基于VR的高校军事理论课程情境化教学模式研究

张志勇 杨威 姬洪涛

[摘 要]基于VR的军事理论课程情境化教学就是利用虚拟现实技术创设符合教学需求的逼真的虚拟教学场景，将原本枯燥、死板的理论教学内容可视化、立体化、现实化，从视觉、听觉入手，直接刺激学生的感官，让学生自己参与到课堂的教学互动中，将以前由教师单一灌输的授课模式逐渐向由教师引导，学生带着问题的自主式、研讨式学习模式转变，提高学生的学习积极性和参与性，从而达到增强大学军事理论课程课堂教学效果的目的。

[关键词]虚拟现实；军事理论课程；情境化教学

[中图分类号] G642.0 [文献标识码] A [文章编号] 2095-3437（2018）06-0054-03

当前，教育部早已规定在普通高等院校中必须开设军事理论课作为公共基础必修课。受军事教学资源的限制，普通高校的军事理论教学仍然以传统的教学模式为主，主要是教师口授、板书，学生耳听、笔记。从该课程的教学实践来看，课程主要侧重于课堂理论教学，内容比较庞杂，知识面广，理论比较抽象，缺乏相应的实践教学环节，学生理解存在一定的难度，教学效果一般。随着计算机技术和模拟仿真技术的不断发展，在特定范围内生成融逼真视觉、听觉和触觉等感觉于一体的虚拟环境技术，即虚拟现实技术（以下简称VR）[1]，对教育领域产生了重大而深刻的影响。高校军事理论课程可以在教学过程中利用VR技术创设恰当的教学情境，以此来吸引学生的注意，使学生产生身临其境的感受，激发学生的学习兴趣，使学生积极参与到课堂学习的教学模式中来。这种基于VR的军事理论课程情境化教学模式[2]，对于提高高校军事理论课程教学效果具有重要的实践意义。

一、基于VR的高校军事理论课程情境化教学内容的选择

利用VR开展军事理论课程实践教学，应当将课堂理论讲授效果不佳的内容与VR的优势结合起来进行合理选择。按照《普通高等学校军事课教学大纲》（2007修订版）的要求，在普通高校开设军事理论课的目的是“使学生掌握基本军事理论，增强国防观念和国家安全意识，强化爱国主义观念，为中国人民解放军训练储备合格预备兵员和培养预备役军官打下坚实基础”。以湖南省普通高校为例，目前该省已经全部开设了本科生军事理论必修课程大学军事理论。课程内容主要讲述国防历史的启示、国防法规、国防政策、武装力量、军事思想、战略环境的基本要素和周边安全环境，让学生了解军事高技术的概念和分类、发展趋势以及对现代作战的影响，让学生了解信息化战争的含义、特征与发展趋势，了解信息化战争与国防建设的关系等知识。目前，大学军事理论课堂理论讲授效果不佳，利用多媒体教学的难点主要包括若干武器装备的介绍、战场环境对作战的影响、信息化战争的特点等教学内容。这些教学内容的共同特点是教师讲授不够形象，学生的体验性不强，同时开展实践教学的难度比较大，高校也没有条件展开实地教学。

VR实质上是一种通过各种传感装备产生各种物理现象（如声、光、热）来刺激人体的感觉器官的技术。人体的感觉器官将刺激信号转变为神经信号，经过大脑分析最终形成人体的感觉。人体的感觉主要包括视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉、前庭感觉等，其中视觉占人体感觉的80%[2]。目前，消费级的VR设备主要还是侧重于视觉与听觉。

综上所述，利用VR开展军事理论课程情境化教学的内容主要是教师在课堂上没有办法用语言描述出来的、抽象的内容，多媒体课件没有办法展现的内容，或者是多媒体课件体验远不如利用VR的教学内容。通过具体的、3D、沉浸的场景把教学内容给学生展示出来，让学生完全进入这个场景，这除了能让学生对场景内的一切感到震撼、有一种身临其境的感觉以外，还能最大限度地解决学生学习兴趣和专注度的问题。另外，结合目前VR的发展，应当从视觉与听觉感觉出发，围绕不便于近距离参观的武器装备、激烈的战斗情景、惨烈的战场环境等方面合理选择军事理论课程的教学内容。以新编普通高等学校军事教程[3]为例，我们重点选择了两个情境化教学内容：1.第一章《中国国防》第二节中国武装力量建设关于海军武器装备中航空母舰的介绍；2.第五章《信息化战争》中关于“战场空间全维、精确作战普及”主要特点作为讲授内容。

