3D全景技術(shù)驅(qū)動中職課堂教學(xué)創(chuàng)新的可行性研究與實踐

歐陽華

[摘 ? ? ? ? ? 要] ?基于對當(dāng)前廣東省廣州市荔灣區(qū)外語職業(yè)高級中學(xué)開展課堂教學(xué)所面臨困境的關(guān)注與思考，提出將3D全景技術(shù)引入中職傳統(tǒng)課堂，驅(qū)動教學(xué)創(chuàng)新的觀點。通過對具體教學(xué)案例實施方法與實施效果分析，闡述3D全景技術(shù)促進中職課堂教學(xué)創(chuàng)新的可行性與有效性，并在此基礎(chǔ)上就3D全景技術(shù)如何融入中職課堂教學(xué)、如何促成教學(xué)創(chuàng)新給出了切實可行的技術(shù)方案與實施路線圖，對促進我校中職課堂創(chuàng)新教學(xué)具有一定的參考價值與指導(dǎo)意義。

[關(guān) ? ?鍵 ? 詞] ?3D全景技術(shù);VR;專業(yè)課程;教學(xué)創(chuàng)新

[中圖分類號] ?G712 ? ? ? ? ? ? ?[文獻標(biāo)志碼] ?A ? ? ? ? ? ?[文章編號] ?2096-0603（2019）17-0001-03

受社會大環(huán)境影響，近年來中職學(xué)校生源減少，學(xué)生素質(zhì)每況愈下，中職生普遍基礎(chǔ)差，水平參差不齊是不爭事實。中職學(xué)生在課堂上坐不住、學(xué)不進，荒廢學(xué)業(yè)的現(xiàn)狀反映出當(dāng)前中職學(xué)校開展正常教學(xué)工作困難重重。部分中職教師因而無法從教學(xué)活動本身獲取職業(yè)成就感，進一步導(dǎo)致自身的教學(xué)創(chuàng)新意識不強，提升自身信息化水平動機不足，教材、教法多年不變，而且一些中職學(xué)校還面臨教學(xué)資源短缺、設(shè)備落后、教學(xué)投入不足等積弊。這些內(nèi)外部不利因素交疊影響，嚴(yán)重阻礙了中職各專業(yè)課程有效教學(xué)的實施，教學(xué)創(chuàng)新失去動力。我校作為區(qū)屬公辦職中，或多或少也存在著上述問題，如不引起重視，勢必影響學(xué)校辦學(xué)與長遠發(fā)展。

面對現(xiàn)實的教學(xué)困境，如何激發(fā)專業(yè)課程教學(xué)創(chuàng)新，提升中職生學(xué)習(xí)動機，提升教學(xué)有效性？這是作為一線教師不得不面對與思考的問題，也是本文要探討的重點?！?018中國職業(yè)教育技術(shù)展望：地平線項目報告》指出“教育技術(shù)的重要發(fā)展：將會在兩到三年內(nèi)由翻轉(zhuǎn)課堂、微課等向虛擬現(xiàn)實、移動學(xué)習(xí)等領(lǐng)域轉(zhuǎn)化”[1]。而且現(xiàn)有研究也表明，借助3D數(shù)字化教學(xué)資源可以為學(xué)生提供生動逼真的學(xué)習(xí)材料，加強視聽感官刺激，提高學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效率，促進學(xué)生的感知記憶[2]。通過文獻研究得知，3D全景技術(shù)作為近年來教育領(lǐng)域的新寵，對完善創(chuàng)新教與學(xué)有如此明顯幫助，那能否也把3D全景技術(shù)引入我校教學(xué)并以此作為化解當(dāng)前教學(xué)困境的突破口呢？在學(xué)校的大力支持下，筆者根據(jù)學(xué)校實際軟硬件條件，因地制宜地設(shè)計研究方案并在我校部分專業(yè)試點，在學(xué)科競賽、日常教學(xué)等活動中展開3D全景技術(shù)融合、創(chuàng)新教學(xué)方式的研究。經(jīng)過一個時期的探索與實踐論證，研究取得了一定成效。

一、運用3D全景技術(shù)，超時空呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源，創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，深度提升學(xué)習(xí)體驗

