《VR解密新城王氏忠勤祠堂的歷史》微課設(shè)計(jì)

李鵬 山東省淄博市桓臺一中附屬學(xué)校

●特色與亮點(diǎn)

1.創(chuàng)新微課的制作方式

本微課利用三維建模技術(shù)將傳統(tǒng)歷史文化場景進(jìn)行虛擬數(shù)字化創(chuàng)建，讓師生在虛擬的歷史場景中進(jìn)行沉浸式互動(dòng)演繹，真人和虛擬場景的融合為傳統(tǒng)文化教育提供了新的教學(xué)手段。

2.激活學(xué)生文化參與意識

①本微課打破了學(xué)生學(xué)習(xí)傳統(tǒng)文化知識的時(shí)空限制，將優(yōu)秀的傳統(tǒng)歷史文化知識由淺入深地呈現(xiàn)出來，使學(xué)生可以深刻體會優(yōu)秀傳統(tǒng)文化要表達(dá)的內(nèi)涵價(jià)值和精神；②本微課突破物理空間的限制，創(chuàng)設(shè)了一個(gè)虛擬探究的空間，讓學(xué)生以主動(dòng)參與的學(xué)習(xí)方式理解和體會歷史文物背后的意義內(nèi)容，提高了學(xué)生探究的興趣和專注力。

●制作背景

中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化源遠(yuǎn)流長，它既是中華文明的見證，也是中華民族幾千年來不斷進(jìn)步的智慧力量和道德根基。初中階段是人生發(fā)展的黃金時(shí)期，也是世界觀、人生觀形成的關(guān)鍵時(shí)期，傳承和弘揚(yáng)中華優(yōu)秀傳統(tǒng)文化對學(xué)生思維方式、審美情趣的培養(yǎng)及其社會責(zé)任和價(jià)值觀的形成具有極其重要的價(jià)值。

本微課利用虛擬制片技術(shù)解密新城王氏忠勤祠堂的歷史。忠勤祠為全國重點(diǎn)文物保護(hù)單位、山東省愛國主義教育基地，用單一的講授方式教授蘊(yùn)含中華優(yōu)秀傳統(tǒng)歷史文化內(nèi)涵的古文物建筑會導(dǎo)致學(xué)生缺乏積極參與的動(dòng)機(jī)，體驗(yàn)感差，學(xué)生難以理解當(dāng)時(shí)的歷史背景和家國道義。而虛擬制片技術(shù)可以有效整合文化資源，突破時(shí)空的限制，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)文化教育的沉浸式體驗(yàn)。它借助CG技術(shù)，將攝像機(jī)拍攝的影像與計(jì)算機(jī)生成的虛擬影像融為一體，實(shí)時(shí)可視化創(chuàng)造一個(gè)模擬真實(shí)世界的虛擬創(chuàng)作環(huán)境。畫面達(dá)到了“所見即所得”的狀態(tài)，這種沉浸式、互動(dòng)性的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，改變了傳統(tǒng)文化教育中碎片化、單一化、斷層化的問題和困境，構(gòu)建了虛擬傳統(tǒng)文化體驗(yàn)場景，增加了學(xué)生學(xué)習(xí)傳統(tǒng)文化的方式，豐富了學(xué)生的文化體驗(yàn)，為傳統(tǒng)文化教育提供了新的機(jī)遇。

●設(shè)計(jì)思路及內(nèi)容結(jié)構(gòu)

1.設(shè)計(jì)思路

基于虛擬制片技術(shù)的新城王氏忠勤祠堂歷史解密的微課由四個(gè)環(huán)節(jié)組成，包括提出疑惑、探尋歷史、講述歷史、責(zé)任擔(dān)當(dāng)，如圖1所示。

圖1

具體設(shè)計(jì)思路為：①在問題情境的導(dǎo)入環(huán)節(jié)，筆者實(shí)時(shí)出鏡與虛擬場景無縫結(jié)合，引出問題疑惑：“忠勤祠為何會建立在名不見經(jīng)傳的小鄉(xiāng)村呢？”②在探尋歷史環(huán)節(jié)，筆者實(shí)地探尋忠勤祠，并發(fā)現(xiàn)忠勤祠堂的關(guān)鍵信息。③在動(dòng)畫講述環(huán)節(jié)，利用虛幻引擎Unreal Engine中的Cinematics動(dòng)畫技術(shù)，將一系列歷史故事虛擬演示出來。④利用無人機(jī)航拍展示新城王氏忠勤祠的全貌，使學(xué)生懂得貴州祠遠(yuǎn)，不能近祀，故在老家新城建祠永祀這一傳統(tǒng)歷史文化的內(nèi)涵。

