陳國(guó)玉

(撫州幼兒師范高等專(zhuān)科學(xué)校 江西撫州 344000)

高校教師如何在大學(xué)生不出校門(mén)的情況下實(shí)現(xiàn)實(shí)訓(xùn)教學(xué)呢？實(shí)訓(xùn)教學(xué)需要實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景，而實(shí)訓(xùn)教學(xué)真實(shí)的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景大多在校外，這樣大規(guī)模的校外實(shí)訓(xùn)與現(xiàn)實(shí)產(chǎn)生矛盾，而虛擬仿真VR技術(shù)具有模擬真實(shí)的實(shí)訓(xùn)場(chǎng)景的特征，因此，將VR技術(shù)融入高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)將突破時(shí)空的限制，達(dá)到真實(shí)場(chǎng)景相似的效果。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究綜述

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行了大量的研究，比較有代表性的有楊青和鐘書(shū)華的關(guān)于國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展及趨勢(shì)的研究綜述[1]，文章論述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程、虛擬現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)分類(lèi)、虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域，在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的組成部分指出其由硬件和軟件系統(tǒng)組成，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要應(yīng)用領(lǐng)域可用于文化娛樂(lè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)學(xué)者近年來(lái)主要研究虛擬技術(shù)的應(yīng)用方面，比如：呂細(xì)巧關(guān)于計(jì)算虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其應(yīng)用研究[2]，文章分析了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的內(nèi)涵、現(xiàn)狀及應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)等；北京體育大學(xué)劉靜然研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在殘疾人康復(fù)健身指導(dǎo)中的應(yīng)用研究，文章主要得出結(jié)論是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研發(fā)可以為殘疾人康復(fù)健身提供指導(dǎo)技術(shù)[3]；上海大學(xué)張婷婷的關(guān)于VR技術(shù)在交互電影與游戲領(lǐng)域的應(yīng)用研究綜述[4]，文章論述了近年來(lái)VR技術(shù)在影視游戲領(lǐng)域的應(yīng)用主要包括VR電影、VR 宣傳片、VR 紀(jì)錄片、VR 游戲等，另外也研究了VR在教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用，比如體育游戲、公共安全教育的沉浸式VR游戲等。另外，有學(xué)者研究VR技術(shù)在領(lǐng)域的應(yīng)用，例如：陳衛(wèi)東博士學(xué)位論文關(guān)于沉浸式虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)與學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)研究[5]、雷婷婷博士論文關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在商業(yè)建筑室內(nèi)互動(dòng)設(shè)計(jì)研究[6]，等等。在高校其他學(xué)科的應(yīng)用研究也不乏精品之作，比如：福建師范大學(xué)張愛(ài)民研究了VR 技術(shù)在高校思想政治教育中的應(yīng)用[7]，通過(guò)研究VR技術(shù)在高校思想政治教育的現(xiàn)狀，提出其應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)性，從而提出VR技術(shù)應(yīng)用于高校思想政治教育的路徑；楊沁的關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在電子商務(wù)中應(yīng)用研究，文章對(duì)虛擬技術(shù)與電子商務(wù)的關(guān)聯(lián)進(jìn)行了研究[8]。

2 基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)理論基礎(chǔ)和開(kāi)發(fā)工具

2.1 基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的理論基礎(chǔ)

理論是實(shí)踐的先導(dǎo)，良好的理論使實(shí)踐少走彎路，因此VR技術(shù)如何融入高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)要有理論的指導(dǎo)。

2.1.1 認(rèn)知主義

認(rèn)知主義的核心觀點(diǎn)是主張人的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是影響學(xué)習(xí)的重要原因，改進(jìn)教學(xué)手段首要的是考慮如何改變學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，否則對(duì)學(xué)習(xí)者所起的作用不大。我們知道，知識(shí)的獲得過(guò)程首先是獲得感性認(rèn)識(shí)，再由感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，以實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第一次飛躍，然后再由理性認(rèn)識(shí)回到實(shí)踐，在實(shí)踐中進(jìn)一步檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第二次飛躍。因此，第一次飛躍是前提和基礎(chǔ)，那么如何有效實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第一飛躍？獲得感性認(rèn)識(shí)是關(guān)鍵，傳統(tǒng)教學(xué)以平面形式展示，學(xué)生的感知是一維的，對(duì)有些學(xué)生來(lái)說(shuō)，接受效果不理想，感知的速度較慢，若是多維空間的感知，則會(huì)大大加快感知的速度。而VR是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)剛好符合這一特點(diǎn)。

