張玉霞，劉艷輝，張志剛

（邯鄲學(xué)院 a.信息工程學(xué)院 b.電子信息工程實(shí)驗(yàn)與實(shí)訓(xùn)中心，河北 邯鄲056005）

一、引言

2020年新冠肺炎疫情的影響給各行各業(yè)帶來了巨大的沖擊，也給新興行業(yè)帶來了機(jī)遇。教育行業(yè)也因此發(fā)生了重大改變，為了保障教學(xué)進(jìn)度，各大高校積極創(chuàng)設(shè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，紛紛利用雨課堂、超星學(xué)習(xí)通、大學(xué)慕課等各類網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)以及釘釘、QQ、騰訊會(huì)議等直播平臺(tái)等多種平臺(tái)的綜合使用開展線上教學(xué)。這種線上教學(xué)模式為學(xué)生提供更大的自由和時(shí)間空間，更廣泛的資源池，更多樣的學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教學(xué)資源的互動(dòng)關(guān)系。學(xué)生的自由度更大，自主性和領(lǐng)導(dǎo)性更突出，加快了以學(xué)生為中心的學(xué)習(xí)框架的形成。但是由于學(xué)生學(xué)習(xí)能力和自主能力水平不一，部分學(xué)生缺乏自律性，自我約束能力差，加之線上教學(xué)或直播教學(xué)的互動(dòng)性較差、線上學(xué)習(xí)過程監(jiān)管力度薄弱等多種因素，導(dǎo)致線上教學(xué)的效果不是很理想。如今，在新冠肺炎疫情防控常態(tài)化的背景下，隨著學(xué)生分批返校復(fù)課，線下教學(xué)將陸續(xù)開展，但是信息技術(shù)與教育教學(xué)深度融合的趨勢(shì)不會(huì)改變?！熬€上+線上”混合式教學(xué)模式更能體現(xiàn)學(xué)生的主導(dǎo)性和發(fā)展性，比單純的線上或者線下教學(xué)模式學(xué)習(xí)效果更好，并且常態(tài)化疫情防控更是需求學(xué)生擁有更靈活、高效、便捷的學(xué)習(xí)模式。如何將“線上+線下”教學(xué)模式深度融合，提升學(xué)生線上線下混合式學(xué)習(xí)效果是未來高效大規(guī)模應(yīng)用混合式教學(xué)模式的重點(diǎn)和難點(diǎn)。

隨著技術(shù)發(fā)展的日新月異，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為代表的新一代信息技術(shù)在教育領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，也為教育行業(yè)的發(fā)展帶來了新的機(jī)遇。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality Technology），簡(jiǎn)稱VR 技術(shù)，基于VR 技術(shù)可為學(xué)習(xí)者提供以計(jì)算機(jī)等高科技設(shè)備為載體的集“嗅覺”“聽覺”“觸覺”和“視覺”等多種體驗(yàn)為一體的虛擬交互環(huán)境。與傳統(tǒng)教學(xué)媒體形式相比，VR 技術(shù)具有典型的“3I”特征，即 Interactivity 性、Immersion 性和 Imagination 性。由此能夠?yàn)閷W(xué)習(xí)者創(chuàng)造逼真、身臨其境的教學(xué)虛擬環(huán)境，并起到個(gè)性化教學(xué)、增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)、激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)的作用。因此將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用在教育領(lǐng)域，將顛覆教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)方式，能夠讓學(xué)生在虛擬的環(huán)境中參與教學(xué)內(nèi)容互動(dòng)，解決傳統(tǒng)課堂中互動(dòng)性、情境性、沉浸性不強(qiáng)的問題，在高等教育的實(shí)踐教學(xué)中將具有廣闊的應(yīng)用前景。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到線上線下教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)中

（一）線上線下混合式教學(xué)模式的特點(diǎn)

