吳 翔

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421005）

近年來，隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度的不斷加快，信息技術(shù)的發(fā)展日新月異，涌現(xiàn)出了諸多新技術(shù)和發(fā)展新模式，在社會(huì)發(fā)展的各個(gè)領(lǐng)域都發(fā)揮了巨大的推動(dòng)作用。因此，將新型的信息技術(shù)應(yīng)用于教育教學(xué)領(lǐng)域必將促進(jìn)教育模式的變更和優(yōu)化。為了在教育教學(xué)領(lǐng)域推動(dòng)信息技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展，相關(guān)政府部門對于教育事業(yè)發(fā)展予以大力支持，在教育活動(dòng)開展過程中引入虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）技術(shù)，并將該技術(shù)融入到翻轉(zhuǎn)課堂中。通過上述途徑，可以突破傳統(tǒng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式限制，與當(dāng)前課堂教育“供給側(cè)”的改革需求相符，將翻轉(zhuǎn)課堂的作用盡可能最大限度發(fā)揮出來。本文就以當(dāng)前課堂教育現(xiàn)狀為出發(fā)點(diǎn)，對在翻轉(zhuǎn)課堂中融入VR 技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)模式“供給側(cè)”進(jìn)行探究。

1 VR 技術(shù)概念

VR 技術(shù)是一種通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)才能實(shí)現(xiàn)的虛擬三維空間技術(shù)，為使用人員創(chuàng)建一個(gè)具有真實(shí)觸覺、聽覺、視覺的虛擬環(huán)境，可以對人的主觀想法進(jìn)行模擬，讓使用人員有身臨其境之感，可以在這一虛擬三維空間中無限制、及時(shí)地對其中各項(xiàng)事務(wù)進(jìn)行觀察和探究[1]。將VR 技術(shù)引入翻轉(zhuǎn)課堂中有以下優(yōu)勢和價(jià)值：第一，增強(qiáng)教學(xué)過程的生動(dòng)性。通過翻轉(zhuǎn)課堂進(jìn)行教學(xué)的過程中，由于學(xué)習(xí)者與教學(xué)者在時(shí)間和空間上相互分離，因此在通過翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的過程中可能會(huì)出現(xiàn)生動(dòng)性欠缺的問題。教育教學(xué)過程是一個(gè)綜合性過程，既需要教育工作者與學(xué)習(xí)者之間建立有效的互動(dòng)和溝通，又需要為學(xué)習(xí)者提供良好的學(xué)習(xí)情境，以增強(qiáng)教育教學(xué)的效果。在傳統(tǒng)的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中，學(xué)生通過在線視頻等形式進(jìn)行學(xué)習(xí)，可能會(huì)由于生動(dòng)性不足導(dǎo)致學(xué)生分神或無法精準(zhǔn)理解知識內(nèi)涵。通過應(yīng)用VR 技術(shù)，可以使學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中有身臨其境的感覺，有利于幫助學(xué)習(xí)者提升學(xué)習(xí)效果。第二，豐富翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)元素。通過將VR 技術(shù)引入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)過程中，在信息技術(shù)的幫助下，增加音、視、感等多方面學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

2 在當(dāng)前教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中存在的問題

在技術(shù)性較強(qiáng)的專業(yè)課程實(shí)際教學(xué)中，當(dāng)前遇到的最大問題就是參觀實(shí)習(xí)和頂崗實(shí)習(xí)活動(dòng)這兩種主要形式的局限性。其中，頂崗實(shí)習(xí)是一種學(xué)習(xí)內(nèi)容限制性較強(qiáng)，耗時(shí)較長的教學(xué)方式，對于寬口徑專業(yè)知識教學(xué)活動(dòng)的開展效果并不理想。具體而言，學(xué)生在頂崗實(shí)習(xí)時(shí)一般會(huì)被安排至基礎(chǔ)崗位，并從事輔助性工作。在長達(dá)一個(gè)學(xué)期甚至更長的頂崗實(shí)習(xí)過程中，學(xué)生很難全面接觸實(shí)習(xí)單位的業(yè)務(wù)。同時(shí)，雖然大部分學(xué)校都設(shè)有實(shí)習(xí)基地，并在這一方面投入大量人力、物力、財(cái)力，但是，仍與當(dāng)前學(xué)生日益增長的學(xué)習(xí)需求存在較大缺口。在院校設(shè)立或合作的實(shí)習(xí)基地中，能夠提供的實(shí)習(xí)崗位和學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)相較于龐大的學(xué)生群體而言仍然不夠，無法滿足全部學(xué)生實(shí)習(xí)學(xué)習(xí)的需要，對于院校學(xué)生整體素養(yǎng)的提升幫助較小。