二、基于VR的高校军事理论课程教学情境的定制

围绕所选择的军事理论课程情境化教学内容，需要定制沉浸感比较强的教学情境。之所以称之为定制，主要是利用VR制作教学情境时要考虑以下几个问题。

教学情境的设计。航空母艦教学情境主要是构建一个航空母舰的外部场景，重点体现航空母舰的若干特殊设备与武器装备，如各类舰载机、预警机、挡流板、跑道、舰桥、近距离防空导弹、升降机、拖车等。“战场空间全维、精确作战普及”信息化战争特点主要是设计两个教学情境：前者是陆、海、空、天多维空间中高新武器装备不断出现，同时配合耀眼的爆炸火光、炮弹的爆炸声、子弹的呼啸声、飞机和坦克的轰鸣声、战士们冲锋的震天呼喊声等；后者是突然暴露于敌人精确火力打击之下，身边战友连续倒下，采用特写的方式，几名战友在火力打击中壮烈牺牲，血肉横飞。

教学情境的操作。航空母舰的情境化教学，主要是操作者以漫游的方式了解其内部构造，从而达到理解航空母舰建设的技术难点和作战运用特点的教学目的；学习时间不超过10分钟，由操作者自主掌握。信息化战争特点的情境化教学，主要采取操作者以按设立视角与路线的方式体验一个作战过程片段，从而加深对“战场空间全维、精确作战普及”信息化战争特点的理解，时间不超过5分钟。

教学情境的开发。一种是利用3DMAX等三维建模软件建立各类场景模型，并利用开发工具如Unity3D将各类3D模型与声音进行有效组织显示。这种方式的优点在于便于灵活体现各类感觉的沉浸体验，不足之处在于制作成本较高，时间较长。另一种是3D效果视频，主要是通过选择合适的影视内容进行3D转码，生成3D效果，创新一个虚拟的电影院环境，通过头戴式显示设备得到一种在影院看3D电影的效果。这种方式的优点在于内容能快速生成，目前的VR影院[4]播放器的影视资源基本采取该模式，不足之处在于画面角度有限，沉浸感不强。考虑到开发成本与时间的要求，航空母舰情境化教学主要展示静态的内容，这相对较为容易，主要是采取3D建模的方式进行开发。信息化战争特点情境化教学主要展示动态的内容，涉及的3D模型较多，主要采取3D效果视频的方式开发。

教学情境的设备。尽可能利用各类成熟的VR设备，如头戴式显示设备、洞穴式立体显示设备、墙式立体显示系统等。洞穴式立体显示设备与墙式立体显示系统由于能够覆盖训练对象的所有视野，超宽视频、无任何视角盲点，训练对象完全被一个立体投影画面所包围，能够给训练对象提供一个身临其境的沉浸感受，效果较好，但需要专门的训练场地，相关的显示设备比较昂贵，安装与维护费用较高。头戴式显示设备是目前最为典型、也是应用最为广泛的VR显示系统，其使用方便，随带随用。目前体验效果较好、消费级的头显产品价格在1500元左右，比较适合在教学中使用。

三、基于VR的高校军事理论课程情境化教学过程

基于VR的高校军事理论课程情境化教学过程体现了研究型的教学理念，即在教学过程中，以教学内容和学生的知识积累为基础，创设一种类似于科学研究的教学环境和教学氛围，引导学生主动学习、主动思考和主动实践，让学生自主地发现问题、分析问题和解决问题，从而达到积累知识、培养能力和提高素质教学的目标[5]。教学过程可以包括以下几个环节。

情境化教学的准备阶段。首先，教师要对教学材料进行梳理和重新整合，并在课堂教学中对教材内容有所取舍，利用课前预习、课堂讲解等方式让学生对下一步开展情境化教学的内容有一定的知识储备，形成自我印象。其次，根据学生的个性特点和课程的要求，事先将学生分为不同的学习小组，并指定组长，学生在组长的带领下围绕教师提出的要求进行课前准备，包括收集资料、整理观点等。最后，在授课教师的引导下围绕提出的问题进行研讨，教师进行适当点评。一般可以采用三种方法：一是主题发言式，即在课堂讨论中，教师安排指定的学生，一般是组长进行主题发言，其他学生参与讨论；二是双方辩论式，即双方就某一问题的进行正反双方辩论；三是自由研讨式，即学生根据教师提出的讨论问题，展开自由发言，教师以一系列提问或提供一系列情况建议进行诱导，使学生的讨论逐步深入。另外，为了便于开展研究型教学，可以将课堂布局改成U型课堂布局，这样可以更好地形成研讨的氛围，提高学生的积极性。