2018年6月，我校組隊參加了廣東省職業(yè)院校信息化教學(xué)設(shè)計大賽，參賽作品是品鑒海子的詩《面朝大海，春暖花開》。作為參賽隊成員之一，筆者按教學(xué)設(shè)計的構(gòu)想，利用3D全景技術(shù)創(chuàng)設(shè)了藍天大海、春暖花開的VR虛擬三維場景，配合海濤聲，從視覺、聽覺兩方面引導(dǎo)學(xué)生進入面朝大海、春暖花開的情境中，這情境與學(xué)生初讀本詩所獲得的明艷溫馨的感受相吻合。直至漫游到花團錦簇的VR花海世界時，教師播放徐濤老師飽含深意的詩朗誦，學(xué)生突然真實感受到畫面意境與聲音意境的巨大反差，正是到這一刻，把教學(xué)設(shè)計中“如何發(fā)現(xiàn)與理解詩歌的情感反差”這一教學(xué)難點形象化、立體化地展示在學(xué)生面前，引發(fā)學(xué)生進一步探究詩歌意境的興趣。3D全景環(huán)節(jié)的設(shè)計與運用既體現(xiàn)了本參賽作品對信息化教學(xué)設(shè)計的深刻理解，亦是本語文專業(yè)課程教學(xué)設(shè)計競賽項目的創(chuàng)新之處。經(jīng)過激烈角逐，我校的參賽作品最終取得了廣東省一等獎的好成績。以賽促教，教賽相長，此次比賽為語文專業(yè)的課程創(chuàng)新教學(xué)研究開了個好頭，被視為“3D全景技術(shù)融入語文專業(yè)課程教學(xué)的一次富有成效的嘗試”（見圖1）。教師合理利用3D全景技術(shù)，為學(xué)生營造課本、圖片、影視作品所不能帶來的真切體驗感、沉浸感，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機與興趣，無疑對促進中職語文課堂有效教學(xué)具有極大的幫助。

二、營造交互式、多感官體驗學(xué)習(xí)資源的VR學(xué)習(xí)空間，促進中職課堂有效教學(xué)與教學(xué)創(chuàng)新

在“以人為本”的現(xiàn)代教育理念指引下，設(shè)法調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)主觀能動性是擺脫“填鴨式”教學(xué)的不二法寶。筆者在總結(jié)省賽經(jīng)驗成果的同時，也把目光投到如何把3D全景技術(shù)運用到我校其他試點專業(yè)的教學(xué)實踐中。通過3D全景技術(shù)制作的新興數(shù)字化教學(xué)資源，以學(xué)習(xí)者為中心，創(chuàng)設(shè)能滿足學(xué)習(xí)者多元化、個性化、智慧化發(fā)展需求的高沉浸式的智慧學(xué)習(xí)環(huán)境。未來課堂強調(diào)課堂學(xué)習(xí)方式的多元化，強調(diào)滿足學(xué)習(xí)者的自主、個性化和泛在學(xué)習(xí)需求[3]。筆者根據(jù)對試點專業(yè)課程教學(xué)需求分析與理解，在其教學(xué)設(shè)計中有意識地為教學(xué)內(nèi)容配備VR學(xué)習(xí)情境，從而創(chuàng)造超越傳統(tǒng)課堂的虛擬數(shù)字課堂，為學(xué)生提供個性化、泛在化的學(xué)習(xí)體驗環(huán)境。

比如，我校商務(wù)英語專業(yè)中有一門介紹酒店各場所及相關(guān)設(shè)施設(shè)備的課程。筆者借助3D全景技術(shù)虛擬出數(shù)字化的酒店各場所VR場景（見圖2），教師在課堂大屏幕投影演示或?qū)W生親自操作電腦可以任意在酒店各場所的VR場景自由漫游。利用3D全景技術(shù)提供的視頻熱區(qū)、圖文熱區(qū)等交互功能，筆者事先在場景繪制（PS）一些虛擬播放設(shè)備（如掛墻電視、電子屏、展示板、揚聲器等）圖像并將視頻/圖文資源導(dǎo)入這些熱區(qū)。學(xué)生漫游到某處VR場景，只需單擊（或鼠標(biāo)滑過）這些熱區(qū)，就能自主選擇觀看感興趣的視頻、圖文或聽有聲講解，教師可在VR場景中留下提示，組織學(xué)生在酒店VR場景虛擬留言板寫下學(xué)習(xí)心得或感想、對他人的觀點點贊或評論等。搭建這種互動性質(zhì)很強的類似數(shù)字學(xué)習(xí)社區(qū)的學(xué)習(xí)環(huán)境，無疑大大強化了學(xué)生學(xué)習(xí)時的互動與沉浸感。借助互聯(lián)網(wǎng)，數(shù)字化3D全景技術(shù)創(chuàng)設(shè)的VR學(xué)習(xí)空間，可突破傳統(tǒng)課堂時空限制，學(xué)生能隨時隨地通過智能設(shè)備訪問3D全景學(xué)習(xí)資源，滿足在當(dāng)前信息化時代背景下泛在化的學(xué)習(xí)需求。

