《VR解密新城王氏忠勤祠堂的历史》微课设计

李鹏 山东省淄博市桓台一中附属学校

●特色与亮点

1.创新微课的制作方式

本微课利用三维建模技术将传统历史文化场景进行虚拟数字化创建，让师生在虚拟的历史场景中进行沉浸式互动演绎，真人和虚拟场景的融合为传统文化教育提供了新的教学手段。

2.激活学生文化参与意识

①本微课打破了学生学习传统文化知识的时空限制，将优秀的传统历史文化知识由浅入深地呈现出来，使学生可以深刻体会优秀传统文化要表达的内涵价值和精神；②本微课突破物理空间的限制，创设了一个虚拟探究的空间，让学生以主动参与的学习方式理解和体会历史文物背后的意义内容，提高了学生探究的兴趣和专注力。

●制作背景

中华优秀传统文化源远流长，它既是中华文明的见证，也是中华民族几千年来不断进步的智慧力量和道德根基。初中阶段是人生发展的黄金时期，也是世界观、人生观形成的关键时期，传承和弘扬中华优秀传统文化对学生思维方式、审美情趣的培养及其社会责任和价值观的形成具有极其重要的价值。

本微课利用虚拟制片技术解密新城王氏忠勤祠堂的历史。忠勤祠为全国重点文物保护单位、山东省爱国主义教育基地，用单一的讲授方式教授蕴含中华优秀传统历史文化内涵的古文物建筑会导致学生缺乏积极参与的动机，体验感差，学生难以理解当时的历史背景和家国道义。而虚拟制片技术可以有效整合文化资源，突破时空的限制，实现传统文化教育的沉浸式体验。它借助CG技术，将摄像机拍摄的影像与计算机生成的虚拟影像融为一体，实时可视化创造一个模拟真实世界的虚拟创作环境。画面达到了“所见即所得”的状态，这种沉浸式、互动性的学习体验，改变了传统文化教育中碎片化、单一化、断层化的问题和困境，构建了虚拟传统文化体验场景，增加了学生学习传统文化的方式，丰富了学生的文化体验，为传统文化教育提供了新的机遇。

●设计思路及内容结构

1.设计思路

基于虚拟制片技术的新城王氏忠勤祠堂历史解密的微课由四个环节组成，包括提出疑惑、探寻历史、讲述历史、责任担当，如图1所示。

图1

具体设计思路为：①在问题情境的导入环节，笔者实时出镜与虚拟场景无缝结合，引出问题疑惑：“忠勤祠为何会建立在名不见经传的小乡村呢？”②在探寻历史环节，笔者实地探寻忠勤祠，并发现忠勤祠堂的关键信息。③在动画讲述环节，利用虚幻引擎Unreal Engine中的Cinematics动画技术，将一系列历史故事虚拟演示出来。④利用无人机航拍展示新城王氏忠勤祠的全貌，使学生懂得贵州祠远，不能近祀，故在老家新城建祠永祀这一传统历史文化的内涵。

2.内容结构

（1）学习目标

通过利用虚拟制片技术和实地探寻体验去解密新城王氏忠勤祠堂的历史，学生能找到并深刻理解新城王氏优良家风的关键所在，能知道古代学士通过勤勉好学来考取功名，深刻领会勤勉好学、忠勤报国的志士情怀。学生通过沉浸体验新城王氏忠勤祠堂的历史文化，能认识到优秀历史传统文化保护的重要性和急迫性，激发学生积极学习、报效祖国的社会责任担当。

（2）微课内容

①以三维虚拟技术构建场景，激发学生探究的兴趣和动机。

在问题情境导入环节中，笔者首先创设虚拟三维场景四世宫保牌坊，构建一种身临其境的虚拟情境（如图2）。笔者（站在虚拟四世宫保牌坊前）讲述：“在我们淄博市桓台县新城镇的一个乡村里有这么一个牌坊，它被称为华夏第一砖坊，这大名鼎鼎的四世宫保坊为什么会建在一个名不见经传的小乡村呢？接下来和老师一起解密其背后的历史。”

图2

②依托虚实互动，提升学生主动探究的意识。

以学生视角深入了解王氏忠勤祠堂的历史（如图3），出示问题链：“嘉靖为何亲书‘忠勤可悯’呢？”（出示视频）祠堂外面耸立着四门三柱的牌坊，字匾为忠勤报国，这是王重光的次子吏部左侍郎王之垣恭建，进入祠堂后映入眼帘的是影壁，正中镌鎏金大字“忠勤可悯”，盖“嘉靖之宝”红印。