情境化教学的实施阶段。一方面，教师利用VR技术与设备创建情境，提出相关教学要求与注意事项。另一方面，学生带着问题进入情境、感受情境、体验情境、退出情境，通过在虚拟场景的经历，对之前存有疑惑的问题形成自己的看法，以供后面教学研讨。

情境化教学的评估阶段。在课程教学过程中，对发言积极、观点鲜明、讨论深入的学生可考虑在课程考试后加分，以提高学生的积极性。另外，根据情境体验的收获，要求每个学生写一篇本次情境化教学内容的体会，体会占本课程平时成绩的50%。

整个教学实施过程如图1所示。

四、基于VR的高校军事理论课程情境化教学实践

基于VR的高大学军事理论课程 “战场空间全维、精确作战普及”信息化战争特点教学实践如下。

第一步，情境化教学准备。首先，教师围绕教学内容进行课堂理论讲授，重点讲解“战场空间全维、精确作战普及” 信息化战争特点的内涵、意义，并以2003年伊拉克战争中斩首行动与震慑行动进行战例解析，时间大约20分钟。然后，将学生分组，指定组长，布置“从武器装备、作战效果、作战空间、作战行动等角度（任选一个角度），简要论述信息化战争特点的个人理解”课后思考题。最后，说明需要完成的相关准备工作，包括下节课准备主题发言、利用VR进行情境化教学等。

第二步，情境化教学实施。首先，根据前一次课程的安排，组长根据上次课布置的课后思考题进行主题发言，其他学生参与讨论。一般安排3名学生，每人控制在5分钟以内。主题发言与讨论时间大约20分钟。第二，教师利用VR设备创建教学情境：在完成相关视频的收集与整理之后，利用3D转码的方式，制作一个以海军陆战队战士为第一视角突击上陆的3D视频，重点展现陆、海、空、天等多维空间中高新武器装备和敌方精确制导武器对登陆部队的火力打击场景。第三，学生进入情境：考虑到在教室利用VR技术开展军事理论课程情境化教学，在VR设备上可以采用VR一体机。VR一体机的内容仅仅有突击上陆3D视频，学生在教学过程中不会出现开小差的情况，也不会利用VR设备做其他事情。为了便于课堂管理，可以采购对应的专用设备充电车，当某个教室需要进军事理论课程实践教学时，只需要把充电车推到对应的班次即可。第四，学生感受与体验情境：学生通过以参与突击上陆战士的第一视角完成整个作战过程的3D视频体验，能够充分沉浸到双方对抗激烈的抢滩登陆环境之中，在爆炸声、子弹呼啸声、战友牺牲画面等逼真场景中亲身体验，从而加深對“战场空间全维、精确作战普及” 信息化战争特点教学内容的理解与把握。考虑到体验时间过长会让学生产生眩晕，情境体验一般不超过10分钟[6]。

第三步，情境化教学评估。首先，学生退出情境，并在课堂上简要谈一谈自己的收获与体会。然后，教师宣布本次情境化教学结束，并要求学生根据体验的收获，每人写一篇1000字左右的对“战场空间全维、精确作战普及” 信息化战争特点的体会，体会占本课程平时成绩的50%。

五、结束语

基于VR的军事理论课程情境化教学就是利用虚拟现实技术创设符合教学需求的逼真的虚拟教学场景，将原本枯燥、死板的理论教学内容可视化、立体化、现实化，从视觉、听觉入手，直接刺激学生的感官，让学生自己参与到课堂的教学互动中，将以前由教师单一灌输的授课模式逐渐向由教师引导，学生带着问题的自主式、研讨式学习模式转变，提高学生的学习积极性和参与性，从而达到增强大学军事理论课程课堂教学效果的目的。

[ 参 考 文 献 ]

[1] 王寒，王赵翔，蓝天.虚拟现实：引领未来的人机交互革命[M].北京：机械工业出版社，2016：11-13.

[2] 刘海涛，王林发主编.体验教学的策略与方法[M].福州：福建教育出版社，2017：23-25.

[3] 刘晓才等.新编普通高等学校军事教程[M].长沙：国防科技大学出版社，2016：14，113.

[4] [美]斯凯·奈特.虚拟现实——下一个产业浪潮之巅[M].仙颜信息技术译，北京：中国人民大学出版社，2016：48-51.

[5] 康雯.大学研究性教学现状调查及其策略研究[D].长沙：湖南大学硕士学位论文，2007.

[6] 胡卫夕，胡腾飞.VR革命：虚拟现实将如何改变我们的生活[M].北京：机械工业出版社，2016：128.

[责任编辑：陈 明]