線上線下混合式教學(xué)模式，其實(shí)就是將基于互聯(lián)網(wǎng)的線上優(yōu)質(zhì)學(xué)習(xí)資源與傳統(tǒng)的課堂教學(xué)相結(jié)合的一種教學(xué)模式。學(xué)習(xí)者可以通過網(wǎng)絡(luò)及時(shí)獲取不同的最新的課程資源，可以隨時(shí)隨地在可以接入網(wǎng)絡(luò)的前提下獲取教學(xué)資源，完成自主學(xué)習(xí)與預(yù)習(xí)等，同時(shí)結(jié)合課堂上教師的面對(duì)面講授更深入理解課程內(nèi)容。這種教學(xué)模式要求教師在課前完成在線平臺(tái)上教學(xué)資源準(zhǔn)備工作，包括視頻錄制或者選擇其他優(yōu)質(zhì)視頻、題庫建設(shè)、作業(yè)建設(shè)、測(cè)驗(yàn)建設(shè)等工作，同時(shí)設(shè)置好時(shí)間節(jié)點(diǎn)按時(shí)發(fā)布到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上，并在教學(xué)設(shè)計(jì)中明確制定線上線下的教學(xué)內(nèi)容，上課前完成線上平臺(tái)的資源學(xué)習(xí)和作業(yè)，課堂上完成面對(duì)面難度較高的知識(shí)點(diǎn)講解與檢驗(yàn)，開展作業(yè)、實(shí)驗(yàn)、測(cè)驗(yàn)等活動(dòng)。因此這樣的教學(xué)方式讓全國(guó)乃至全球范圍內(nèi)的學(xué)生實(shí)現(xiàn)了一定程度上知識(shí)共享與自主交流，是一種有發(fā)展前景的教學(xué)模式。但是該種模式學(xué)習(xí)環(huán)境單一，線上學(xué)習(xí)以視頻為主，媒體資源不夠豐富，互動(dòng)方式單一也不及時(shí)，對(duì)學(xué)生的管束較少，學(xué)生自我約束能力直接影響到學(xué)習(xí)的質(zhì)量；而線下學(xué)習(xí)仍以教師講授為主，雖然能夠完成互動(dòng)，但不能很好的實(shí)現(xiàn)以學(xué)生為中心的教學(xué)目標(biāo)。因此需要結(jié)合新技術(shù)或者學(xué)習(xí)工具，引入到線上線下混合式教學(xué)過程中，將線上學(xué)習(xí)視頻和線下課堂講授的知識(shí)進(jìn)行具象展示的輔助工具，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展給這一難題帶來了解決途徑。

（二）虛擬教學(xué)空間的構(gòu)建

針對(duì)目前線上線下混合教學(xué)模式的不足，設(shè)想通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)虛擬教學(xué)空間，即利用計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)、多媒體、虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備等信息技術(shù)構(gòu)建一種類似傳統(tǒng)“現(xiàn)實(shí)課堂”的虛擬教學(xué)空間。教師和學(xué)生在“虛擬空間”開展各種教學(xué)活動(dòng)，虛擬空間以兩種形式展示，虛擬課堂空間和虛擬學(xué)習(xí)空間。虛擬學(xué)習(xí)空間直接以WEB形式接入到在線教學(xué)平臺(tái)中，在虛擬學(xué)習(xí)空間內(nèi)，可以實(shí)現(xiàn)在線視頻的中間問答環(huán)節(jié)，比如視頻講解過程中，設(shè)置任務(wù)點(diǎn)，以虛擬學(xué)習(xí)空間的方式，讓學(xué)生接入，學(xué)生以手機(jī)作為外部接入設(shè)備，以角色模擬的方式實(shí)現(xiàn)問答環(huán)節(jié)，同時(shí)可以添加游戲化的元素到虛擬學(xué)習(xí)空間中，讓學(xué)生以游戲的狀態(tài)完成角色任務(wù)，增加在線資源的吸引度和游戲性；而虛擬教學(xué)空間是在具備虛擬現(xiàn)實(shí)外設(shè)設(shè)備條件的高校中，諸如頭盔、手柄、眼鏡等接入設(shè)備，在線下面對(duì)面教學(xué)中，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬一個(gè)教學(xué)過程，讓學(xué)生以沉浸式的方式融入到虛擬課堂空間中，學(xué)生選擇虛擬角色，參與聽課，討論與互動(dòng)，以此完成線下教學(xué)活動(dòng)，提高學(xué)生參與的積極性和興趣，加強(qiáng)以學(xué)生為中心的教學(xué)實(shí)踐。

