新工科背景下《虚拟现实技术》课程“一体两翼”教学模式构建与实践

摘要：虚拟现实技术（简称“VR”） 是数字媒体技术专业学科前沿课程，重视学生实践开发能力的培养。为此，本研究提出“一体两翼”教学模式。一体即坚持教学模式改革服务于专业培养目标：“培养具有国际视野的强专业技术高级复合型人才”。两翼分为左翼和右翼。左翼是“双师制”，即校内专任教师与企业工程师共同参与课堂教学;右翼是“混合式项目化教学”，即借助网络学习平台实现线上预习、复习、答疑与线下课堂中案例展示、项目实践相结合的混合教学。经过初步两轮实践教学，教学效果在逐步改善，学生对VR技能的掌握程度的提升可以通过个人原创项目清晰展示出来。

关键词：双师制;线上线下混合式项目化教学;新工科建设;虚拟现实技术

中图分类号：G642        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）11-0171-02

1 新工科对学科教学提出新指引

工程教育是应军事和工程的需要而出现的，从它诞生起就特别关注其实用价值，强调“产出导向”这与高等教育评估原本的“投入导向”有明显分歧。工程教育的目的是为工程、企业界培养合格的工程技术人才，“以学生为中心”，这也与新教育理念不谋而合，为高校教育改革提供了新方向。学生是高校工程教育的接受者，是这种社会服务的购买者，是国家未来的建设者。国家需要多样化的工程技术人才，希望营造一种人人成才、终身学习、持续发展的良好氛围，只有“以学生为中心”的教育，才能培养出学生学习工程的可持续动力和自豪感[1]。

教育部高等教育司司长吴岩博士在《新工科引领高等教育变革—全方位、全过程、全要素》报告中提到，新工科必须在引领“四新”建设中发挥先锋作用，做理论先锋创造中国特色创新型、复合型和应用型人才培养模式;做标准先锋，唤醒每位主题的质量意识、质量责任，并将其内化为大学的共同价值;做方法先锋，“新工科”必须拥抱现代信息技术、加快发展新形态教学资源，加快探索网络化、数字化、智能化、个性化的教育;做实践先锋，深化与产业合作，推动合作办学，合作育人，合作发展。在产教结合前提下，新工科强化学生实践能力的培养，结合实际需求，开展项目化教学是目前工程类课程广泛采用的一种教学模式。在新工科背景下，《虚拟现实技术》课程作为数媒专业的前沿高阶课程，对学生的实践操作能力具有较高的要求，学生不光要了解前言技术，更要能够通过学习做出相应的综合性作品，对学生的实践操作能力要求较高。

2 “虚拟现实技术”实践教学现状与对策

现在的虚拟现实技术已经在影视娱乐、教育教学、结构设计、医疗保健、军事国安、航空航天等各个领域中得到广泛应用，虚拟现实技术人才培养方式也不唯一，有的是高校以“虚拟现实技术”为独立专业进行人才培养，有的是高校与企业合作办学，进行人才培养，也有以企业培训的方式，进行实训学习，也有高校将虚拟现实技术作为数字媒体技术专业下的一门综合性较高的课程来学习，足见其领域的人才需求之大，培养责任之高。

就笔者所在单位虚拟现实人才培养方式来看，主要存在以下几个问题：第一，单纯依靠校内老师，缺乏项目化实战经验，教学案例单一，知识点更新不够及时;第二，重在线下教学，轻视线上资源的挖掘与使用，不能很好地发挥线上学习平台的作用。因此，学生就业口相对收窄，虚拟现实美好的应用前景却不能用来实现很好的学生就业。

