基于虚拟现实技术的网络课程教学探索

邓桂美

(广州南洋理工职业学院建筑工程学院 广东广州 510900)

随着互联网的普及，信息化教育得到了很好的发展，但一直以来中国都是以传统的课堂教育为主，线上教育为辅的模式进行的，可是一场突如其来的新型冠状病毒肺炎疫情打破了这个教育模式。2020 年1 月29 日教育部为了应对新型冠状病毒肺炎疫情的肆虐提出“停课不停学”的政策，使得全国范围内几乎所有的学校、师生及家庭都投入到历史上，规模最大的线上教育的课堂中，线上教育成为了疫情期间唯一的教育模式。

政府、企业、学校、师生及家庭都在“全民网络课程”的“大实验”中探索。随着疫情防控形势发展的良好态势，各地开始陆续在5 月底开始复学，轰轰烈烈历时了3 个多月的“全民网络课程”时代进入了尾声。我们需要及时总结和反思这个非常时期的独特经验，可以为未来课堂教学方式和学习方式改革提供有益借鉴；可以为特殊时期如：台风、雷暴、暴雪、雾霾等自然灾害或极端天气造成无法正常开学情况，提供有效的启示。

一、疫情网络课程教学总结

教师-网络课程教学的核心要素，不仅仅是教育的执行者，传播知识；还要转变为学生成长的引导者，指引学生自主探险知识的奥妙；更要化身为学习的监督者，监管学生的学习过程，消除倦怠情绪。但网络课程中教师只能是通过语音，视频和学生进行互动交流，教师监督难，课堂互动少，学生积极性差。

学生-网络课程学习的主体。网络课程让学生回到自己的正常轨迹上运行，稳定了疫情急躁的气氛。自制力强的学生，线上认真听讲，不懂可以看回放，掌握了知识，锻炼了意志；但部分学生缺乏对自身的合理定位，学习的目标性弱，自制力较差，极易受手机、电脑等电子产品的干扰。

平台-网络课程载体。在线教学平台使用类型多，访问量大[1]。有教学早被高校教师所熟知的超星尔雅、学堂在线、智慧树等慕课平台，又有雨课堂、云端课堂等可以进行直播的网络平台。但出现网络平台的承载能力差、教师的网络教学素养、区域教育发展的不均衡等问题。

二、对比线上、线下教学的优缺点

（一）线下教育

传统课堂固定地点和时间，强烈的现场感容易激发学生情绪，培养良好的学习习惯，但灵活性差；课堂师生互动交流直接频繁，活跃学习气氛，但缺乏新鲜感；同学互助、小组作业、合作探索增强了学生之间的人际交流，培养学生团队合作。但课堂内容不可以回放，知识的流逝性强。

（二）线上教育

突破时间和空间的限制，学习不受疫情和天气的限制；线上教学以学生为中心，表现形式多样化，学生有新鲜感；线上教育缺少积极严肃的学习环境，自主学习能力较差的学生，家中更容易开小差，出现倦怠心理。部分课程知识的专业性高，学生理解有难度，进而造成学习积极性降低。

三、虚拟现实技术与网络课程结合探索

虚拟现实技术在网络课程中的运用可行性方案设计，在新教学改革和知识不断更新的教育环境下，突破现场教学受空间、时间、感知的局限制，帮助学习者随时随地进行多元化灵活自主学习，是未来教育发展的走向。通过使用虚拟现实技术可以大大提高学生的注意力，学生在沉浸式虚拟现实环境中学习时的专注度是传统环境的6 倍，而在沉浸式虚拟现实环境中学习的学生则大大提高了获取知识和保留知识的能力[2]。各大高校在“互联网+教育”的号召下，建立虚拟仿真实验室，探索把虚拟现实技术运用在教学上，取得了一定的成果。如国内的华北大学则尝试了将严肃游戏引入VR 教学中，并进行了洛可可艺术风格教学环境下的游戏世界设计[3]。尝试探索“互联网+教育+虚拟现实”在网络课程教学中的应用模式，整合虚拟现实和网络课程，并应用到新媒体教学上，以此为例探索其在教育领域的应用。

