《VR解密新城王氏忠勤祠堂的歷史》微課設計

李鵬 山東省淄博市桓臺一中附屬學校

●特色與亮點

1.創新微課的制作方式

本微課利用三維建模技術將傳統歷史文化場景進行虛擬數字化創建，讓師生在虛擬的歷史場景中進行沉浸式互動演繹，真人和虛擬場景的融合為傳統文化教育提供了新的教學手段。

2.激活學生文化參與意識

①本微課打破了學生學習傳統文化知識的時空限制，將優秀的傳統歷史文化知識由淺入深地呈現出來，使學生可以深刻體會優秀傳統文化要表達的內涵價值和精神；②本微課突破物理空間的限制，創設了一個虛擬探究的空間，讓學生以主動參與的學習方式理解和體會歷史文物背后的意義內容，提高了學生探究的興趣和專注力。

●制作背景

中華優秀傳統文化源遠流長，它既是中華文明的見證，也是中華民族幾千年來不斷進步的智慧力量和道德根基。初中階段是人生發展的黃金時期，也是世界觀、人生觀形成的關鍵時期，傳承和弘揚中華優秀傳統文化對學生思維方式、審美情趣的培養及其社會責任和價值觀的形成具有極其重要的價值。

本微課利用虛擬制片技術解密新城王氏忠勤祠堂的歷史。忠勤祠為全國重點文物保護單位、山東省愛國主義教育基地，用單一的講授方式教授蘊含中華優秀傳統歷史文化內涵的古文物建筑會導致學生缺乏積極參與的動機，體驗感差，學生難以理解當時的歷史背景和家國道義。而虛擬制片技術可以有效整合文化資源，突破時空的限制，實現傳統文化教育的沉浸式體驗。它借助CG技術，將攝像機拍攝的影像與計算機生成的虛擬影像融為一體，實時可視化創造一個模擬真實世界的虛擬創作環境。畫面達到了“所見即所得”的狀態，這種沉浸式、互動性的學習體驗，改變了傳統文化教育中碎片化、單一化、斷層化的問題和困境，構建了虛擬傳統文化體驗場景，增加了學生學習傳統文化的方式，豐富了學生的文化體驗，為傳統文化教育提供了新的機遇。

●設計思路及內容結構

1.設計思路

基于虛擬制片技術的新城王氏忠勤祠堂歷史解密的微課由四個環節組成，包括提出疑惑、探尋歷史、講述歷史、責任擔當，如圖1所示。

圖1

具體設計思路為：①在問題情境的導入環節，筆者實時出鏡與虛擬場景無縫結合，引出問題疑惑：“忠勤祠為何會建立在名不見經傳的小鄉村呢？”②在探尋歷史環節，筆者實地探尋忠勤祠，并發現忠勤祠堂的關鍵信息。③在動畫講述環節，利用虛幻引擎Unreal Engine中的Cinematics動畫技術，將一系列歷史故事虛擬演示出來。④利用無人機航拍展示新城王氏忠勤祠的全貌，使學生懂得貴州祠遠，不能近祀，故在老家新城建祠永祀這一傳統歷史文化的內涵。

2.內容結構

（1）學習目標

通過利用虛擬制片技術和實地探尋體驗去解密新城王氏忠勤祠堂的歷史，學生能找到并深刻理解新城王氏優良家風的關鍵所在，能知道古代學士通過勤勉好學來考取功名，深刻領會勤勉好學、忠勤報國的志士情懷。學生通過沉浸體驗新城王氏忠勤祠堂的歷史文化，能認識到優秀歷史傳統文化保護的重要性和急迫性，激發學生積極學習、報效祖國的社會責任擔當。

（2）微課內容

①以三維虛擬技術構建場景，激發學生探究的興趣和動機。

在問題情境導入環節中，筆者首先創設虛擬三維場景四世宮保牌坊，構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的一個鄉村里有這么一個牌坊，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名不見經傳的小鄉村呢？接下來和老師一起解密其背后的歷史。”

