基于虛擬現(xiàn)實技術的網(wǎng)絡課程教學探索

鄧桂美

(廣州南洋理工職業(yè)學院建筑工程學院 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教育模式。2020 年1 月29 日教育部為了應對新型冠狀病毒肺炎疫情的肆虐提出“停課不停學”的政策，使得全國范圍內幾乎所有的學校、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)、學校、師生及家庭都在“全民網(wǎng)絡課程”的“大實驗”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 月底開始復學，轟轟烈烈歷時了3 個多月的“全民網(wǎng)絡課程”時代進入了尾聲。我們需要及時總結和反思這個非常時期的獨特經(jīng)驗，可以為未來課堂教學方式和學習方式改革提供有益借鑒；可以為特殊時期如：臺風、雷暴、暴雪、霧霾等自然災害或極端天氣造成無法正常開學情況，提供有效的啟示。

一、疫情網(wǎng)絡課程教學總結

教師-網(wǎng)絡課程教學的核心要素，不僅僅是教育的執(zhí)行者，傳播知識；還要轉變?yōu)閷W生成長的引導者，指引學生自主探險知識的奧妙；更要化身為學習的監(jiān)督者，監(jiān)管學生的學習過程，消除倦怠情緒。但網(wǎng)絡課程中教師只能是通過語音，視頻和學生進行互動交流，教師監(jiān)督難，課堂互動少，學生積極性差。

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

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

二、對比線上、線下教學的優(yōu)缺點

（一）線下教育

傳統(tǒng)課堂固定地點和時間，強烈的現(xiàn)場感容易激發(fā)學生情緒，培養(yǎng)良好的學習習慣，但靈活性差；課堂師生互動交流直接頻繁，活躍學習氣氛，但缺乏新鮮感；同學互助、小組作業(yè)、合作探索增強了學生之間的人際交流，培養(yǎng)學生團隊合作。但課堂內容不可以回放，知識的流逝性強。

（二）線上教育

突破時間和空間的限制，學習不受疫情和天氣的限制；線上教學以學生為中心，表現(xiàn)形式多樣化，學生有新鮮感；線上教育缺少積極嚴肅的學習環(huán)境，自主學習能力較差的學生，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，學生理解有難度，進而造成學習積極性降低。

三、虛擬現(xiàn)實技術與網(wǎng)絡課程結合探索

虛擬現(xiàn)實技術在網(wǎng)絡課程中的運用可行性方案設計，在新教學改革和知識不斷更新的教育環(huán)境下，突破現(xiàn)場教學受空間、時間、感知的局限制，幫助學習者隨時隨地進行多元化靈活自主學習，是未來教育發(fā)展的走向。通過使用虛擬現(xiàn)實技術可以大大提高學生的注意力，學生在沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境中學習時的專注度是傳統(tǒng)環(huán)境的6 倍，而在沉浸式虛擬現(xiàn)實環(huán)境中學習的學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，建立虛擬仿真實驗室，探索把虛擬現(xiàn)實技術運用在教學上，取得了一定的成果。如國內的華北大學則嘗試了將嚴肅游戲引入VR 教學中，并進行了洛可可藝術風格教學環(huán)境下的游戲世界設計[3]。嘗試探索“互聯(lián)網(wǎng)+教育+虛擬現(xiàn)實”在網(wǎng)絡課程教學中的應用模式，整合虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡課程，并應用到新媒體教學上，以此為例探索其在教育領域的應用。

本虛擬現(xiàn)實網(wǎng)絡課程方案，主要針對高職院校以及建筑類相關的學習者，年齡為17～30 歲，學生需要有一定的知識基礎，能理解和掌握一些專業(yè)知識概念，對新事物有很強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，能短期內掌握，適用范圍廣闊，可以應用在建筑、規(guī)劃、園林、景觀、室內以及工業(yè)設計等領域，可以滿足建筑類相關場景制作的需求。Enscape渲染速度快，可以導出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的移動VR；也可以導出360度虛擬現(xiàn)實場景，適用于像HTC 一樣的VR 耳機，可以發(fā)射VIVE 或Oculus 裂痕，構成虛擬現(xiàn)實的場景；學生可以在渲染后的場景進行探索和學習。

學生可以有兩種學習的方式：一種是使用VR 紙板眼鏡和智能手機，進行知識點的獲取和Enscape 渲染導出360 度虛擬現(xiàn)實場景展示的互動，可以用于課前的預習和課后的復習。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；可以用于課中的學習和課后的回放學習。這樣學生可以通過網(wǎng)絡的模式預習新知識，重復學習和鞏固重點難點；可以團隊學習，教師直播，掌握復雜的知識技能。

基于虛擬現(xiàn)實技術的網(wǎng)絡課程教學方案：分課前、課中、課后三個階段，整合翻轉課堂、任務式教學模式。學生佩戴好虛擬現(xiàn)實設備，通過網(wǎng)絡進入虛擬的教學系統(tǒng)，對知識操作流程、重點技能進行交互操作學習。

課前：使用智能手機預習虛擬現(xiàn)實網(wǎng)絡課程的知識點，沉浸式的虛擬現(xiàn)實場景展示互動，了解學習目標、明確學習任務，預習課程資源，記錄預習中的困惑與疑問。課中：佩戴頭盔和使用手柄控制器，學生帶著問題，進入虛擬現(xiàn)實的網(wǎng)絡課程場景，在沉浸式的虛擬現(xiàn)實場景中學習，模擬線下學習的情景，學生和虛擬場景互動學習，學生之間可以互動交流，學生和老師也可互動交流，啟發(fā)學生在虛擬場景的學習中，完成教學任務。該環(huán)節(jié)側重于模擬真實的學生實踐過程，幫助學生更好的理解枯燥的理論知識，提高實踐的動手能力。課后：通過作業(yè)或小組任務，讓學生在教師預先設定的虛擬現(xiàn)實場景中完成任務，通過個人或小組整體合作的形式，共同進行虛擬場景學習。教師借助虛擬場景，進行虛擬仿真示范、現(xiàn)場演示與個性化點撥，加深學生對專業(yè)知識的印象。

虛擬現(xiàn)實技術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]。

真實性：將虛擬現(xiàn)實技術應用到網(wǎng)絡課程教學中，可以通過自然的互交方式，將復雜難理解的學習內容進行形象化、可視化表達，給學生帶來逼真的感受[5]。

互交性：傳統(tǒng)網(wǎng)絡課程師生只能通過語音或視頻交流互動，增加虛擬實現(xiàn)技術后，在網(wǎng)絡課程教學中，師生互動，教師引導，學生虛擬現(xiàn)實的環(huán)境互動，融入學習的環(huán)境中。

便捷性:節(jié)省通勤時間，提高學習效率；可以暫停回放，難點知識多次重復學習，減少了學習壓力；可以根據(jù)個人情況進行學習時間的調整與學習內容的梳理鞏固，體現(xiàn)了上網(wǎng)課的靈活性與人性化的特點。

基于虛擬現(xiàn)實技術在網(wǎng)絡課程教學的探索應用，是在網(wǎng)絡課程中融入虛擬現(xiàn)實技術，為學生提供了一種更有趣、更能激發(fā)創(chuàng)造性的沉浸式學習模式。它把深奧枯燥的理論知識形象化，使學生可以直接了解和深入體會知識的重點和難點，引發(fā)學生對知識的積極探索。這不僅提高了學生在網(wǎng)絡課程中對學習的興趣，同時還促進了學生自主探索，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知識點進行了設計，但設計思路還可擴展到計算機和建筑相關的所有課程。通過這種嘗試，希望能對建筑類教學方案設計和教育改革提供參考。