慕课网站

VR技术在慕课教育中的应用探索

季霞

【摘要】慕课的教学方式主要表现为平面视频教学,缺少面对面的教学环境体验和

学习氛围.创新性地把虚拟现实技术和慕课教学方式相结合,利用VR技术的特性增

加慕课教学的生动性,提高慕课教学效率,使学生在慕课资源平台上可以进行多样化、

差异化学习,达到提高教学质量、改变传统教学模式的功能,促进慕课教学方式由单

一平面视频教学向立体化、数字化发展.文章对VR技术在慕课教育中的应用进行

了探索和研究.

【期刊名称】《江苏科技信息》

【年(卷),期】2019(036)014

【总页数】4页(P48-50,76)

【关键词】VR技术;慕课;在线课程建设

【作者】季霞

【作者单位】南京审计大学,江苏南京211815

【正文语种】中文

【中图分类】TP39

0引言

慕课（MassiveOpenOnlineCours，MOOC）——创新型教育模式，即大规

模开放在线课程，是随着教育技术的发展而形成的一个全新的教育生态环境。与一

般概念的在线教育相区别的是，慕课强调“不特定的参与者”和“开放”两个因素，

并通常提供相应的阅读材料、试题，给予教授、学生、助教讨论交流的网络空间。

虚拟现实技术（VirtualRealityTechnology，VR）——沉浸式感知方式，是基

于现代信息技术，结合网络通信、虚拟仿真、计算机图形学、人机交互、传感器、

多媒体等众多新技术的集合。随着VR技术的不断发展，“VR+教育”成为现代教

育的一个重要发展方向。

利用VR技术，虚拟视觉感知、听觉感知、嗅觉感知、触觉感知，提高学业生的课

程感受度，让学生对课程内容产生兴趣和概念，这种“沉浸感知”优势，使得

“VR+教育”在课堂教学和资源建设方面有着显著优势。特别是VR和慕课的结合，

为大规模在线开放课程提供了一种提高学习效果的有效路径。

1行业现状

1.1国内慕课行业的研究现状

2012年被称为全球慕课行业发展的元年、国内起步稍晚，2014年，国内慕课用

户仅150万人。但2014—2016年间，国内慕课行业迅速发展，截至2015年年

底，行业用户增长至575万人，增长速度高达283%。截至2016年10月，国内

慕课网站用户规模已达1000万人。

目前，我国上线慕课数量已达5000门，在校学生和社会学习者选学人数突破7

000万人次，逾1100万人次大学生获得慕课学分，中国慕课发展已跑在世界前

列。2018年，教育部正式推出490门“国家精品在线开放课程”，这是国内首批、

国际首次推出的国家精品慕课，助力中国高等教育教学质量“变轨超车”，国内慕

课用户规模如图1所示。

1.2国内VR教学的研究现状

目前，九五规划、国家自然科学基金会、国家高技术研究发展计划已将VR技术的

研究列为重点研究项目。VR技术在城市规划、教育培训、文物保护、医疗、房地

产、互联网、勘探测绘、生产制造和局势航天等重要的行业得到了广泛的应用。特

别是教育领域，许多互联网公司与传统教育机构合作，创建了一系列基于VR技术

的在线教育平台。

图1国内慕课用户规模

1.3研究价值

将VR技术的“虚拟感知”和慕课的“大规模开放在线”结合，将为当下的慕课教

育带来显著的提升效果，主要体现在课程学习的效果和课程资源的建设两方面。

1.3.1“沉浸式感知”提升学习专注度

目前,慕课教学以视频教学、富媒体课件、师生互动相结合的方式进行学习。学生

主要是通过视频进行输入学习，这种方式相比传统的课堂教学，缺乏师生面对面的

互动教学和身临其境课堂学习环境，学习效率受学生自我约束性影响较大。VR和

慕课教学的结合，就是以3D的形式展现2D视频没有办法展现的教学内容，通过

对VR技术和慕课教学模式的研究，把传统课堂上教师用语言描述的、抽象的知识

概念，通过3D画面，360度的、全沉浸的方式（建造人体模型、电脑太空旅行、