同時(shí)虛擬空間也具有課程介紹、課程學(xué)習(xí)大綱、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、參考資料等所有現(xiàn)實(shí)課堂應(yīng)有的教學(xué)文件，幫助學(xué)生完成線下預(yù)習(xí)與復(fù)習(xí)。該空間還具有在線自測(cè)、線上答疑、實(shí)驗(yàn)仿真、導(dǎo)師一對(duì)一互答等功能模塊，提高學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力。虛擬空間從時(shí)間、空間上形成一種虛擬的立體教學(xué)模式， 該方式支持多方向、深層次、遠(yuǎn)距離、跨國(guó)域的師生和生生互動(dòng)，打破了傳統(tǒng)教學(xué)在時(shí)間、地域、次數(shù)、進(jìn)度甚至語言障礙的限制，形成一種虛實(shí)結(jié)合的全新教學(xué)活動(dòng)，即將現(xiàn)實(shí)課堂融入到虛擬環(huán)境中，學(xué)生可以不受空間、語言的約束，自由言談與交流，實(shí)時(shí)解決疑問，完成教學(xué)內(nèi)容。

再次，教師可以根據(jù)個(gè)人專項(xiàng)開設(shè)自己的虛擬空間，學(xué)生可以實(shí)時(shí)選擇自己的課程導(dǎo)師，并可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)情況和水平選取名師教學(xué)。高校教師可以設(shè)置自己的虛擬教學(xué)空間，制定授課時(shí)間和授課內(nèi)容，線上通知到自己的學(xué)生，學(xué)生只需按時(shí)加入虛擬教學(xué)空間即可完成相應(yīng)的教學(xué)。名師也可以設(shè)置自己的技能專項(xiàng)輔導(dǎo)和時(shí)間，開設(shè)虛擬空間，線上通知學(xué)生，學(xué)生按時(shí)加入，然后進(jìn)行教學(xué)活動(dòng)，和導(dǎo)師實(shí)時(shí)互動(dòng)，和學(xué)生實(shí)時(shí)交流，完成教學(xué)活動(dòng)。

（三）基于虛擬現(xiàn)實(shí)的混合教學(xué)模式的實(shí)施與實(shí)踐應(yīng)用

基于虛擬教學(xué)空間的線上線下混合式教學(xué)模式主要包括四個(gè)階段：（1）線上+虛擬學(xué)習(xí)階段。該階段主要是學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)，包括知識(shí)預(yù)習(xí)、視頻學(xué)習(xí)、思維導(dǎo)圖建立等內(nèi)容，并且在學(xué)習(xí)過程中通過虛擬學(xué)習(xí)空間完成知識(shí)問答與智能答疑的環(huán)節(jié)，鞏固線上學(xué)習(xí)的掌握程度。（2）線下課堂+虛擬課堂的學(xué)習(xí)階段。該階段通過傳統(tǒng)課堂的面對(duì)面講授、互動(dòng)、提問等環(huán)節(jié)，解決重難點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)的講授與練習(xí)，并通過虛擬課堂空間，讓學(xué)生和教師通過穿戴虛擬外設(shè)設(shè)備以沉浸式的方式進(jìn)入虛擬教學(xué)活動(dòng)中，完成重難點(diǎn)知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高課堂體驗(yàn)感和課堂活躍度，提高課堂教學(xué)吸收效果。（3）線上線下+虛擬拓展學(xué)習(xí)階段。該階段學(xué)生需要完成線上拓展作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、虛擬實(shí)驗(yàn)等任務(wù)，鞏固所學(xué)知識(shí)點(diǎn)，教師可以設(shè)置智能答疑（虛擬空間完成），個(gè)性化教學(xué)等，學(xué)生可以利用線上虛擬教學(xué)空間完成和教師的實(shí)時(shí)交流與問題解決，完成拓展學(xué)習(xí)，當(dāng)然，學(xué)習(xí)者也可以探索、訪問其他感興趣的課程或者教師，選擇性學(xué)習(xí)，擴(kuò)展自己的知識(shí)面。（4）評(píng)價(jià)反饋階段。此階段教師可以通過問卷調(diào)查、討論、座談等形式，了解學(xué)生線上自學(xué)情況和課下知識(shí)鞏固情況，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)記錄以及反饋意見，掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)和實(shí)時(shí)需求，對(duì)學(xué)生制定個(gè)性化指導(dǎo)與交互，及時(shí)調(diào)整教學(xué)內(nèi)容與方式方法，進(jìn)行再實(shí)踐、再改進(jìn)?；谔摂M現(xiàn)實(shí)的混合式教學(xué)模式的實(shí)施如圖所示。

