劉琰 周理 肖林 王晨陽

【摘要】VR技術(shù)基礎(chǔ)作為高等院校開設(shè)的一門新型的專業(yè)選修課，其課程建設(shè)與創(chuàng)新實(shí)踐對于高層次應(yīng)用型人才培養(yǎng)意義重大。本文明確了應(yīng)用型本科的VR 技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)的特點(diǎn)，從課程必要性、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方法等方面闡述VR技術(shù)基礎(chǔ)課程的建設(shè)思路。

【關(guān)鍵詞】應(yīng)用型本科 VR技術(shù)基礎(chǔ) 課程建設(shè)

【基金項(xiàng)目】福建省教育科學(xué)規(guī)劃2016年度課題“《VR技術(shù)基礎(chǔ)》教學(xué)設(shè)置的研究（FJJKCG16-423）”。

【中圖分類號】G64 【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】A 【文章編號】2095-3089（2018）33-0250-01

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality）技術(shù)已經(jīng)列入《十三五國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》十大新一代信息技術(shù)。當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展最大的瓶頸在于專業(yè)人才的緊缺。國內(nèi)高校承擔(dān)著為國家培養(yǎng)虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)人才的重任。本文在前人研究基礎(chǔ)上，進(jìn)一步完善虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)方案和課程體系，并對應(yīng)用技術(shù)大學(xué)的VR技術(shù)基礎(chǔ)課程教學(xué)進(jìn)行了課程建設(shè)探討。

一、VR技術(shù)課程在一般本科院校設(shè)置的狀況

目前，我國的VR技術(shù)的高等教育還處于初步探討階段，許多高校嘗試針對VR技術(shù)設(shè)立了一系列的課程，課程內(nèi)容和形式非常豐富。這些嘗試雖然沒有形成標(biāo)準(zhǔn)，卻為其他院校針對自己的特色開設(shè)VR技術(shù)課程提供參考。我們總結(jié)出VR技術(shù)課程教學(xué)存在以下特點(diǎn)：

1.VR技術(shù)以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，綜合了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、實(shí)時(shí)分布系統(tǒng)、人機(jī)交互、心理學(xué)、控制學(xué)、電子學(xué)和多媒體技術(shù)多個(gè)相關(guān)領(lǐng)域的理論和技術(shù)，具有典型的多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)。

2.教學(xué)應(yīng)該與應(yīng)用關(guān)聯(lián)緊密。虛擬現(xiàn)實(shí)研究在與應(yīng)用結(jié)合中需要有效的融合應(yīng)用領(lǐng)域的專業(yè)知識。為了在不同的應(yīng)用方向真實(shí)刻畫現(xiàn)實(shí)世界，需要相關(guān)的領(lǐng)域知識和應(yīng)用模型，如電磁和光學(xué)傳輸?shù)奈锢砟Ｐ?、剛體運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型、領(lǐng)域知識專家系統(tǒng)等。

3.教學(xué)內(nèi)容發(fā)展更新速度快，多學(xué)科交叉融合的特點(diǎn)使得其在內(nèi)容上更新非?？?。無線網(wǎng)絡(luò)和智能感知等信息技術(shù)領(lǐng)域前沿技術(shù)的快速發(fā)展，4G、普適娛樂、嵌入式仿真等新型都產(chǎn)生了虛擬現(xiàn)實(shí)新的理論和技術(shù)內(nèi)容。

二、應(yīng)用型本科院校開設(shè)VR技術(shù)課程的問題

因?yàn)閼?yīng)用型本科院校的定位問題，所以VR技術(shù)課程的特點(diǎn)對應(yīng)用型本科院校其教學(xué)也提出了如下的一些要求：①培養(yǎng)目標(biāo)明確，應(yīng)用型本科院校在開設(shè)VR技術(shù)課程時(shí)要綜合考慮學(xué)生的知識儲(chǔ)備和基礎(chǔ)，明確學(xué)生培養(yǎng)方向與目標(biāo)，對于具備前期基礎(chǔ)知識的內(nèi)容可重點(diǎn)講授。②理論與實(shí)踐結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用性強(qiáng)，與實(shí)際結(jié)合緊密，相應(yīng)的在教學(xué)上需要增強(qiáng)實(shí)踐內(nèi)容，使學(xué)生增加感性認(rèn)識，同時(shí)加深對關(guān)鍵技術(shù)的理解。③基礎(chǔ)與前沿結(jié)合。虛擬現(xiàn)實(shí)在技術(shù)、應(yīng)用和內(nèi)容上不斷更新，要求將基礎(chǔ)內(nèi)容與當(dāng)前的研究和應(yīng)用熱點(diǎn)相結(jié)合，學(xué)生在對基礎(chǔ)理論掌握的前提下，對當(dāng)前的熱點(diǎn)內(nèi)容能夠充分的把握。

