3D全景技术驱动中职课堂教学创新的可行性研究与实践

欧阳华

[摘           要]  基于对当前广东省广州市荔湾区外语职业高级中学开展课堂教学所面临困境的关注与思考，提出将3D全景技术引入中职传统课堂，驱动教学创新的观点。通过对具体教学案例实施方法与实施效果分析，阐述3D全景技术促进中职课堂教学创新的可行性与有效性，并在此基础上就3D全景技术如何融入中职课堂教学、如何促成教学创新给出了切实可行的技术方案与实施路线图，对促进我校中职课堂创新教学具有一定的参考价值与指导意义。

[关    键   词]  3D全景技术;VR;专业课程;教学创新

[中图分类号]  G712              [文献标志码]  A            [文章编号]  2096-0603（2019）17-0001-03

受社会大环境影响，近年来中职学校生源减少，学生素质每况愈下，中职生普遍基础差，水平参差不齐是不争事实。中职学生在课堂上坐不住、学不进，荒废学业的现状反映出当前中职学校开展正常教学工作困难重重。部分中职教师因而无法从教学活动本身获取职业成就感，进一步导致自身的教学创新意识不强，提升自身信息化水平动机不足，教材、教法多年不变，而且一些中职学校还面临教学资源短缺、设备落后、教学投入不足等积弊。这些内外部不利因素交叠影响，严重阻碍了中职各专业课程有效教学的实施，教学创新失去动力。我校作为区属公办职中，或多或少也存在着上述问题，如不引起重视，势必影响学校办学与长远发展。

面对现实的教学困境，如何激发专业课程教学创新，提升中职生学习动机，提升教学有效性？这是作为一线教师不得不面对与思考的问题，也是本文要探讨的重点。《2018中国职业教育技术展望：地平线项目报告》指出“教育技术的重要发展：将会在两到三年内由翻转课堂、微课等向虚拟现实、移动学习等领域转化”[1]。而且现有研究也表明，借助3D数字化教学资源可以为学生提供生动逼真的学习材料，加强视听感官刺激，提高学习者学习效率，促进学生的感知记忆[2]。通过文献研究得知，3D全景技术作为近年来教育领域的新宠，对完善创新教与学有如此明显帮助，那能否也把3D全景技术引入我校教学并以此作为化解当前教学困境的突破口呢？在学校的大力支持下，笔者根据学校实际软硬件条件，因地制宜地设计研究方案并在我校部分专业试点，在学科竞赛、日常教学等活动中展开3D全景技术融合、创新教学方式的研究。经过一个时期的探索与实践论证，研究取得了一定成效。

一、运用3D全景技术，超时空呈现学习资源，创设教学情境，深度提升学习体验

2018年6月，我校组队参加了广东省职业院校信息化教学设计大赛，参赛作品是品鉴海子的诗《面朝大海，春暖花开》。作为参赛队成员之一，笔者按教学设计的构想，利用3D全景技术创设了蓝天大海、春暖花开的VR虚拟三维场景，配合海涛声，从视觉、听觉两方面引导学生进入面朝大海、春暖花开的情境中，这情境与学生初读本诗所获得的明艳温馨的感受相吻合。直至漫游到花团锦簇的VR花海世界时，教师播放徐涛老师饱含深意的诗朗诵，学生突然真实感受到画面意境与声音意境的巨大反差，正是到这一刻，把教学设计中“如何发现与理解诗歌的情感反差”这一教学难点形象化、立体化地展示在学生面前，引发学生进一步探究诗歌意境的兴趣。3D全景环节的设计与运用既体现了本参赛作品对信息化教学设计的深刻理解，亦是本语文专业课程教学设计竞赛项目的创新之处。经过激烈角逐，我校的参赛作品最终取得了广东省一等奖的好成绩。以赛促教，教赛相长，此次比赛为语文专业的课程创新教学研究开了个好头，被视为“3D全景技术融入语文专业课程教学的一次富有成效的尝试”（见图1）。教师合理利用3D全景技术，为学生营造课本、图片、影视作品所不能带来的真切体验感、沉浸感，激发学生的学习动机与兴趣，无疑对促进中职语文课堂有效教学具有极大的帮助。

