基于虛擬現實技術的智慧課程資源開發與應用研究

摘要：虛擬現實技術能模擬產生一個三維空間的虛擬世界，給使用者提供視、聽、觸等感官模擬。基于虛擬現實技術開發的課程資源（Curriculum Wisdom）具備直觀、可操控、可進化、易分享的智慧特點。該文以實際教學案例為抓手，研究基于主流三維CAD軟件開發具備智慧屬性的課程資源的途徑，并對其在課堂教學的實踐使用進行探討。

關鍵詞：虛擬現實;智慧;課程資源

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）36-0237-02

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確提出：要加快教育信息化進程，信息技術對教育發展具有革命性影響，必須予以高度重視。把教育信息化納入國家信息化發展整體戰略，超前部署教育信息網絡。“加快”“革命性”“超前”這三個關鍵詞呈現出教育信息化在教育現代化中的重要作用。而在課堂教學中，直觀可見、泛在進化、多平臺共享的虛擬仿真教學資源必將在智慧課堂教學改革中發揮重要的作用。

1虛擬仿真技術介紹

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）是近年來出現的高新技術，它利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界，給使用者提供視、聽、觸等感官模擬，助其身臨其境，可以及時、自由地觀察三維空間內的事物。三維計算機圖形學技術是虛擬顯示三大基本手段之一。市場上大多數軟件均支持參數化、特征化的建模，同時提供了針對網絡環境的接口，便于師生隨時輸出適合于網絡發布的三維模型格式，資源得以不斷進化，以VRML語言為例，可以使用三維CAD軟件設計出需要的產品，輸出WRL格式文件供網絡發布。

2應用Inventor軟件開發課程教學資源范例

Inventor是美國AutoDesk公司推出的一款三維可視化實體模擬軟件，具備強大的三維建模、渲染、動畫及輸出能力。筆者以開發中職《語文》課程中《景泰藍的制作》一文的教學模型為例，介紹使用虛擬現實技術開發智慧課程資源的一般流程。

2.1資源需求分析

按照課程標準要求，通過本文的學習，要求學生掌握按照生產制作順序說明事物的寫法，其中要重點說明掐絲和點藍兩道工序。作為中職學生，對于景泰藍的制作工藝是陌生而充滿興趣的，傳統的圖像及視頻資源與學生的學習基礎存在距離，需要更直觀、可操縱的學習資源予以輔助。

2.2使用Inventor開發景泰藍模型資源的過程

1）繪制封閉的草圖環，利用旋轉特征創建景泰藍花瓶模型，按照制胎的主要材料，賦予黃銅材質如圖1、圖2、圖3所示。

2）在網上搜索景泰藍的合適貼圖，按照花瓶的大致形狀進行裁剪。

3）用貼圖對模型進行貼圖渲染，得到花瓶三維模型，如圖4所示。

4）利用軟件的相機動畫功能制作景泰藍花瓶的展示動畫并輸出。

5）將制作完成的景泰藍花瓶保存為IPT格式文件。

2.3使用CADPRO分享模型

CADbro是一款輕量化但功能強大的看圖和分享軟件，包括PC端和移動端。軟件允許客戶查看三維模型，并創建分享鏈接使之可以在移動端查看，如圖5所示。點擊“云”模塊，就可以上傳當前模型到云端，方便備份以及共享數據。在PC端分享模型后，會得到一個鏈接，復制到瀏覽器即可打開云端查看模型。也可以將鏈接生成二維碼，用手機掃一掃即可查看。在手機或者平板等移動端通過瀏覽器均可查看三維模型，不需要安裝任何APP或者插件。支持觸屏操作，單指旋轉視圖，雙指放大縮小，還可以選擇軸測圖和上下左右等標準視圖，如圖6所示。

3景泰藍虛擬仿真資源在課堂教學中的應用

在“背景感知”階段，學生通過手機掃碼，在手機瀏覽器中觀察多種多樣的景泰藍模型，如碗、瓶、盤、煙具、臺燈、茶罐等。對景泰藍手工藝品形成初步認知。

在“課文解析”階段，教師要介紹景泰藍手工藝品的制作過程。學生通過掃碼，分別觀察景泰藍花瓶從制胎、掐絲、點藍、燒藍、打磨、鍍金的各個不同狀態模型，通過軟件制作的動畫展示，直觀了解整個制作過程，能對著不同工藝狀態的虛擬模型描述該工序的特點。

在“課后作業”極端，學生依托虛擬模型資源，在CAD技術興趣小組同學的幫助下，自主設計制作一款景泰藍工藝品模型并發布分享，同時抓住特征、突出重點、綜合使用多種說明方法說明該工藝品的制作過程，在下一次課以此為素材進行匯報交流。

4對使用虛擬仿真資源的課堂教學開展評價

為了對使用虛擬仿真資源的課堂教學進行評價方法改革，我們初步構建了基于獨立思辨能力、團隊合作能力、問題解決能力、創造力和反思性思維等維度的課程評價體系。以《景泰藍的制作》同課異構效果評測為例，對班級學生平均智慧發展情況作如下表l所示評價，從評價結果看，使用虛擬仿真資源開展教學能有效提高學生的智慧發展水平。

5結束語

虛擬仿真教學資源能滿足學習者智慧發展需求，具有進化、泛在、自適應、聯通、推送、交互等特性，可以通過自創、收集、再開發等多種途徑獲取，符合智慧教學需求。

在課堂教學中，虛擬仿真教學資源能直觀在各類信息終端進行操作和分享，拉近了資源和學習者的距離，提升了學生的參與性與積極性，有效降低了學習的門檻，幫助學生較快地掌握通過傳統媒介較難呈現的學習內容。《景泰藍的制作》虛擬仿真模型的制作與應用僅是該技術在課堂教學改革中的一個典型案例，相信虛擬教學資源的開發與使用將是信息技術與教育教學結合的有一個突破口。

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【通聯編輯：謝媛媛】

收稿日期：2019-10-29

作者簡介：李葉（1986-），女，江蘇揚州人，講師，碩士，研究方向為語文教學、漢語言文學。