3 翻轉(zhuǎn)課堂的一般組織形式

美國富蘭克林學(xué)院計(jì)算科學(xué)專業(yè)與數(shù)學(xué)專業(yè)的TALBERT Robert 教授曾對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)方式的組織模式進(jìn)行了總結(jié)：“翻轉(zhuǎn)課堂主要可以分為課前、課中、課后3 個(gè)階段，并通過這3 個(gè)階段進(jìn)行知識的強(qiáng)化和內(nèi)化[2]?！痹陂_課前，學(xué)生需要對即將學(xué)習(xí)的知識進(jìn)行預(yù)習(xí)，對已學(xué)知識進(jìn)行回顧。課中翻轉(zhuǎn)課堂學(xué)習(xí)主要指的是學(xué)生在學(xué)校課堂中接受知識和技能教育后，可以通過利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式，拓寬已學(xué)知識的覆蓋面，增強(qiáng)學(xué)生的個(gè)人能力和綜合素養(yǎng)。課后翻轉(zhuǎn)課堂主要指在學(xué)校課堂學(xué)習(xí)完成以后，通過翻轉(zhuǎn)課堂的形式隨時(shí)隨地對已學(xué)知識進(jìn)行溫習(xí)和鞏固，起到加深學(xué)習(xí)印象、鞏固知識的效果。因此，在課前、課中以及課后任何一個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)內(nèi)，都可以利用翻轉(zhuǎn)課堂的形式彌補(bǔ)課堂教學(xué)活動(dòng)的不足，提升教學(xué)活動(dòng)的效果。

4 VR 技術(shù)在教育教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷提高和科技發(fā)展進(jìn)程的不斷深入，政府部門對于VR 技術(shù)在教育活動(dòng)中的應(yīng)用越來越重視，國務(wù)院印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五規(guī)劃”》提出“支持利用先進(jìn)技術(shù)建設(shè)智慧校園，利用人工智能技術(shù)和虛擬技術(shù)實(shí)現(xiàn)未來新型教育模式探索”，要求從各個(gè)方面推進(jìn)我國教育教學(xué)模式的改革，實(shí)現(xiàn)“供給側(cè)”教學(xué)結(jié)構(gòu)建立。

在當(dāng)前教育事業(yè)發(fā)展中，學(xué)校和教師統(tǒng)一將主要教學(xué)目光放在訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生方面，尤其注重學(xué)生知識應(yīng)用能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。在專業(yè)性課程教學(xué)過程中，實(shí)踐教學(xué)是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，可以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和動(dòng)手能力[3]。將VR 技術(shù)融入教學(xué)實(shí)踐中，可以為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)形象、生動(dòng)、真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境。

VR 技術(shù)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用需要注意以下5 個(gè)方面。

4.1 教學(xué)分析

為了加強(qiáng)VR 技術(shù)在教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用，要對各科教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行分析，明確教學(xué)目標(biāo)，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行相關(guān)教學(xué)資料的搜索和收集，主要內(nèi)容包括該課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)重點(diǎn)、教學(xué)地位與作用、教學(xué)要求等。在明確了上述內(nèi)容的情況下，對VR 技術(shù)支持下的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行構(gòu)建，豐富教學(xué)元素，為開展VR 技術(shù)支持下的翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)奠定基礎(chǔ)。

4.2 教學(xué)過程構(gòu)建

在開展實(shí)際教學(xué)活動(dòng)之前，教師需要結(jié)合該課程的特點(diǎn)和教學(xué)目標(biāo)，對教學(xué)方法和教學(xué)媒體進(jìn)行優(yōu)化，構(gòu)建更加合理、完善的教學(xué)體系和教學(xué)結(jié)構(gòu)。在構(gòu)建教學(xué)體系和教學(xué)結(jié)構(gòu)的過程中，要注重VR 技術(shù)的充分運(yùn)用，在教學(xué)內(nèi)容需要時(shí)，及時(shí)引入VR 技術(shù)元素，增強(qiáng)翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的生動(dòng)性，提升翻轉(zhuǎn)課堂對學(xué)生群體的教育效果。

4.3 創(chuàng)建資源庫

為了提高VR 技術(shù)在教學(xué)過程中應(yīng)用的合理性與有效性，確保VR 素材能夠順利制作和使用，需要建立一個(gè)完善的素材庫，將所收集和制作的視頻、圖像、三維模型、音頻等課件使用專業(yè)軟件進(jìn)行綜合合成后，保存在相應(yīng)資源庫中。在進(jìn)行VR素材制作時(shí)，可以減少制作時(shí)間。在該過程中，相關(guān)院校需要及時(shí)引入VR 技術(shù)相關(guān)人才，在該技術(shù)應(yīng)用于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)的前期階段，單純依靠相關(guān)專業(yè)教師進(jìn)行VR 教學(xué)素材的開發(fā)仍然存在很大的難度，需要專業(yè)的VR 技術(shù)人才輔助翻轉(zhuǎn)課堂教育課件制作。在VR 技術(shù)應(yīng)用于翻轉(zhuǎn)課堂逐漸成熟以后，即可由專業(yè)課程教師單獨(dú)完成VR 教學(xué)資源的創(chuàng)建工作。