针对以上问题，本论文提出两个方面改进策略：

1） 发挥校企结合的优势，开展“双师制”混合学习模式构建。

为了更好地适应市场行业企业对人才的需求，高校构建产教深度融合的“双师工作室制”教学模式对应用型人才培养方面是具有重大作用的，同时，该教学模式能够使课程间联系紧密、丰富个性化教学、强化实践操作能力以及增强团队协调配合意识[2]。《虚拟现实技术》作为一门实践性较强的课程，采用项目化教学能够很好地满足“以学生为中心”的教学理念，同时实现学科教学质量的提升。为了将项目化教学效果最大化，仅仅依靠校内老师，不能够将产业需求与课堂教学进行完美结合，因此可以借助产业力量，达到项目化教学的真正目的。

2） 将网络学习平台的作用最大化，采用线上线下混合学习方式，借鉴“项目化”教学理念，开展线上线下混合学习的项目化教学模式。

混合式教学模式在提高大学生技能应用能力方面更具优势，有助于激发其学习兴趣，进一步提升其能力，教师在这种教学模式下也得到了很大的提高[3]。在混合式教学环境中，移动自我效能感、绩效期望、努力期望、社会影响、成就动机对大学生学习的行为意愿有显著影响;学习风格对学习的行为意愿影响不显著;移动自我效能感在绩效期望、努力期望和学习的行为意愿之间发挥着完全中介效应，绩效期望对移动自我效能感产生积极的促进作用，而努力期望则呈现出显著的消极影响[4]。据上分析，本文提出以“坚持教学模式改革服务于专业人才培养目标：‘培养具有国际视野的高级复合型人才’的实现”为主体，以“校内专任教师与企业工程师共同参与课堂教学的双师制课堂”为“左翼”，以“借助网络学习平台实现线上预习、复习、答疑与线下课堂中案例展示、项目实践相结合的混合教学”为“右翼”的“一体两翼”式实践教学模式。如图1所示。

3 “一体两翼”新模式教学实践与效果

结合17级《虚拟现实技术》课程和18级《数媒综合项目实践》虚拟现实班级，目前课程经过两轮的教学实践，两轮教学在知识点教学和案例拓展方面属于螺旋上升趋势，目前效果良好，具体安排如下：

1） 双师制执行办法

校内教师来自本专业熟悉《虚拟现实技术》的专任教师，主要负责课程规划，教学大纲教学方案的编写与指定，理论知识点的确定，以及基础内容的讲授，PPT与小案例开发，课程前期以校内老师对知识点的讲授为主，企业老师重点负责后期的实践项目教学。

企业导师来自专业实践教学基地的工程师，主要负责确定合适的实践项目，首先基于学生的基础水平：已经学习过两门有关Unity3D引擎的相关课程，熟悉Unity3D引擎的应用，具备一定的游戏开发基础能力;其次，结合实践教学条件，在现有基础之上适当提供企业教具：如VR眼镜等;第三，结合课程大纲相关知识点要求，展开实践项目的实操与训练。课程后期以企业老师实操的企业实践项目训练为主，校内老师对课堂项目进行跟踪答疑以及课堂监控考勤。最终由校内老师与企业工程师一起完成期末项目答辩，从而保证学生的学习质量。

2） 线上线下混合学习

线上预习借助学校已有的“学习通”网络平台，将课程预习放在在线学习平台，要求大家课前完成学习，并回答相应的问题检测自己的学习情况;线下教学：线下课堂教学采用“案例展示+学生练习”的模式，结合企业实际项目按照项目进度与管理完成“项目化”教学。线上线下混合式教学模式可以将学生的学习时间与学习兴趣充分结合，克服完全固定课堂中存在的前知不充分或者其他准备不充分导致学习效果不佳，将学习效果最大化提高。借助于网络学习平台的便利与数据统计优势可以清晰掌握学生线上学习情况，及时跟踪与反馈从而提高课堂学习效果。以对第六章六月份学习线上统计数据为例（如图2） ，线上学习可以很方便地统计出对于当前知识点学生学习的热情以及学生喜好的学习时间。从而辅助课堂教学的效果的提升。