二、营造交互式、多感官体验学习资源的VR学习空间，促进中职课堂有效教学与教学创新

在“以人为本”的现代教育理念指引下，设法调动学生的学习主观能动性是摆脱“填鸭式”教学的不二法宝。笔者在总结省赛经验成果的同时，也把目光投到如何把3D全景技术运用到我校其他试点专业的教学实践中。通过3D全景技术制作的新兴数字化教学资源，以学习者为中心，创设能满足学习者多元化、个性化、智慧化发展需求的高沉浸式的智慧学习环境。未来课堂强调课堂学习方式的多元化，强调满足学习者的自主、个性化和泛在学习需求[3]。笔者根据对试点专业课程教学需求分析与理解，在其教学设计中有意识地为教学内容配备VR学习情境，从而创造超越传统课堂的虚拟数字课堂，为学生提供个性化、泛在化的学习体验环境。

比如，我校商务英语专业中有一门介绍酒店各场所及相关设施设备的课程。笔者借助3D全景技术虚拟出数字化的酒店各场所VR场景（见图2），教师在课堂大屏幕投影演示或学生亲自操作电脑可以任意在酒店各场所的VR场景自由漫游。利用3D全景技术提供的视频热区、图文热区等交互功能，笔者事先在场景绘制（PS）一些虚拟播放设备（如挂墙电视、电子屏、展示板、扬声器等）图像并将视频/图文资源导入这些热区。学生漫游到某处VR场景，只需单击（或鼠标滑过）这些热区，就能自主选择观看感兴趣的视频、图文或听有声讲解，教师可在VR场景中留下提示，组织学生在酒店VR场景虚拟留言板寫下学习心得或感想、对他人的观点点赞或评论等。搭建这种互动性质很强的类似数字学习社区的学习环境，无疑大大强化了学生学习时的互动与沉浸感。借助互联网，数字化3D全景技术创设的VR学习空间，可突破传统课堂时空限制，学生能随时随地通过智能设备访问3D全景学习资源，满足在当前信息化时代背景下泛在化的学习需求。

在不影响备课时间成本与难度的前提下，为达到更好的学习效果，授课教师可以在课前先行组织、指导学生录制对酒店各场所、设施讲解的录像，然后用格式工厂等软件转换成背景透明的FLV格式动画，利用“视频主持人”功能导入酒店3D场景中，制造类似电视台气象播报员的观视感。让学生有机会从课程学习者、3D场景的观看者化身3D全景里的讲解员角色（见图3），学习过程变得更加生动有趣，这无疑提升了学生的超强代入感与学习关注力，增强了3D数字资源对学生的黏合度，体现出更高技术层次的交互学习体验与学习评价。

筆者在教授计算机应用基础课“计算机发展历史”这一章节时，经常困扰于学生搞混计算机的代际划分、对每一代计算机应用的主要逻辑元件无法形成直观认识。如何突破这个教学难点，实现教学创新？笔者尝试从网络上搜索得到的某博物馆原始3D全景球形图，经后期PS加工成计算机发展历史展览馆的3D全景球形图（见图4）。在素材图中，原来博物馆内每个展板都通过PS替换上与计算机发展史相关的图文介绍，并把事先多途径收集介绍每时期计算机发展的视频，在合成3D全景时导入场景显示/播放热区，学生通过网络浏览3D数字展览馆就如同亲身入馆参观，可看图文资源，可听讲解，也可点播感兴趣的视频。这样的教学体验能让学生立刻身处愉悦的学习环境中，沉浸于多感官体验学习计算机发展历史的氛围中。这种数字化的三维VR学习环境，比单纯教师教授或学生自行阅读教材书籍无疑更具真实感、现场感。通过与往届用传统教法讲授此课内容的不同教学班的学习测评数据对比分析，清晰地表明3D全景技术对教学创新有明显的促进作用，实践证明学生的学习兴趣大大提高，学生的学习效率与专注度也显著提升。