2.1.2 “經(jīng)驗(yàn)之塔”理論

該理論主張經(jīng)驗(yàn)分為做的經(jīng)驗(yàn)、觀察的經(jīng)驗(yàn)和抽象的經(jīng)驗(yàn)，其中處于“塔底”的經(jīng)驗(yàn)最直接，越往“塔頂”越抽象?！八住钡慕?jīng)驗(yàn)獲得是關(guān)鍵，如果沒(méi)有處理好，“塔頂”的抽象經(jīng)驗(yàn)就會(huì)受很大影響。因此，該理論主張用多媒體等直觀工具進(jìn)行的教學(xué)和實(shí)訓(xùn)，以使學(xué)生快速活動(dòng)“塔底”最直接的經(jīng)驗(yàn)，如果在多媒體實(shí)訓(xùn)教學(xué)中嵌入VR技術(shù)，對(duì)學(xué)生獲得直接經(jīng)驗(yàn)將更為有利。

2.2 基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開(kāi)發(fā)工具

基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的開(kāi)發(fā)工具是復(fù)雜的，該課題研究為了節(jié)約成本，進(jìn)行資源整合，注冊(cè)UPVR 全景平臺(tái)，該平臺(tái)可以實(shí)現(xiàn)全景VR 圖，首先課題組購(gòu)置了全景相機(jī)，選取部分紅色教育基地為實(shí)訓(xùn)教學(xué)場(chǎng)景，例如選取南昌八一起義紀(jì)念館，對(duì)紀(jì)念館進(jìn)行拍攝，然后將圖片上傳到UPVR全景平臺(tái)，對(duì)不同場(chǎng)景合成全景圖。在此平臺(tái)中，有合成創(chuàng)建全景圖模塊，可以直接上傳圖片或從素材中選取，然后對(duì)全景資料進(jìn)行填寫(xiě)，比如全景名稱、全景描述、關(guān)鍵詞、全景分類(lèi)等，再進(jìn)行創(chuàng)建；也可以運(yùn)用創(chuàng)建模板進(jìn)行創(chuàng)建。當(dāng)然全景平臺(tái)是需要成為會(huì)員的，會(huì)員等級(jí)越高，功能越齊全。該平臺(tái)可以對(duì)全景圖進(jìn)行制作和編輯，在開(kāi)場(chǎng)部分，可以設(shè)置一些動(dòng)漫圖形進(jìn)行渲染，系統(tǒng)上有各種動(dòng)漫圖，需要根據(jù)全景圖的內(nèi)容來(lái)添加，以便相匹配，可以吸引大學(xué)生對(duì)VR圖認(rèn)知的強(qiáng)烈欲望，從而達(dá)到思政實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果。在有多個(gè)場(chǎng)景的VR制作中，可用指示圖標(biāo)識(shí)，比如左右看場(chǎng)景圖形等。為了顯示是課題組所作，可以打上LOGO，以利于推廣使用VR全景圖，也避免引起知識(shí)產(chǎn)權(quán)的爭(zhēng)議。

如果只有單反相機(jī)，如何制作全景圖呢？這里需要利用PTGUI軟件進(jìn)行合成。首先選取單反相機(jī)拍攝四周的圖片，找準(zhǔn)圖像進(jìn)行上傳，設(shè)置寬度和高度，注意寬度和高度的像素比一定要是2∶1，否則就不能合成全景圖，然后利用PTGUI 軟件合成全景圖。課題組在制作紅色教育全景圖時(shí)全取多個(gè)點(diǎn)進(jìn)行拍攝，然后制作多個(gè)VR全景圖，然后進(jìn)行初始場(chǎng)景的設(shè)置和場(chǎng)景的更換，然后實(shí)現(xiàn)多個(gè)VR全景圖的切換，完成后對(duì)VR全景圖添加圖文，在全景中插入外鏈，比如插入熱點(diǎn)，也可以插入環(huán)物、模型和視頻，在紅色教育全景圖可以插入講解的視頻，這要讓高校學(xué)生更容易掌握其內(nèi)容。開(kāi)發(fā)環(huán)境流程如圖1所示。

圖1 基于VR技術(shù)的開(kāi)發(fā)工具

當(dāng)然，UPVR全景平臺(tái)不是唯一的選擇，課題組部分成員也采用其他平臺(tái)對(duì)全景圖進(jìn)行處理，但這里需要強(qiáng)調(diào)的是首要的關(guān)鍵是全景圖的制作，因?yàn)槠脚_(tái)運(yùn)行的是全景圖，全景圖生成后便可以傳送到相關(guān)平臺(tái)進(jìn)行展示，課題組也選取了720云平臺(tái)進(jìn)行展示，效果同樣很好。720 云制作的VR 全景圖可以傳到微信等進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)，在有多媒體的教室進(jìn)行授課，以彌補(bǔ)現(xiàn)實(shí)實(shí)訓(xùn)教學(xué)的不足。

