形式多樣

采用VR模式的教學(xué)，師生不僅能通過(guò)聲音、視覺(jué)這兩種感觀進(jìn)行信息交互，甚至可以通嗅覺(jué)、味覺(jué)，觸覺(jué)等方式進(jìn)行交互。例如，采用VR設(shè)備，當(dāng)某位同學(xué)，出現(xiàn)注意力不集中等情況時(shí)[2]。教師可以遠(yuǎn)程控制VR設(shè)備，對(duì)他進(jìn)行接觸性提醒。如有必要甚至可以釋放味覺(jué)。不僅如此，學(xué)生也可以通過(guò)VR設(shè)備虛擬成場(chǎng)景中的人物，與其他學(xué)生或老師進(jìn)行交流。

2.3 采用構(gòu)想的方式，構(gòu)建虛擬教學(xué)環(huán)境

針對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行描述，稱為“虛擬”。如再對(duì)現(xiàn)實(shí)環(huán)境進(jìn)行再創(chuàng)作稱為“構(gòu)想”。“構(gòu)想”可以運(yùn)用到航空航天、深海作業(yè)、模擬駕駛等教學(xué)領(lǐng)域。學(xué)習(xí)航空飛行技術(shù)，也不必一開始就駕駛飛機(jī)飛到天空。我們可以采用“構(gòu)想”的方式，首先，在虛擬世界學(xué)會(huì)飛行，接著再親自登上飛機(jī)飛行。這種模擬演習(xí)的教學(xué)方式，幾乎可以擴(kuò)展到我們生活的各個(gè)領(lǐng)域。因此，采用VR模式教學(xué)，不會(huì)因?yàn)椴僮魇д`，造成很嚴(yán)重的后果，最壞的情況，只是“Game Over”。

3VR常見(jiàn)的教學(xué)模式場(chǎng)景

3.1 VR模式和理論課相結(jié)合

采用二維的口述教學(xué)方式 ，在描述抽象的知識(shí)點(diǎn)時(shí)，顯得晦澀難懂且蒼白無(wú)力。如果采用VR教學(xué)模式，我們可以將傳統(tǒng)的黑板進(jìn)行改造，讓其演變?yōu)閂R設(shè)備。采用觸控VR黑板調(diào)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(guò)對(duì)2D信息向直觀的3D信息轉(zhuǎn)化，提升學(xué)生獲取知識(shí)信息的維度，增加學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

3.2 VR模式和實(shí)踐課相結(jié)合

實(shí)踐課主要培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手和實(shí)踐能力。針對(duì)不同專業(yè)技術(shù)的實(shí)踐特點(diǎn)，可以制定對(duì)應(yīng)VR模式的虛擬場(chǎng)景，針對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)的重點(diǎn)和難點(diǎn)，在VR場(chǎng)景里信息模擬演練。以模擬汽車駕駛教學(xué)為例，首先模擬出汽車駕駛的科目二和科目三的考試場(chǎng)景，借助VR場(chǎng)景里的視覺(jué)仿真系統(tǒng)、音響仿真系統(tǒng)、運(yùn)行仿真系統(tǒng)以及動(dòng)力學(xué)仿真系統(tǒng)[4]。隨著駕駛員動(dòng)作的變化，將該變化的數(shù)據(jù)傳輸操縱仿真系統(tǒng)，隨機(jī)將感知的變化傳遞給駕駛員，達(dá)到逼真的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。數(shù)據(jù)交互流程如圖1所示。

圖1 VR模式在汽車駕駛教學(xué)中的數(shù)據(jù)處理流程

3.3 VR模式和科研實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合

在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行一些高危實(shí)驗(yàn)，例如特殊病毒實(shí)驗(yàn)、放射性物質(zhì)實(shí)驗(yàn)、核化生損傷實(shí)驗(yàn)、醫(yī)學(xué)救援實(shí)驗(yàn)等，這些實(shí)驗(yàn)對(duì)操作的規(guī)范性和科學(xué)性要求很高。在進(jìn)行這方面研究時(shí)，我們可以第一步建立VR仿真實(shí)驗(yàn)室，第二步在進(jìn)行真實(shí)場(chǎng)景的實(shí)驗(yàn)。例如，在醫(yī)學(xué)救援實(shí)驗(yàn)時(shí)，可以利用首先VR仿真人體形態(tài)，從整體和局部觀察人體內(nèi)部結(jié)構(gòu)，通過(guò)VR設(shè)備訓(xùn)練手術(shù)步驟，建立手術(shù)前的直觀感受，熟練掌握了手術(shù)步驟和技，最后才開展真實(shí)手術(shù)[5]。

4結(jié)束語(yǔ)

嶄新的技術(shù)帶給了我們對(duì)現(xiàn)有教育模嶄新的思考，雖然對(duì)目前的高校采用VR模擬教學(xué)還有一定的難度，但是相信在不久的將來(lái)VR技術(shù)將應(yīng)用到我們生活的各個(gè)方面，給我們生活和教育帶來(lái)便利。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳清奎，何芹，李學(xué)東，等.VR技術(shù)與傳統(tǒng)教育深度融合——“VR +”教學(xué)模式創(chuàng)新與實(shí)踐[J].數(shù)字社區(qū)，2018（23）：83-84.

[2] 邵冰莓，劉展.“新冠肺炎”疫情環(huán)境下實(shí)驗(yàn)教學(xué)形式多樣化的運(yùn)用[J].力學(xué)與實(shí)踐，2020（1）：80-84.

[3] 孟紅霞.“賽教融合”模式下VR虛擬現(xiàn)實(shí)方向課程教學(xué)實(shí)踐改革[J].教學(xué)改革，2018（6）：48-49.

[4] 魏子宸，程雨竹，胡夢(mèng)圓，等.VR 虛擬駕駛研究[J].科技經(jīng)濟(jì)信息化，2019（6）：11-12.

[5] 凌冠華，李云，陳自強(qiáng)，等.陸軍軍醫(yī)大學(xué)基于VR和AR技術(shù)的虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的建設(shè)初探[J].價(jià)值工程，2018（3）：252-253.

作者簡(jiǎn)介

肖權(quán)權(quán)（1986-），男，湖北仙桃人;學(xué)歷：碩士，現(xiàn)就職單位：貴州民族大學(xué)，研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用技術(shù)。

侯杏（1986-），女，貴州貴陽(yáng)人;學(xué)歷：碩士，現(xiàn)就職單位：貴州民族大學(xué)，研究方向：社會(huì)工作。