图3

③设计Cinmatics虚拟影像动画，绽放传统文化知识的时代内涵。

利用虚拟引擎中的摄像机动画技术呈现王重光的一生事迹：“王重光，字廷宣，号泺川，明嘉靖进士，他幼年家贫，但他勤奋好学，成绩优异，后科举入仕。他为官清廉、刚正不阿，因得罪权奸严嵩，被贬贵州，任职期间奉命采办贵州大木，以修复皇宫三大殿，终因积劳成疾，触瘴而死。他勤于国事、平蛮督木的事迹，感动朝野，嘉庆皇帝亲书忠勤可悯，在贵州永宁敕建忠勤祠。”笔者在播放动画的同时引导学生理解和体会王重光勤敏好学、清廉为民的事迹，同时通过利用虚拟制片技术，进一步培养学生的数字化学习意识与创新能力。

④以航拍和大广角摄像技术，阐述学生的历史使命担当。

利用无人机航拍技术展示新城王氏忠勤祠全貌（如图4），配以解说：“万历年间，以王之垣、王象乾为首的子侄们，认为‘岁时常酹，贵州祠远，不能近祀’，于是奏得万历皇上的恩准，于万历十六年，在家乡新城又立忠勤祠，取忠勤报国、建祠永祀之意。”

图4

笔者以爱国精神和良好的家风家教为题，引导学生观看视频，填写任务单，并完成相应的评价任务。学生在观摩王氏忠勤祠堂的故事同时，深刻理解重视学习才能成就事业，才能为祖国做贡献。

●关键技术处理

1.三维场景的设计

古建筑的建模采用多边形建模技术，首先要建立起古建筑的大体轮廓，确定好物体的比例关系，再将模型对象转化为可编辑的多边形对象。然后根据实景拍摄的古建筑图像对多边形对象的点、边、边界、面等子对象进行编辑和修改以实现对古建筑文物的结构细节建模。材质环节主要是利用3dsMax中的PBR材质节点，贴图选用的是单反相机拍摄古建外景，在Photoshop中进行图像调整，形成符合UV格式要求的贴图文件。最后将其转成FBX格式，以便后期导入虚幻引擎中。

2.双渲染引擎的加持

虚拟场景的构建在Unreal Engine虚幻引擎和Aximmetry虚拟演播中进行设计，Unreal Engine是一个实施创作的3D平台。Aximmetry虚拟演播软件可以构建具有虚拟照明、虚拟摄像机运动和增强现实的交互式场景和效果。首先，利用虚幻引擎创建出高质量的数字资产；接着，通过创建并驱动Aximmetry虚拟摄像机，将虚拟场景与真实人物巧妙融合；最后，进行场景构建和最后的烘焙。在Aximmetry虚拟制作合成环节，首先新建一个混合组，再创建一个虚幻引擎的虚拟摄像机合成模块，将烘焙好的虚拟场景与虚拟摄像机进行节点链接，与摄像头实时拍摄的人物场景进行三维合成，最终创作出适合故事主题的作品和画面。双渲染引擎的加持可以实现真实场景和虚拟场景的完美融合。

●幕前幕后

本节微课的内容是笔者第二次进行设计。在第一次讲解新城王氏忠勤祠堂历史时，学生通过笔者片面地讲授知识，对新城王氏忠勤祠堂的历史有了比较模糊的了解，并没有深刻体会当时的时代背景和新城王氏忠勤报国的背后所隐藏的优良家风。采取的数字技术无外乎就是PPT、图片和视频，并没有利用虚拟制片技术，总体来看第一次的课堂效果不尽如人意。

在新冠疫情居家隔离期间，笔者自学了虚幻引擎技术和三维建模技术，了解到虚拟制片技术作为一种数字视觉技术正在以“所见即所得”的现实再现方式创作和建构虚拟影像，这种虚拟摄制技术会让微课制作变得像制作PPT一样便利、智能、高效、高质。于是，笔者依据内容重新设计了以虚拟现实为表现手法来解密新城王氏忠勤祠堂的微课。通过本次微课的制作，笔者体会到信息技术对课堂教学的重要性，接下来笔者会继续钻研信息技术，希望日后可以制作出更加丰富多彩的微课。