化合物分子结构显示）给学生展示出来，使微观世界宏观化、平面世界立体化、抽

象世界具体化，让学生对学习场景内的一切感到震撼、身临其境，以此提高学生的

专注度和理解率，降低学习效果对学生自我约束性的依赖。

根据资料分析，基于VR技术的沉浸式学习方式能有效提高学生对知识点的理解率，

具体如图2所示。

1.3.2VR课程适用性广

VR课程适用性广，在机械、物理、化学等学科上都有突出作用。例如西南交通大

学将VR技术应用到工程漫游中，跟踪仿真学领域的最新进展，研制出基于VR技

术的多种物理产品。再如中国地质大学的教学实验，利用VR技术研究晶体结构，

演示其结构特征，使学习者能够加深对晶体结构的了解。在网络环境下，将学生的

学习资源、教师的教学资源和科研资源与图书信息资源和服务资源融合在一起，能

够有效地创设高效虚拟实验教学平台［1］。

图2各种学习方式一年理解率对比

2研究方法

2.1文献资料法

课题研究初期，主要对VR技术相关理论与课程设计相关经验进行学习研究。

2.2行动研究法

通过对课程体系和课程内容的重新解构和设计，对VR技术和慕课教学的结合方式

不断进行反思、总结和学习。

2.3案例研究法

对课程制作过程和结果进行研究，积累资料、总结经验、优化成果。

3课程设计

根据VR技术的特性和慕课教育的特点，研究支持课程设计的相关理论，依据教学

内容的特点，对课程资源的开发和建设进行功能性需求分析，重新设计课程的教学

方法和承载媒体，设计并填充教学内容。

在教学设计阶段，首先，可以使用“肯普模式”，围绕教学目标、学习者特征、教

学资源和教学评价4个基本要素设计教学总体框架。其次，依据VR技术带来的多

感知、高存在感、人机交互、主体自主等特性优势，综合考虑课程知识体系的教学

结构、分布特征，整合课程资源的内容构成，既要将侧重点放在VR技术的特性应

用上，也要实际考虑慕课资源建设的教学目标，建立课程体系中的知识点，建立新

的逻辑关系和递进层次，以课程的教学目标为核心需求，建立课程内容的树状思维

导图结构，明确教学任务中的重点和难点。最后，以VR技术为基础设计课程视频、

幻灯片、习题等富媒体课件，强化沉浸性体验、虚拟感知和交流互动等环节，做到

细节精确划分、重点准确阐述，做到教学环节在知识点上的细化，依据VR技术的

特性进行整合，作到知识点互为并列、互为支持、互为补充，以此实现VR慕课课

程资源建设的科学、准确且全面的理论支持。

4课程实施

4.1全景实拍

伴随着VR拍摄和制作技术的发展，以及VR头显产品实用化、商业化的不断推进，

各个厂商都推出了自己的VR摄制产品，比如三星公司推出的Gear360、理光公

司推出的ThetaSC360VR全景相机、Insta360推出了Pro2、3D全景相机和

Insta360ONEX全景相机及配套软件等。通过这些VR摄制设备，我们可以方便

快捷地拍摄高质量的全景视频素材。

此外，根据不同的课程，全景拍摄的形式也有所不同，并且为了避免VR视频的画

面抖动，还需要使用三角架、遥控车和无人机等道具。

4.1.1静态拍摄

主要用于固定场景的VR课程拍摄，因为VR视频的全景特性，拍摄过程中除教师

以外的人员都需要清场，所以，需要使用三角架固定VR相机，三角架应当具有足

够的稳定性，避免拍摄过程中受到意外干扰造成画面抖动。

4.1.2动态拍摄

主要用于小范围场景推进的VR课程拍摄，为了监控视频的动态需求和稳定需求，

主要采用遥控无人车和稳定器相结合的方式进行拍摄。

4.1.3航拍

主要用于大范围场景变化的VR课程拍摄，为了避免无人机支架对画面的干扰，需

要使用专业的VR无人机，

4.2CG对象和场景搭建

有些VR课程需要呈现现实生活中无法呈现的场景，比如深海环境、宇宙星空等，

这里就需要使用CG动画、3D模型等元素来完善课程的仿真度。和传统慕课一样，