2.內(nèi)容結(jié)構(gòu)

（1）學(xué)習(xí)目標(biāo)

通過利用虛擬制片技術(shù)和實(shí)地探尋體驗(yàn)去解密新城王氏忠勤祠堂的歷史，學(xué)生能找到并深刻理解新城王氏優(yōu)良家風(fēng)的關(guān)鍵所在，能知道古代學(xué)士通過勤勉好學(xué)來考取功名，深刻領(lǐng)會勤勉好學(xué)、忠勤報(bào)國的志士情懷。學(xué)生通過沉浸體驗(yàn)新城王氏忠勤祠堂的歷史文化，能認(rèn)識到優(yōu)秀歷史傳統(tǒng)文化保護(hù)的重要性和急迫性，激發(fā)學(xué)生積極學(xué)習(xí)、報(bào)效祖國的社會責(zé)任擔(dān)當(dāng)。

（2）微課內(nèi)容

①以三維虛擬技術(shù)構(gòu)建場景，激發(fā)學(xué)生探究的興趣和動(dòng)機(jī)。

在問題情境導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，筆者首先創(chuàng)設(shè)虛擬三維場景四世宮保牌坊，構(gòu)建一種身臨其境的虛擬情境（如圖2）。筆者（站在虛擬四世宮保牌坊前）講述：“在我們淄博市桓臺縣新城鎮(zhèn)的一個(gè)鄉(xiāng)村里有這么一個(gè)牌坊，它被稱為華夏第一磚坊，這大名鼎鼎的四世宮保坊為什么會建在一個(gè)名不見經(jīng)傳的小鄉(xiāng)村呢？接下來和老師一起解密其背后的歷史。”

圖2

②依托虛實(shí)互動(dòng)，提升學(xué)生主動(dòng)探究的意識。

以學(xué)生視角深入了解王氏忠勤祠堂的歷史（如圖3），出示問題鏈：“嘉靖為何親書‘忠勤可憫’呢？”（出示視頻）祠堂外面聳立著四門三柱的牌坊，字匾為忠勤報(bào)國，這是王重光的次子吏部左侍郎王之垣恭建，進(jìn)入祠堂后映入眼簾的是影壁，正中鐫鎏金大字“忠勤可憫”，蓋“嘉靖之寶”紅印。

圖3

③設(shè)計(jì)Cinmatics虛擬影像動(dòng)畫，綻放傳統(tǒng)文化知識的時(shí)代內(nèi)涵。

利用虛擬引擎中的攝像機(jī)動(dòng)畫技術(shù)呈現(xiàn)王重光的一生事跡：“王重光，字廷宣，號濼川，明嘉靖進(jìn)士，他幼年家貧，但他勤奮好學(xué)，成績優(yōu)異，后科舉入仕。他為官清廉、剛正不阿，因得罪權(quán)奸嚴(yán)嵩，被貶貴州，任職期間奉命采辦貴州大木，以修復(fù)皇宮三大殿，終因積勞成疾，觸瘴而死。他勤于國事、平蠻督木的事跡，感動(dòng)朝野，嘉慶皇帝親書忠勤可憫，在貴州永寧敕建忠勤祠。”筆者在播放動(dòng)畫的同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生理解和體會王重光勤敏好學(xué)、清廉為民的事跡，同時(shí)通過利用虛擬制片技術(shù)，進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的數(shù)字化學(xué)習(xí)意識與創(chuàng)新能力。

④以航拍和大廣角攝像技術(shù)，闡述學(xué)生的歷史使命擔(dān)當(dāng)。

利用無人機(jī)航拍技術(shù)展示新城王氏忠勤祠全貌（如圖4），配以解說：“萬歷年間，以王之垣、王象乾為首的子侄們，認(rèn)為‘歲時(shí)常酹，貴州祠遠(yuǎn)，不能近祀’，于是奏得萬歷皇上的恩準(zhǔn)，于萬歷十六年，在家鄉(xiāng)新城又立忠勤祠，取忠勤報(bào)國、建祠永祀之意?！?/p>