有條件的高?？梢宰约洪_(kāi)發(fā)VR 全景制作平臺(tái)，這樣可以實(shí)現(xiàn)需要的功能，并且可以對(duì)平臺(tái)進(jìn)行推廣，可以將VR 全景制作平臺(tái)制作成手機(jī)客戶端App 進(jìn)行推廣，實(shí)現(xiàn)VR全景制作運(yùn)行便利化。甚至可以設(shè)計(jì)制作和運(yùn)行VR一體化的模式，這樣大大提高了VR全景制作運(yùn)行的效率，具體如圖2所示。

從圖2中可以發(fā)現(xiàn)，設(shè)計(jì)自動(dòng)合成VR全景圖的手機(jī)客戶端App 和設(shè)計(jì)運(yùn)行VR 全景的手機(jī)客戶端App是關(guān)鍵，因此高校需要招聘編程技術(shù)人才，以便自主研發(fā)App，如果能夠用手機(jī)客戶端App 控制VR 全景相機(jī)，并自動(dòng)合成VR全景圖，這樣制作的效率將大大提升，那么VR 全景圖市場(chǎng)化就不成問(wèn)題?，F(xiàn)實(shí)市場(chǎng)中VR全景相機(jī)幾乎沒(méi)有用手機(jī)客戶端App進(jìn)行控制，這樣需要借助其他平臺(tái)進(jìn)行人工合成VR全景圖，既受其他平臺(tái)技術(shù)的限制，效率也不高。市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)決定了便利化和大眾化的發(fā)展趨勢(shì)，因此VR全景圖的制作和運(yùn)行應(yīng)該朝著這樣的發(fā)展方向前進(jìn)，才能經(jīng)得住市場(chǎng)的考驗(yàn)而不被淘汰。

3 基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用

該課題大多數(shù)有思政教師組成，通過(guò)紅色教育板塊、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化板塊等，用VR技術(shù)展示部分場(chǎng)景，大學(xué)生可以不出校門(mén)感知真實(shí)的環(huán)境，完全能夠?qū)崿F(xiàn)裸眼3D 的效果，這樣既可做到有效應(yīng)對(duì)疫情的影響，又可以大大節(jié)約成本。在VR思政實(shí)訓(xùn)課堂中，南昌八一起義紀(jì)念館等紅色教育基地，可以使學(xué)生感知革命先輩克服艱難險(xiǎn)阻、勇于斗爭(zhēng)的精神，從而自覺(jué)地將紅色精神傳承下去；通過(guò)對(duì)王安石紀(jì)念館的VR展示，使學(xué)生了解我國(guó)優(yōu)秀傳統(tǒng)文化，增強(qiáng)文化自信。

通過(guò)基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的效果分析發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)大學(xué)生非常喜歡VR實(shí)訓(xùn)教學(xué)，這種沉浸式教學(xué)模式學(xué)生更易快速獲得感性認(rèn)識(shí)，通過(guò)在VR中插入講解視頻，可以使大學(xué)生更好地理解場(chǎng)景內(nèi)容，從而更快達(dá)到理性認(rèn)識(shí)，實(shí)現(xiàn)認(rèn)識(shí)的第一飛躍。實(shí)訓(xùn)課后教師可布置一些任務(wù)，比如寫(xiě)一篇論文，這樣又可以鍛煉學(xué)生的寫(xiě)作能力，從收集的論文質(zhì)量來(lái)看，學(xué)生通過(guò)VR實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)后寫(xiě)作思路更加清晰、觀點(diǎn)更加準(zhǔn)確、論證更加有力。

4 基于VR技術(shù)的高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的應(yīng)用效果

通過(guò)對(duì)VR技術(shù)在高校思政實(shí)訓(xùn)教學(xué)應(yīng)用效果調(diào)查發(fā)現(xiàn)，84%大學(xué)生高度認(rèn)同可接觸到多場(chǎng)景方面對(duì)學(xué)習(xí)具有積極作用，具體如圖3所示。

圖3 接觸到多場(chǎng)景方面對(duì)學(xué)習(xí)是否具有積極作用

絕大部分大學(xué)認(rèn)為VR技術(shù)在增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)及獲得多感官體驗(yàn)方面具有積極作用，具體如圖4所示。

圖4 VR技術(shù)在增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)及獲得多感官體驗(yàn)方面是否具有積極作用

在對(duì)應(yīng)用VR 技術(shù)的高校實(shí)踐課程的改進(jìn)方案中，主張將設(shè)備操作盡量簡(jiǎn)化或安排專(zhuān)門(mén)課程學(xué)習(xí)占絕大多數(shù)，具體見(jiàn)圖5。

圖5 VR技術(shù)的高校實(shí)踐課程的改進(jìn)方案

5 推進(jìn)VR技術(shù)應(yīng)用于高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)的對(duì)策建議