4.4 評價(jià)和修正

在制作相關(guān)VR 素材的時(shí)候，應(yīng)結(jié)合教學(xué)內(nèi)容對相關(guān)素材進(jìn)行系統(tǒng)地修改和評價(jià)，找出程序中存在的缺失，并針對其中存在的問題，對VR 素材進(jìn)行修改和完善。在此過程中，VR 素材的評價(jià)和修整是最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，也是保證素材質(zhì)量的基礎(chǔ)內(nèi)容[4]。在VR 素材應(yīng)用于翻轉(zhuǎn)課堂時(shí)，要尤其關(guān)注VR 素材的質(zhì)量和內(nèi)容，只有這樣才能真正提升翻轉(zhuǎn)課堂的教育教學(xué)效果。

4.5 應(yīng)用于教學(xué)

在相關(guān)VR 素材制作完成后，需要將其應(yīng)用到教學(xué)過程中，按照實(shí)際教學(xué)內(nèi)容，對其中問題進(jìn)行修改、完善，提高VR 素材在教學(xué)中應(yīng)用的有效性和實(shí)用性，增強(qiáng)VR 素材的使用效果。

5 翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的實(shí)際應(yīng)用

將翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，可以有效改變傳統(tǒng)課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)和模式，同時(shí)可以打破傳統(tǒng)課堂教學(xué)的時(shí)間、空間限制，在課余時(shí)間、在家中隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)知識學(xué)習(xí)。在課堂教學(xué)活動(dòng)中，教師可以有更多的時(shí)間與學(xué)生進(jìn)行相關(guān)問題的探索和交流，對學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力進(jìn)行培養(yǎng)，主要教學(xué)流程見圖1。

當(dāng)前，在實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中應(yīng)用翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式還存在一些不足。特別是在實(shí)踐教學(xué)內(nèi)容方面，課前相關(guān)設(shè)備會(huì)制約教學(xué)活動(dòng)順利開展，無法提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力以及翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式應(yīng)用的有效性，因此，迫切需要找到解決方式來改變這一現(xiàn)狀。

6 將VR 技術(shù)融入翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的優(yōu)點(diǎn)

將VR 技術(shù)融入到翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式中，可以為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)虛擬的實(shí)踐教學(xué)環(huán)境，并且可以通過這一環(huán)境建設(shè)激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。將VR 技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際教學(xué)活動(dòng)中，具有以下優(yōu)點(diǎn)。

6.1 擴(kuò)大教學(xué)空間

在教學(xué)實(shí)踐中加強(qiáng)VR 技術(shù)的應(yīng)用，可以打破傳統(tǒng)教學(xué)方式在空間和時(shí)間上的限制，讓學(xué)生可以利用VR 設(shè)備隨時(shí)隨地進(jìn)行相關(guān)知識學(xué)習(xí)。除此之外，在VR 技術(shù)的支持下，學(xué)習(xí)者接受到的學(xué)習(xí)內(nèi)容由原先的平面化內(nèi)容轉(zhuǎn)化為立體化內(nèi)容，在時(shí)空不受約束的條件下，提升知識講解過程的可視化程度，從根本上提升教學(xué)內(nèi)容質(zhì)量。

6.2 改善教學(xué)條件

當(dāng)前我國大部分學(xué)校在教學(xué)過程中都比較重視實(shí)踐教學(xué)，但是，一些實(shí)踐設(shè)備在課前并不對學(xué)生開放。通過對VR 技術(shù)的應(yīng)用，可以在一定程度上解決實(shí)踐設(shè)備資源不足的問題，通過虛擬環(huán)境的創(chuàng)建，讓學(xué)生通過VR 技術(shù)隨時(shí)隨地進(jìn)行學(xué)習(xí)，提高教學(xué)效率[5]。

7 利用VR 技術(shù)促進(jìn)“供給側(cè)”改革

在教育教學(xué)領(lǐng)域中，“供給側(cè)”指教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式的“供給”。翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的出現(xiàn)，可以為教師的教學(xué)方式和學(xué)生的學(xué)習(xí)方式帶來很大改變，讓學(xué)生成為課堂主體，教師成為課堂的引導(dǎo)者。目前我國各階段的教育活動(dòng)中，都對學(xué)生的學(xué)習(xí)自主意識和自主能力的培養(yǎng)極為關(guān)注。因此，在VR 技術(shù)的支持下，翻轉(zhuǎn)課堂的表現(xiàn)形式可以得到極大的優(yōu)化與創(chuàng)新，可以為學(xué)生創(chuàng)建真實(shí)的模擬實(shí)踐環(huán)境，并且可以利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)資源共享，讓學(xué)生可以隨時(shí)隨地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)了翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的“供給側(cè)”改革需求，并且教學(xué)效果顯著。

綜上所述，相關(guān)研究人員，針對當(dāng)前我國整體教學(xué)需求，與科學(xué)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，提出在教學(xué)實(shí)踐中加強(qiáng)VR 技術(shù)與翻轉(zhuǎn)課堂的應(yīng)用，將翻轉(zhuǎn)課堂與VR 技術(shù)在教學(xué)中的優(yōu)勢進(jìn)行有效結(jié)合，切實(shí)提高課堂教學(xué)的效率和質(zhì)量。