在不影響備課時間成本與難度的前提下，為達到更好的學(xué)習(xí)效果，授課教師可以在課前先行組織、指導(dǎo)學(xué)生錄制對酒店各場所、設(shè)施講解的錄像，然后用格式工廠等軟件轉(zhuǎn)換成背景透明的FLV格式動畫，利用“視頻主持人”功能導(dǎo)入酒店3D場景中，制造類似電視臺氣象播報員的觀視感。讓學(xué)生有機會從課程學(xué)習(xí)者、3D場景的觀看者化身3D全景里的講解員角色（見圖3），學(xué)習(xí)過程變得更加生動有趣，這無疑提升了學(xué)生的超強代入感與學(xué)習(xí)關(guān)注力，增強了3D數(shù)字資源對學(xué)生的黏合度，體現(xiàn)出更高技術(shù)層次的交互學(xué)習(xí)體驗與學(xué)習(xí)評價。

筆者在教授計算機應(yīng)用基礎(chǔ)課“計算機發(fā)展歷史”這一章節(jié)時，經(jīng)常困擾于學(xué)生搞混計算機的代際劃分、對每一代計算機應(yīng)用的主要邏輯元件無法形成直觀認(rèn)識。如何突破這個教學(xué)難點，實現(xiàn)教學(xué)創(chuàng)新？筆者嘗試從網(wǎng)絡(luò)上搜索得到的某博物館原始3D全景球形圖，經(jīng)后期PS加工成計算機發(fā)展歷史展覽館的3D全景球形圖（見圖4）。在素材圖中，原來博物館內(nèi)每個展板都通過PS替換上與計算機發(fā)展史相關(guān)的圖文介紹，并把事先多途徑收集介紹每時期計算機發(fā)展的視頻，在合成3D全景時導(dǎo)入場景顯示/播放熱區(qū)，學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)瀏覽3D數(shù)字展覽館就如同親身入館參觀，可看圖文資源，可聽講解，也可點播感興趣的視頻。這樣的教學(xué)體驗?zāi)茏寣W(xué)生立刻身處愉悅的學(xué)習(xí)環(huán)境中，沉浸于多感官體驗學(xué)習(xí)計算機發(fā)展歷史的氛圍中。這種數(shù)字化的三維VR學(xué)習(xí)環(huán)境，比單純教師教授或?qū)W生自行閱讀教材書籍無疑更具真實感、現(xiàn)場感。通過與往屆用傳統(tǒng)教法講授此課內(nèi)容的不同教學(xué)班的學(xué)習(xí)測評數(shù)據(jù)對比分析，清晰地表明3D全景技術(shù)對教學(xué)創(chuàng)新有明顯的促進作用，實踐證明學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣大大提高，學(xué)生的學(xué)習(xí)效率與專注度也顯著提升。

三、3D全景技術(shù)融合多學(xué)科技術(shù)，有助打破專業(yè)壁壘，提升學(xué)校信息化教學(xué)水平與質(zhì)量

實施3D全景技術(shù)驅(qū)動中職課堂教學(xué)創(chuàng)新，將涉及對中職專業(yè)課程教學(xué)研究、圖形圖像處理、視頻錄制與編輯、三維建模及服務(wù)器技術(shù)等諸多學(xué)科技術(shù)的融會貫通，這勢必對教師信息化水平與應(yīng)用能力提出了更高要求。筆者預(yù)想，如能逐步在我校各學(xué)科課程教學(xué)中引入3D全景技術(shù)，既是對學(xué)校信息化課程教學(xué)體系的補充與完善，也直接推動了校本教學(xué)資源庫的建設(shè)。將3D全景技術(shù)運用擴展成為教師培訓(xùn)內(nèi)容或?qū)W生選修課程，這不失為提升我校師生信息化綜合處理能力，全面提升我校整體信息化綜合素質(zhì)的有益探索。