高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)采用VR 形式是大勢(shì)所趨，學(xué)校層面應(yīng)該制定相應(yīng)的制度來(lái)促進(jìn)VR 技術(shù)應(yīng)用于高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)，高校教師需要轉(zhuǎn)變思維方式，自覺(jué)學(xué)習(xí)VR技術(shù)，將其運(yùn)用到實(shí)訓(xùn)教學(xué)中，高校學(xué)生也需要主動(dòng)適應(yīng)和學(xué)習(xí)VR技術(shù)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

5.1 學(xué)校制定制度促進(jìn)VR技術(shù)應(yīng)用于高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)

對(duì)于高校而言，實(shí)訓(xùn)教學(xué)是必要的，尤其是國(guó)家對(duì)高校教育工作高度重視的背景下，如何實(shí)現(xiàn)有效的高校教育教學(xué)，是擺在高校面前的重大課題，因此高校需要從制定層面來(lái)推動(dòng)教育教學(xué)。高校教育是理論性強(qiáng)的工作，抽象性較強(qiáng)，對(duì)部分大學(xué)生而言，在接受過(guò)程中可能會(huì)感到倦怠，因此，為了提高大學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，需要增加感性知識(shí)，而VR本身的特征決定了其在感性認(rèn)知中的重要作用，將VR技術(shù)融入高校教育教學(xué)特別是實(shí)訓(xùn)教學(xué)將成為必然選擇。高?？梢詮馁Y金和人才等方面制定相關(guān)制度予以支持，例如：高?？梢悦磕觐A(yù)算一定比例的經(jīng)費(fèi)用于實(shí)訓(xùn)教學(xué)，將懂VR技術(shù)的人才充實(shí)到教師隊(duì)伍中，促進(jìn)VR技術(shù)與實(shí)訓(xùn)教學(xué)有機(jī)結(jié)合。另外，學(xué)校也可以建設(shè)VR技術(shù)實(shí)訓(xùn)教學(xué)館，學(xué)生入館進(jìn)行線上線下體驗(yàn)，增強(qiáng)實(shí)訓(xùn)效果。

5.2 高校教師需要轉(zhuǎn)變思維方式

高校教師教學(xué)和科研主要集中在教育理論方面，大多數(shù)教師由于缺乏理科背景，難以把握信息技術(shù)，因此在課堂教學(xué)中將過(guò)多精力放在學(xué)理的闡述上，學(xué)生很容易疲憊，特別是從事紅色教育、優(yōu)秀傳統(tǒng)文化教育的教學(xué)，如何讓大學(xué)生穿越時(shí)空，感知?dú)v史文化，這就需要實(shí)訓(xùn)教學(xué)，而虛擬仿真VR技術(shù)本身的特征決定了其能夠承擔(dān)這一任務(wù)，因此高校教師需要學(xué)習(xí)如何制作VR全景圖，如何讓VR全景圖呈現(xiàn)在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中。

5.3 高校學(xué)生要主動(dòng)適應(yīng)和學(xué)習(xí)VR技術(shù)

高校學(xué)生需要根據(jù)時(shí)代發(fā)展，積極主動(dòng)適應(yīng)和學(xué)習(xí)VR 技術(shù)，適應(yīng)基于VR 技術(shù)思政實(shí)訓(xùn)的教學(xué)模式，學(xué)會(huì)總結(jié)規(guī)律，從感性認(rèn)識(shí)上升到理性認(rèn)識(shí)，建構(gòu)自我知識(shí)體系，以便將來(lái)在工作中更好地指導(dǎo)實(shí)踐。大學(xué)生也可充分利用一些信息技術(shù)與課程相結(jié)合的網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)，增強(qiáng)自主學(xué)習(xí)的能力。例如：大學(xué)生可以利用智慧樹(shù)平臺(tái)進(jìn)行實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)，在智慧樹(shù)平臺(tái)中，有仿真試驗(yàn)課，通過(guò)注冊(cè)成為會(huì)員，適當(dāng)繳費(fèi)的方式進(jìn)入平臺(tái)學(xué)習(xí)，體驗(yàn)真實(shí)的場(chǎng)景，達(dá)到快速掌握知識(shí)的目的。

6 結(jié)語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)VR技術(shù)本身的特征決定其在實(shí)訓(xùn)教學(xué)的中的地位，將VR技術(shù)融入高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)突破了時(shí)空的限制，降低了教學(xué)的成本和增強(qiáng)了感知教學(xué)的效果，隨著時(shí)代的發(fā)展，VR 技術(shù)更加成熟，因此將其應(yīng)用于教學(xué)會(huì)有遠(yuǎn)大光明的前景，但不能片面地將教學(xué)技術(shù)化，高校實(shí)訓(xùn)教學(xué)最終需要回歸立德樹(shù)人的根本育人主旨。