圖2

②依托虛實互動，提升學生主動探究的意識。

以學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，字匾為忠勤報國，這是王重光的次子吏部左侍郎王之垣恭建，進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設計Cinmatics虛擬影像動畫，綻放傳統文化知識的時代內涵。

利用虛擬引擎中的攝像機動畫技術呈現王重光的一生事跡：“王重光，字廷宣，號濼川，明嘉靖進士，他幼年家貧，但他勤奮好學，成績優異，后科舉入仕。他為官清廉、剛正不阿，因得罪權奸嚴嵩，被貶貴州，任職期間奉命采辦貴州大木，以修復皇宮三大殿，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。”筆者在播放動畫的同時引導學生理解和體會王重光勤敏好學、清廉為民的事跡，同時通過利用虛擬制片技術，進一步培養學生的數字化學習意識與創新能力。

④以航拍和大廣角攝像技術，闡述學生的歷史使命擔當。

利用無人機航拍技術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，認為‘歲時常酹，貴州祠遠，不能近祀’，于是奏得萬歷皇上的恩準，于萬歷十六年，在家鄉新城又立忠勤祠，取忠勤報國、建祠永祀之意。”

圖4

筆者以愛國精神和良好的家風家教為題，引導學生觀看視頻，填寫任務單，并完成相應的評價任務。學生在觀摩王氏忠勤祠堂的故事同時，深刻理解重視學習才能成就事業，才能為祖國做貢獻。

●關鍵技術處理

1.三維場景的設計

古建筑的建模采用多邊形建模技術，首先要建立起古建筑的大體輪廓，確定好物體的比例關系，再將模型對象轉化為可編輯的多邊形對象。然后根據實景拍攝的古建筑圖像對多邊形對象的點、邊、邊界、面等子對象進行編輯和修改以實現對古建筑文物的結構細節建模。材質環節主要是利用3dsMax中的PBR材質節點，貼圖選用的是單反相機拍攝古建外景，在Photoshop中進行圖像調整，形成符合UV格式要求的貼圖文件。最后將其轉成FBX格式，以便后期導入虛幻引擎中。

2.雙渲染引擎的加持

虛擬場景的構建在Unreal Engine虛幻引擎和Aximmetry虛擬演播中進行設計，Unreal Engine是一個實施創作的3D平臺。Aximmetry虛擬演播軟件可以構建具有虛擬照明、虛擬攝像機運動和增強現實的交互式場景和效果。首先，利用虛幻引擎創建出高質量的數字資產；接著，通過創建并驅動Aximmetry虛擬攝像機，將虛擬場景與真實人物巧妙融合；最后，進行場景構建和最后的烘焙。在Aximmetry虛擬制作合成環節，首先新建一個混合組，再創建一個虛幻引擎的虛擬攝像機合成模塊，將烘焙好的虛擬場景與虛擬攝像機進行節點鏈接，與攝像頭實時拍攝的人物場景進行三維合成，最終創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現真實場景和虛擬場景的完美融合。

●幕前幕后

本節微課的內容是筆者第二次進行設計。在第一次講解新城王氏忠勤祠堂歷史時，學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，并沒有深刻體會當時的時代背景和新城王氏忠勤報國的背后所隱藏的優良家風。采取的數字技術無外乎就是PPT、圖片和視頻，并沒有利用虛擬制片技術，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，筆者自學了虛幻引擎技術和三維建模技術，了解到虛擬制片技術作為一種數字視覺技術正在以“所見即所得”的現實再現方式創作和建構虛擬影像，這種虛擬攝制技術會讓微課制作變得像制作PPT一樣便利、智能、高效、高質。于是，筆者依據內容重新設計了以虛擬現實為表現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對課堂教學的重要性，接下來筆者會繼續鉆研信息技術，希望日后可以制作出更加豐富多彩的微課。