3） 校外企业老师课堂“项目化”教学

2019～2020学年第二学期主要学习到的项目案例包括2D横版闯关、AR图片识别系统;初次尝试线上线下混合学习，由于受“疫情”的影响，最终只能采线上课下自学与线上课堂教授来完成，对虚拟现实课程内容的教学也产生了一定的影响，案例教学弱化了VR的展示，案例相对来说比较基础。学生期末考查项目的选题偏向于小游戏的开发，对VR的体现不够深入。2020～2021学年第二学期主要学习到的项目案例包括：3DRPG和AR宠物。以AR宠物为例，主要功能包括玩家和宠物互动、喂食、控制宠物做出相应的动作，主要采用EasyAR技术，包括软件的安装注册、图片识别、摄像机使用、云识别、并完成移动端VR的配置。第二轮采用双师制混合教学模式，对教学案例进行了重新梳理与遴选，对AR的学习与应用提高了要求，案例中深入强化了AR的应用。

4） 教学成果展示

第一轮双师制混合教学模式下，学生原创代表作品展示：

本次作品收集主要以小游戏为主，在游戏中努力体现虚拟现实的思想，但是作品中尚看不到虚拟现实的实际效果，学生对虚拟现实技术的掌握尚不成熟。

第二次双师制混合教学模式下，学生原创作品展示：

本次提交作品，侧重于虚拟现实的初步实现，大部分同学采用模仿老师展示案例的方式，在课堂案例AR宠物的基础上进行改进与创新来实现，相比较第一次提交的作品有个明显的进步，学生对AR、VR技术的掌握与应用能力明显提高。

4 结束语

建设新工科的人才培养目标是要培养可持续竞争力人才，适应未来新技术、新业态与新产业的变化与竞争[5]。对于新工科数媒专业人才培养，需要持续探索相应的教学模式与教学方法。“一体双翼”的双师制混合教学模式可以有效地利用实践教学基地的优质资源，从而更好地服务教学，以期提高学生的VR、AR专业技能水平，并为将来学生虚拟现实方向就业提供更加坚实的基础支撑。但是鉴于目前该模式也是初步形成与探索阶段，还存在一些不足与疑惑，后续研究可以从以下几个方面展开深入研究：线上辅助方式还可以通过学习行为数据深入研究学生线上学习状况，从而优化线上线下结合模式;由于硬件成本过高，一些常规的虚拟现实软硬件并不能很好地引入到课程;虚拟现实课程的教学成果不太容易量化评价，无法更加精准地展示教学质量;另外该模式面向虚拟现实课程，目前具有一定的可行性并取得一定的效果，可否应用到其他前沿课程，等一系列后续研究问题，值得进一步地探究与实践。

参考文献：

[1] 周锡堂.工程教育认证理念与高等教育评估[J].化工高等教育，2015，32（3）：18-21.

[2] 张蕊，王伟东.产教融合视域下“双师工作室制”教学模式研究[J].山西青年，2021（6）：42-43.

[3] Han J J.An empirical study of blended teaching mode in ESP teaching practice[J].Sino-US English Teaching，2019，16（9）：6.

[4] 江凤娟.混合式教学环境中大学生学习的行为意愿影响因素研究[J].电化教育研究，2021，42（6）：105-112，128.

[5] 徐晓飞，沈毅，钟诗胜.我国高校新工科建设与教育模式创新实践的探索与思考[J].计算机教育，2021（2）：99-103.

收稿日期：2021-09-08

基金项目：2020年度广州新华学院校级教学质量与教学改革工程高等教育教学改革项目，新工科背景下产学研合作探索《虚拟现实技术》课程实践教学新范式（2020J002） ;2017年度广东高校科研平台和科研项目，基于CDIO教育理念的数字媒体技术专业创新创业实践能力培养教学改革研究（2017GXJK233）

作者简介：张莉娜（1985—） ，女，河南省清丰县人，中级职称，硕士研究生，主要研究方向为智慧教育、数字媒体技术;刘珍丹，中级，硕士研究生。