圖4

筆者以愛國精神和良好的家風(fēng)家教為題，引導(dǎo)學(xué)生觀看視頻，填寫任務(wù)單，并完成相應(yīng)的評價(jià)任務(wù)。學(xué)生在觀摩王氏忠勤祠堂的故事同時(shí)，深刻理解重視學(xué)習(xí)才能成就事業(yè)，才能為祖國做貢獻(xiàn)。

●關(guān)鍵技術(shù)處理

1.三維場景的設(shè)計(jì)

古建筑的建模采用多邊形建模技術(shù)，首先要建立起古建筑的大體輪廓，確定好物體的比例關(guān)系，再將模型對象轉(zhuǎn)化為可編輯的多邊形對象。然后根據(jù)實(shí)景拍攝的古建筑圖像對多邊形對象的點(diǎn)、邊、邊界、面等子對象進(jìn)行編輯和修改以實(shí)現(xiàn)對古建筑文物的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)建模。材質(zhì)環(huán)節(jié)主要是利用3dsMax中的PBR材質(zhì)節(jié)點(diǎn)，貼圖選用的是單反相機(jī)拍攝古建外景，在Photoshop中進(jìn)行圖像調(diào)整，形成符合UV格式要求的貼圖文件。最后將其轉(zhuǎn)成FBX格式，以便后期導(dǎo)入虛幻引擎中。

2.雙渲染引擎的加持

虛擬場景的構(gòu)建在Unreal Engine虛幻引擎和Aximmetry虛擬演播中進(jìn)行設(shè)計(jì)，Unreal Engine是一個(gè)實(shí)施創(chuàng)作的3D平臺。Aximmetry虛擬演播軟件可以構(gòu)建具有虛擬照明、虛擬攝像機(jī)運(yùn)動(dòng)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交互式場景和效果。首先，利用虛幻引擎創(chuàng)建出高質(zhì)量的數(shù)字資產(chǎn)；接著，通過創(chuàng)建并驅(qū)動(dòng)Aximmetry虛擬攝像機(jī)，將虛擬場景與真實(shí)人物巧妙融合；最后，進(jìn)行場景構(gòu)建和最后的烘焙。在Aximmetry虛擬制作合成環(huán)節(jié)，首先新建一個(gè)混合組，再創(chuàng)建一個(gè)虛幻引擎的虛擬攝像機(jī)合成模塊，將烘焙好的虛擬場景與虛擬攝像機(jī)進(jìn)行節(jié)點(diǎn)鏈接，與攝像頭實(shí)時(shí)拍攝的人物場景進(jìn)行三維合成，最終創(chuàng)作出適合故事主題的作品和畫面。雙渲染引擎的加持可以實(shí)現(xiàn)真實(shí)場景和虛擬場景的完美融合。

●幕前幕后

本節(jié)微課的內(nèi)容是筆者第二次進(jìn)行設(shè)計(jì)。在第一次講解新城王氏忠勤祠堂歷史時(shí)，學(xué)生通過筆者片面地講授知識，對新城王氏忠勤祠堂的歷史有了比較模糊的了解，并沒有深刻體會當(dāng)時(shí)的時(shí)代背景和新城王氏忠勤報(bào)國的背后所隱藏的優(yōu)良家風(fēng)。采取的數(shù)字技術(shù)無外乎就是PPT、圖片和視頻，并沒有利用虛擬制片技術(shù)，總體來看第一次的課堂效果不盡如人意。

在新冠疫情居家隔離期間，筆者自學(xué)了虛幻引擎技術(shù)和三維建模技術(shù)，了解到虛擬制片技術(shù)作為一種數(shù)字視覺技術(shù)正在以“所見即所得”的現(xiàn)實(shí)再現(xiàn)方式創(chuàng)作和建構(gòu)虛擬影像，這種虛擬攝制技術(shù)會讓微課制作變得像制作PPT一樣便利、智能、高效、高質(zhì)。于是，筆者依據(jù)內(nèi)容重新設(shè)計(jì)了以虛擬現(xiàn)實(shí)為表現(xiàn)手法來解密新城王氏忠勤祠堂的微課。通過本次微課的制作，筆者體會到信息技術(shù)對課堂教學(xué)的重要性，接下來筆者會繼續(xù)鉆研信息技術(shù)，希望日后可以制作出更加豐富多彩的微課。