这些元素不仅可以作为实拍对象的背景，也可以单独作为课程的一部分进行呈现，

不仅丰富了课程的视觉效果，还为课程增加了虚拟仿真属性。

这类VR课程主要采用“全景+绿幕抠像技术”进行拍摄，后期剪辑时将拍摄的教

师前景画面和CG动画背景进行合成，即可完成课程的制作。

4.3后期处理

对于实拍的VR视频，除了使用厂家提供的软件进行剪辑外，还可以使用Adobe

公司推出的Premiere和AfterEffects视频剪辑软件进行剪辑和特效处理。

首先，需要对获取的全景视频和3D素材进行整理和分类；其次，使用Premiere

和AfterEffects对素材的饱和度、亮度、对比度、音效等进行调整；最后，为全

景视频进行缝合和精细调整、设置抠像参数、对内容进行剪辑、添加字幕和特效以

及编写场景跳转程序等操作。

最新版本的Premiere和AfterEffects剪辑软件还提供了沉浸式显示效果，用户

可以通过诸如OculusRift和HTCVive等VR头显设备来体验他们正在编辑的内

容。Adobe还增加了基于方向的音频编辑工具，新的沉浸式视频转换功能，以及

诸如VRBlur，VRGlow，VRSharpen，VRDe-Noi和VRChromatic

Aberration之类的新效果。

4.4呈现和体验

VR慕课不仅需要专业的教学设计和先进的制作技术，还需要高效、顺畅的软硬件

显示设备提供呈现支持。

4.4.1VR头显

VR头显，即虚拟现实头戴显示设备，是一种通过头戴方式将用户的视听觉封闭，

然后引导用户产生一种身临其境的感觉的显示设备。许多公司都开始研发并售卖自

己的消费级VR头显产品，例如HTC公司的VIVEProFullKit，三星公司的

XE800ZBA和Oculus公司的RiftCV1VR眼镜等。

根据技术含量和使用方式，常见的VR头显设备可分为手机盒子头显、外接式头显

和一体式头显3类。其中，手机盒子头显结构简单、价格低廉、使用方便，但体

验感差。外接头显具备独立的屏幕，技术含量较高，用户体验感好，但需要PC或

其他渲染运算设备支持，受数据线的束缚，无法自由活动。一体式头显无需其他设

备提供信号输入，体验感最好，但价格昂贵，不适合大规模课程使用。

4.4.2WebVR

WebVR即使用浏览器体验VR的方式，WebVR不仅使呈现VR的成本更加低廉，

降低了接入门槛，更符合慕课大规模、开放、在线的属性需求，所以WebVR是

当下VR慕课最好的呈现方式。

常用WebVR的开发方式，包括HTML5+WebGL+WebAPP+、传统引

擎+Emscripten和第三方工具如A-Frame框架3种方式。其中，

HTML5+WebGL+WebAPP+的开发方式更加靠近底层，所以更为灵活、

对VR的支持性更好。

除了自行开发WebVR应用外，我们还可以使用第三方开发好的在线VR视频浏览

器进行慕课呈现。例如Play2VR视频播放器，支持Web端、移动端和微信端，

操作简单，只需要上传视频、嵌入生成的代码两步操作，就可以实现VR慕课的呈

现。

5结语

要建立以VR技术应用为基础，以慕课资源建设为导向的内容体系和结构系统，要

以VR为核心技术，进行课程平台的建设，通过VR技术，建立起新的慕课支持体

系和运行载体。通过课程的创新性建设，提高学生的专注度和理解率，增加慕课的

吸引力；在多个方面完善和优化慕课资源平台，确保学生学习VR慕课的质量和效

果。

VR和慕课的结合，为在线课程提供了更为广阔的空间，但遇到的困难也是前所未

见的，所以我们需要不断进行探索、实践，努力制作出丰富创意、含金量高的课程，

为学习者提供更优质、效率更高的学习方式。

参考文献

【相关文献】

［1］杨秀云.谈VR技术及其在高等教育领域的应用［J］.长春师范大学学报，2014（4）：22-23.