三、VR技術(shù)教學(xué)內(nèi)容設(shè)置

1.教學(xué)內(nèi)容

（1）VR技術(shù)基礎(chǔ)概述（2學(xué)時(shí)）： 背景、現(xiàn)狀、內(nèi)涵、應(yīng)用與發(fā)展；（2）平臺軟件和開發(fā)工具（8學(xué)時(shí)）：Unity軟件，三維建模軟件，編程語言與開發(fā)平臺，數(shù)據(jù)庫軟件；（3）VR內(nèi)容獲取技術(shù)（8學(xué)時(shí)）：VR傳感器技術(shù)，VR全景視頻技術(shù)，三維拾取技術(shù)，實(shí)驗(yàn)：VR 全景視頻拍攝與制作，動(dòng)作捕捉；（4）VR建模技術(shù)（8學(xué)時(shí)）：基于三維幾何的虛擬環(huán)境，基于圖像的虛擬環(huán)境，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)：二、三維建模；（5）VR呈現(xiàn)（6學(xué)時(shí)）：三維圖形技術(shù)，三維注冊，實(shí)驗(yàn)：3D動(dòng)畫制作；（6）VR交互（8學(xué)時(shí)）：動(dòng)畫引擎、控制技術(shù)，實(shí)驗(yàn)：動(dòng)畫控制。

2.教學(xué)方法

VR 技術(shù)課程的內(nèi)容不僅艱深而且內(nèi)容量大，每種技術(shù)又有許多不同算法，其中一些算法還有相當(dāng)?shù)碾y度，不能面面俱到。針對這個(gè)問題，我們在教學(xué)上采取如下策略：（1）突出重點(diǎn)，側(cè)重應(yīng)用；（2）強(qiáng)調(diào)概念，不深究理論；（3）實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排具有連貫性。將深入的理論與直觀的演示有機(jī)結(jié)合，同時(shí)充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的興趣，使學(xué)生在實(shí)踐過程中對虛擬現(xiàn)實(shí)的內(nèi)涵和關(guān)鍵內(nèi)容進(jìn)行更好的理解與掌握。

3.考核方式

考核過程推行多種方式：平時(shí)測試、課堂討論、作業(yè)測評、專題小論文、實(shí)驗(yàn)報(bào)告、學(xué)科競賽、期末考核等。采用開卷考試的形式，期末成績占50%，平時(shí)和實(shí)驗(yàn)成績占50%。作業(yè)要求：每章安排習(xí)題，引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)課程內(nèi)容，深入研究有關(guān)問題。思考題指導(dǎo)學(xué)有余力的學(xué)生探討更廣泛、更深入的問題，引導(dǎo)他們查閱更多的參考書。實(shí)驗(yàn)要求：現(xiàn)場驗(yàn)收設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)成果，并給予分級評定，最后結(jié)合實(shí)驗(yàn)報(bào)告給出實(shí)驗(yàn)成績。教師嚴(yán)格執(zhí)行評分規(guī)則，做到公平公正，促進(jìn)優(yōu)良學(xué)風(fēng)形成。

四、小結(jié)

本文從課程必要性、教學(xué)內(nèi)容的選擇和教學(xué)方法 3 個(gè)方面對應(yīng)用型本科VR技術(shù)課程的教學(xué)進(jìn)行了系統(tǒng)分析與討論，明確了應(yīng)用型本科的VR 技術(shù)課程教學(xué)的特點(diǎn)，提出了一個(gè)具體的教學(xué)設(shè)置，希望引發(fā)廣大 VR 教育工作者的共鳴與探討，共同提升我國虛擬現(xiàn)實(shí)人才培養(yǎng)的水平。

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作者簡介：

劉琰（1982-），女，湖南長沙人，講師，碩士，研究方向：先進(jìn)技術(shù)教育與應(yīng)用，大數(shù)據(jù)分析。