圖.基于虛擬現(xiàn)實(shí)的線上線下混合式教學(xué)模式

三、基于虛擬現(xiàn)實(shí)的高校教學(xué)改革應(yīng)用與教學(xué)效果

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種新媒體引入到線上線下混合式實(shí)踐教學(xué)中，其交互性、沉浸式的身臨其境的體驗(yàn)特征，能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，提高了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力，為教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間提供了一個(gè)不受時(shí)間空間限的交互學(xué)習(xí)平臺(tái)，即實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)課堂上“教師、媒體、學(xué)生”三位一體的全方位互動(dòng)，又增加了線上課程學(xué)習(xí)過程的趣味性，具體應(yīng)用效果包括以下幾個(gè)方面：

（一）在時(shí)間空間不限的范圍內(nèi)推動(dòng)優(yōu)質(zhì)資源共享

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到高效教學(xué)活動(dòng)中帶來了巨大的變革，教師和學(xué)生可以在不受時(shí)間空間限制的情況下進(jìn)行教與學(xué)。各高校教師都可以開設(shè)線上虛擬教學(xué)空間，而學(xué)生也可以根據(jù)自己的興趣愛好選擇合適的課程參與學(xué)習(xí)；學(xué)生可以選擇名師，可以選擇名課堂，教師也可以雙向選擇學(xué)生；同時(shí)虛擬教學(xué)空間實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與教師的智能互動(dòng)。這在很大程度上推動(dòng)了各高校實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源共享，實(shí)現(xiàn)學(xué)生隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)和愿意參與學(xué)習(xí)的目標(biāo)。

（二）游戲化設(shè)計(jì)，增強(qiáng)課堂參與度

虛擬教學(xué)空間增加了游戲化元素設(shè)計(jì)，學(xué)習(xí)者可以選擇角色，以模擬角色的身份參與教學(xué)活動(dòng)和任務(wù)闖關(guān)等。這讓學(xué)生體會(huì)到了以學(xué)生為中心的主體性，提高了個(gè)人成就感，增強(qiáng)了學(xué)生參與的熱情和主動(dòng)學(xué)習(xí)的積極性。

（三）虛實(shí)結(jié)合，提高教學(xué)活動(dòng)體驗(yàn)度

傳統(tǒng)的課堂教學(xué)以教師講授學(xué)生聽課的方式，不僅缺乏交互性，形式單一枯燥，學(xué)生積極性差。通過將虛擬教學(xué)空間應(yīng)用到課堂教學(xué)中，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合的教學(xué)方式，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助課堂教學(xué)過程，利用其沉浸式的學(xué)習(xí)情境，尤其是實(shí)踐性比較強(qiáng)的課程，讓學(xué)生“身臨其境”，從而大大地提高學(xué)習(xí)效率。加上個(gè)性化的個(gè)人線上智能虛擬輔導(dǎo)，針對(duì)不同學(xué)生的掌握情況，實(shí)現(xiàn)因材施教。因此將課堂教學(xué)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有效融合在一起，相輔相成，才能夠發(fā)揮該教學(xué)模式的最大效果。