本虚拟现实网络课程方案，主要针对高职院校以及建筑类相关的学习者，年龄为17～30 岁，学生需要有一定的知识基础，能理解和掌握一些专业知识概念，对新事物有很强烈的探索和掌握能力。虚拟场景制作建议使用Sketchup 建模和Enscape 渲染。Sketchup 操作界面简洁，操作简单，能短期内掌握，适用范围广阔，可以应用在建筑、规划、园林、景观、室内以及工业设计等领域，可以满足建筑类相关场景制作的需求。Enscape渲染速度快，可以导出VR 图像直接在浏览器中查看，适用于GoogleVR 纸板眼镜和智能手机的移动VR；也可以导出360度虚拟现实场景，适用于像HTC 一样的VR 耳机，可以发射VIVE 或Oculus 裂痕，构成虚拟现实的场景；学生可以在渲染后的场景进行探索和学习。

学生可以有两种学习的方式：一种是使用VR 纸板眼镜和智能手机，进行知识点的获取和Enscape 渲染导出360 度虚拟现实场景展示的互动，可以用于课前的预习和课后的复习。一种是必须佩戴头盔和使用手柄控制器与Enscape 渲染的虚拟世界交互；可以用于课中的学习和课后的回放学习。这样学生可以通过网络的模式预习新知识，重复学习和巩固重点难点；可以团队学习，教师直播，掌握复杂的知识技能。

基于虚拟现实技术的网络课程教学方案：分课前、课中、课后三个阶段，整合翻转课堂、任务式教学模式。学生佩戴好虚拟现实设备，通过网络进入虚拟的教学系统，对知识操作流程、重点技能进行交互操作学习。

课前：使用智能手机预习虚拟现实网络课程的知识点，沉浸式的虚拟现实场景展示互动，了解学习目标、明确学习任务，预习课程资源，记录预习中的困惑与疑问。课中：佩戴头盔和使用手柄控制器，学生带着问题，进入虚拟现实的网络课程场景，在沉浸式的虚拟现实场景中学习，模拟线下学习的情景，学生和虚拟场景互动学习，学生之间可以互动交流，学生和老师也可互动交流，启发学生在虚拟场景的学习中，完成教学任务。该环节侧重于模拟真实的学生实践过程，帮助学生更好的理解枯燥的理论知识，提高实践的动手能力。课后：通过作业或小组任务，让学生在教师预先设定的虚拟现实场景中完成任务，通过个人或小组整体合作的形式，共同进行虚拟场景学习。教师借助虚拟场景，进行虚拟仿真示范、现场演示与个性化点拨，加深学生对专业知识的印象。

虚拟现实技术以其高度的感官沉浸感、体感交互性带来了存在论意义上的颠覆性[4]。

真实性：将虚拟现实技术应用到网络课程教学中，可以通过自然的互交方式，将复杂难理解的学习内容进行形象化、可视化表达，给学生带来逼真的感受[5]。

互交性：传统网络课程师生只能通过语音或视频交流互动，增加虚拟实现技术后，在网络课程教学中，师生互动，教师引导，学生虚拟现实的环境互动，融入学习的环境中。

便捷性:节省通勤时间，提高学习效率；可以暂停回放，难点知识多次重复学习，减少了学习压力；可以根据个人情况进行学习时间的调整与学习内容的梳理巩固，体现了上网课的灵活性与人性化的特点。

基于虚拟现实技术在网络课程教学的探索应用，是在网络课程中融入虚拟现实技术，为学生提供了一种更有趣、更能激发创造性的沉浸式学习模式。它把深奥枯燥的理论知识形象化，使学生可以直接了解和深入体会知识的重点和难点，引发学生对知识的积极探索。这不仅提高了学生在网络课程中对学习的兴趣，同时还促进了学生自主探索，提高了主观的创作能力。目前该方案只是针对建筑类课程的几个知识点进行了设计，但设计思路还可扩展到计算机和建筑相关的所有课程。通过这种尝试，希望能对建筑类教学方案设计和教育改革提供参考。