作為一所區(qū)屬公辦職中，擴大學(xué)校影響力與知名度是拓寬招生渠道、應(yīng)對現(xiàn)實招生困境的重要途徑?；谶@種認(rèn)識，筆者用3D全景技術(shù)部創(chuàng)建數(shù)字化校園，通過電腦桌面瀏覽或掃描二維碼訪問的方式即可全方位地向訪客或師生展示我校的整體風(fēng)貌。目前，用魚眼鏡頭+云臺拍攝3D圖像素材、PTGui后期處理合成全景球形圖到利用360VR全景通或Pano2VR軟件創(chuàng)建3D場景并發(fā)布，整個操作流程均完成了實踐探索。并在此基礎(chǔ)上，筆者總結(jié)出適合我校實際的低成本、可操作的完整實施方案（見圖5）并制作完成系列教學(xué)網(wǎng)站，無論從3D圖源生成質(zhì)量到3D全景觀賞效果均可滿足日常教學(xué)需要。

通過近期3D全景技術(shù)在我校部分專業(yè)課程的創(chuàng)新融合研究與運用（見下表），筆者認(rèn)為促進了有效教學(xué)質(zhì)量、驅(qū)動教學(xué)創(chuàng)新效能的提升。概括來說：（1）利用數(shù)字化手段開發(fā)創(chuàng)建3D教學(xué)資源，提升校本學(xué)習(xí)資源的多樣性與技術(shù)含量;（2）VR場景讓學(xué)生能身臨其境，極大地激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，教學(xué)互動手段得到充實，體現(xiàn)了“生本”教育理念;（3）以3D全景技術(shù)引領(lǐng)各學(xué)科創(chuàng)新教學(xué)開辟了一條可行途徑，為各學(xué)科改變信息化教學(xué)手段提供保障與著力點，有力支撐教學(xué)創(chuàng)新;（4）可以整體提升我校師生的信息化運用水平與能力。

任何新鮮事物在普及與推廣時一定會面對諸多困難，而且其適用范圍與性價比還需要一個深入研究的過程，要避免“因3D而3D”的濫用信息化技術(shù)手段的局面。3D全景學(xué)習(xí)資源的積累有一個量變到質(zhì)變的過程，僅憑個別教師單打獨斗是不可能持續(xù)發(fā)展的，一定要學(xué)校倡導(dǎo)，教研部門牽頭，整合學(xué)校師資力量，形成教科研合力、在全校范圍內(nèi)培育新技術(shù)引領(lǐng)教學(xué)創(chuàng)新的良好氛圍。目前，所有創(chuàng)作的3D場景均需事先在外部經(jīng)營性網(wǎng)站注冊，然后在外部網(wǎng)站服務(wù)器上合成并由網(wǎng)站提供訪問，這對3D校本學(xué)習(xí)資源建設(shè)的延續(xù)性、訪問穩(wěn)定性提出了考驗。鞏固校本VR學(xué)習(xí)資源建設(shè)，搭建由本校運維的3D全景服務(wù)器將是下一階段的研究重點，同時要落實好虛擬技術(shù)突破、硬件配置及培養(yǎng)一批制作與運維力量等后續(xù)工作。

綜上所述，可以清晰地看到3D全景技術(shù)對驅(qū)動中職教學(xué)創(chuàng)新的推動作用，也為實現(xiàn)我校教育教學(xué)信息化發(fā)展的目標(biāo)：著力提升教學(xué)質(zhì)量，促進中職課堂創(chuàng)新教學(xué)，以應(yīng)用為導(dǎo)向培育中等職業(yè)技能人才提供了不竭動力。值得一提的是，在我校2017年被評為“市級試點的第一批智慧校園建設(shè)實驗?！钡钠鯔C下，更有理由做好“破除專業(yè)壁壘，統(tǒng)籌教學(xué)資源，發(fā)揮學(xué)校教學(xué)資源疊加優(yōu)勢，大力發(fā)展3D全景技術(shù)引領(lǐng)教學(xué)改革與創(chuàng)新”的教科研工作，我們要更積極地推進課改、主動對標(biāo)國家制造“2025計劃”，努力跟進教育信息化2.0時代的發(fā)展步伐，勇做融合應(yīng)用、創(chuàng)新發(fā)展的新時期職教人。

參考文獻：

[1]北京師范大學(xué)智慧學(xué)習(xí)研究院.2018中國職業(yè)教育技術(shù)展望：地平線項目報告[R/OL].http：//sli.bnu.edu.cn/a/xiazaizhuanqu/guojijiaoyuxinxihuadongtai/2018/0319/518.html，2018-03-19.

[2]王洪梅，王運武，吳健.3D數(shù)字化教學(xué)資源、未來課堂與智慧學(xué)習(xí)三元關(guān)系的新探討[J].遠程教育雜志，2017，35（2）：32.

[3]葉新東，陳衛(wèi)東，張際平.未來課堂環(huán)境的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國電化教育，2014（1）：82-87.

編輯 陳鮮艷