三、3D全景技术融合多学科技术，有助打破专业壁垒，提升学校信息化教学水平与质量

实施3D全景技术驱动中职课堂教学创新，将涉及对中职专业课程教学研究、图形图像处理、视频录制与编辑、三维建模及服务器技术等诸多学科技术的融会贯通，这势必对教师信息化水平与应用能力提出了更高要求。笔者预想，如能逐步在我校各学科课程教学中引入3D全景技术，既是对学校信息化课程教学体系的补充与完善，也直接推动了校本教学资源库的建设。将3D全景技术运用扩展成为教师培训内容或学生选修课程，这不失为提升我校师生信息化综合处理能力，全面提升我校整体信息化综合素质的有益探索。

作为一所区属公办职中，扩大学校影响力与知名度是拓宽招生渠道、应对现实招生困境的重要途径。基于这种认识，笔者用3D全景技术部创建数字化校园，通过电脑桌面浏览或扫描二维码访问的方式即可全方位地向访客或师生展示我校的整体风貌。目前，用鱼眼镜头+云台拍摄3D图像素材、PTGui后期处理合成全景球形图到利用360VR全景通或Pano2VR软件创建3D场景并发布，整个操作流程均完成了实践探索。并在此基础上，笔者总结出适合我校实际的低成本、可操作的完整实施方案（见图5）并制作完成系列教学网站，无论从3D图源生成质量到3D全景观赏效果均可满足日常教学需要。

通过近期3D全景技术在我校部分专业课程的创新融合研究与运用（见下表），笔者认为促进了有效教学质量、驱动教学创新效能的提升。概括来说：（1）利用数字化手段开发创建3D教学资源，提升校本学习资源的多样性与技术含量;（2）VR场景让学生能身临其境，极大地激发了学习兴趣，教学互动手段得到充实，体现了“生本”教育理念;（3）以3D全景技术引领各学科创新教学开辟了一条可行途径，为各学科改变信息化教学手段提供保障与着力点，有力支撑教学创新;（4）可以整体提升我校师生的信息化运用水平与能力。

任何新鲜事物在普及与推广时一定会面对诸多困难，而且其适用范围与性价比还需要一个深入研究的过程，要避免“因3D而3D”的滥用信息化技术手段的局面。3D全景学习资源的积累有一个量变到质变的过程，仅凭个别教师单打独斗是不可能持续发展的，一定要学校倡导，教研部门牵头，整合学校师资力量，形成教科研合力、在全校范围内培育新技术引领教学创新的良好氛围。目前，所有创作的3D场景均需事先在外部经营性网站注册，然后在外部网站服务器上合成并由网站提供访问，这对3D校本学习资源建设的延续性、访问稳定性提出了考验。巩固校本VR学习资源建设，搭建由本校运维的3D全景服务器将是下一阶段的研究重点，同时要落实好虚拟技术突破、硬件配置及培养一批制作与运维力量等后续工作。

综上所述，可以清晰地看到3D全景技术对驱动中职教学创新的推动作用，也为实现我校教育教学信息化发展的目标：着力提升教学质量，促进中职课堂创新教学，以应用为导向培育中等职业技能人才提供了不竭动力。值得一提的是，在我校2017年被评为“市级试点的第一批智慧校园建设实验校”的契机下，更有理由做好“破除专业壁垒，统筹教学资源，发挥学校教学资源叠加优势，大力发展3D全景技术引领教学改革与创新”的教科研工作，我们要更积极地推进课改、主动对标国家制造“2025计划”，努力跟进教育信息化2.0时代的发展步伐，勇做融合应用、创新发展的新时期职教人。

参考文献：

[1]北京师范大学智慧学习研究院.2018中国职业教育技术展望：地平线项目报告[R/OL].http：//sli.bnu.edu.cn/a/xiazaizhuanqu/guojijiaoyuxinxihuadongtai/2018/0319/518.html，2018-03-19.

[2]王洪梅，王运武，吴健.3D数字化教学资源、未来课堂与智慧学习三元关系的新探讨[J].远程教育杂志，2017，35（2）：32.

[3]叶新东，陈卫东，张际平.未来课堂环境的设计与实现[J].中国电化教育，2014（1）：82-87.

编辑 陈鲜艳