（四）推動(dòng)教學(xué)模式信息化改革的發(fā)展

在這個(gè)信息化飛速發(fā)展的時(shí)代，知識(shí)、技術(shù)更新速度極快，因此必須讓信息化走入課堂，豐富教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)靈活性，使得課堂沖破時(shí)空限制。高校應(yīng)當(dāng)以學(xué)生為基礎(chǔ)，構(gòu)建優(yōu)質(zhì)的教學(xué)環(huán)境，明確新技術(shù)新媒體等信息化手段對(duì)專業(yè)培養(yǎng)的推動(dòng)作用，并以信息化技術(shù)為輔助，完善現(xiàn)階段的教學(xué)理念和教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生自主性和創(chuàng)新性，保證教學(xué)內(nèi)容生動(dòng)化與多樣化，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生主觀學(xué)習(xí)的能動(dòng)性，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的質(zhì)量，保障高校教學(xué)的水平和質(zhì)量，以推動(dòng)信息化技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用。

（五）推動(dòng)人才隊(duì)伍建設(shè)

教師作為教育的引導(dǎo)者，是教育改革的倡導(dǎo)者與執(zhí)行者。教師教學(xué)水平的提高，除了引進(jìn)優(yōu)秀人才之外，還要培養(yǎng)具有潛力的在職人員。因此創(chuàng)建良好的教學(xué)團(tuán)隊(duì)是保障教學(xué)改革順利實(shí)施和持續(xù)改進(jìn)的關(guān)鍵因素。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入線上線下教學(xué)活動(dòng)中，不僅要求教師掌握實(shí)踐操作能力，還需要掌握虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開發(fā)的軟件研發(fā)與維護(hù)能力。因此該教學(xué)模式的實(shí)施需要建設(shè)這樣的團(tuán)隊(duì)，既要經(jīng)驗(yàn)豐富的課堂教學(xué)人才，有需要懂得技術(shù)掌握實(shí)操的應(yīng)用人才，同時(shí)還要具備研發(fā)、維護(hù)和持續(xù)改進(jìn)軟件能力的技術(shù)人才。這樣的團(tuán)隊(duì)建設(shè)可以有效保障高校教學(xué)研究和改革的良性循環(huán)，有助于多類型教師形成互幫團(tuán)隊(duì)，融合多技術(shù)人才，保障人才隊(duì)伍的先進(jìn)性和穩(wěn)定性，進(jìn)而推動(dòng)高等教育與現(xiàn)代信息技術(shù)的深度融合。

綜合來看，這種教學(xué)模式對(duì)現(xiàn)有的主流教學(xué)模式進(jìn)行了補(bǔ)充與改良。將多種教學(xué)模式進(jìn)行對(duì)比，對(duì)比情況如下表所示：從對(duì)比的內(nèi)容中可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)融合混合式教學(xué)模式不僅在教學(xué)資源以及教學(xué)方式上發(fā)生了改變，在互動(dòng)與交流方面也發(fā)生很大的改變，而這些改變恰恰適應(yīng)了學(xué)生對(duì)于創(chuàng)新性學(xué)習(xí)的要求，也在很大程度上提高了學(xué)生的參與度和積極性。

表.多種教學(xué)模式對(duì)比結(jié)果

四、結(jié)束語

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展對(duì)未來高校教學(xué)將產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。在本研究中，通過采用“虛擬教學(xué)空間+線下課堂”相結(jié)合的混合式教學(xué)，將基礎(chǔ)知識(shí)線上化，重點(diǎn)知識(shí)精確化、難點(diǎn)知識(shí)課堂化、實(shí)踐知識(shí)體驗(yàn)化，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)的情境中開展實(shí)踐知識(shí)的學(xué)習(xí)與交流，實(shí)時(shí)互動(dòng)，同時(shí)改變了傳統(tǒng)課堂教師講授為主的方法，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心，教師為輔導(dǎo)的教育理念，重新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，豐富教學(xué)素材與教學(xué)方式，以前所未有的虛擬教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生融入線上線下混合式教學(xué)過程中，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和動(dòng)力，提高了學(xué)習(xí)效率，充分發(fā)揮了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和管理能力。因此開展基于虛擬現(xiàn)實(shí)的混合式教學(xué)模式改革，實(shí)現(xiàn)虛實(shí)結(jié)合，優(yōu)化和創(chuàng)新了現(xiàn)有的教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)了提高人才培養(yǎng)質(zhì)量的目標(biāo)，為學(xué)生可持續(xù)發(fā)展奠定了基礎(chǔ)，對(duì)高校教學(xué)改革具有較強(qiáng)的實(shí)踐參考意義。