硬件設備:攝像機、LED屏幕、拼接融合器、3D眼鏡、VR圖形工作站等。
軟件平臺:教育云平臺、手柄定位系統、MR教學系統等。
教育資源:3D教育素材、VR教程。

虛擬現實英語學習中心方案示意圖
一、虛擬現實英語學習中心布局設計
虛擬現實英語學習中心建設本著“虛實結合、相互補充、虛實相融、以虛補實,提升實效”的建設思路,以培養學生綜合職業能力和創新能力為出發點,依托VR/AR/MR、人機交互、數據庫等技術,建設成為具有拓展性、兼容性、前瞻性的虛擬現實英語學習中心,旨在為職業院校學生提供涵蓋全產業鏈、情景化真實操作、廣泛性教學的虛擬仿真實訓平臺,實現教學現場、實訓現場與生產現場、教學內容、實訓內容與工作內容、學校教育與社會需求的緊密結合,打造集教學、實訓、創新、交流于一體化的多功能虛擬現實英語學習中心。

通過虛擬現實英語學習中心的建設與運行,不僅可以將以往只能在實驗室中對相關實驗項目進行一次實驗操作訓練的實驗課堂教學通過多次重復進行、讓學生原本不可能或很難用到的大型儀器變為可能,還可以為以往由于條件的限制而在真實實訓教學中不能、不易或不能完全展開的實訓項目順利實施提供有效的載體與平臺,既豐富了學生的閱歷,又增加了學生對相關專業知識、技能、技術的了解與掌握,更提升了學生整合專業知識、尋找規律和解決問題的能力。


虛擬現實英語學習中心將沉浸式虛擬現實技術VR、增強現實技術AR、混合現實MR與教學相融合,以優質教學資源為核心,集終端、應用系統、平臺、內容于一體,為學生創設接近真實的學習環境,將虛擬仿真與實景空間相結合,將抽象概念具象化,為學習者打造高度開放、可交互、沉浸式的三維學習環境。
虛擬現實英語學習中心是一套支撐智慧教學的數字化環境,能夠支撐優秀教師教學智慧的可視化與高效傳播,促進教師能力水平提高,提升教學質量。支撐學生開展自主與協作、個性化、泛在學習,讓學生在學會技術與技能的同時,提升創新性思維能力,使學生輕松、愉快、主動、高質高效的學習,培養智慧型人才。
如下圖所示,MR實訓基地示范中心包含:MR交互教學區、仿真實訓學習區、VR互動實訓區、桌面式互動實訓區、AR全息教材區、人臉識別考勤答題系統組成。


二、虛擬現實英語學習中心整體布局
1.MR交互教學區

MR教學授課系統設備之間關聯圖
MR智慧教學授課系統結合互聯技術和大數據挖掘分析技術,打通院校現有課程中心、網絡教學平臺、錄播教室以及資源平臺,將院校信息技術系統連貫成一個無縫的交互系統,完美實現了針對院校、針對智慧教室的智慧教學模式有效落地。從課前備課、導學、驗證、分析、指導、評估等全流程環節通過信息技術幫助學生、教師和教育管理者順暢充分的挖掘出智慧式教學帶來的教學成效的變革。
傳統的課堂教學中,教師要花80%時間用于講授基礎知識,解決“是什么”的問題,20%的時間用來講“為什么、怎么樣”。而應用了MR智慧授課系統,通過實時的課堂互動,教師可以準確的了解學生掌握知識的情況,可以用20%的時間講“是什么”,80%的時間講“為什么,怎么樣”,實現了顛倒的課堂。
MR智慧教學授課系統為職業院校提供進階式的智慧課堂落地技術平臺,兼容PC、電子白板等各種終端設備,與學校現有的課程中心、網絡教學平臺、資源平臺進行靈活暢通的對接互通。



2.VR/AR互動實訓區
VR實訓體驗區由實訓室環境布局、硬件終端、管理軟件、教學資源及課程組成。
佩戴VR頭盔,進入旅游或其他等相關虛擬場景中,搭配體感控制器,實現沉浸式教學,身臨其境。



3.桌面式互動實訓區
使用者通過手持紅外筆,結合桌面式全息操作系統可以捕捉到用戶的手部在空間中的位置信息,用戶通過該操控筆在空氣中對眼前的全息圖像進行交互。筆上的三個按鍵提供了簡潔的交互方式,如選擇、旋轉,任意擺放和拼接物體等。使用者可以自然地拖動呈現在“空氣”中的物品靠近自己,從多角度地觀看模型細節及透視,感受無與倫比的空間感和真實感,就像將一個真實的物品握在手中操作一樣地自然簡單。
跟蹤系統提供給用戶一個極致的3D體驗,在使用時移動頭部,視角會根據你的頭部位置在變化,就像是在現實生活中。
使用桌面式VR系統之前,需將配套的教學軟件安裝到觸控一體機上,然后將紅外筆連接到顯示設備,操作者戴上3D 追蹤眼鏡。在電壓穩定的情況下開機啟動系統程序,設備采用的是Win10操作系統,因此很容易上手操作,打開對應的教學實訓軟件,進入軟件操作界面之后,在屏幕上面會看到一個凸出來的3D效果。對于屏幕顯示的3D場景,你可以通過頭部移動來改變眼睛觀察的視角,從而實現虛擬場景中物體的全方位觀看,你還可以用手里的筆將3D物體“拿”起來,然后放到其他的位置,或者對3D物體進行各種調整和修改。



4.AR全息教材區
通過VR全息教材,我們將傳統紙質教學資源以立體可視化的形式展現出來。結合創壹在線教育云平臺進行可視化教學,將傳統抽象、難以理解的理論知識形象化,生動的幫助學生學習與理解,提高學生的學習興趣。在學生認知的基礎上還可虛擬仿真操作,增加動手的機會與動手的能力,最后在到真實的設備上進行實驗。

教師、學生通過手機設備上的app掃描圖書中的圖片或二維碼,生成三維模型,使教學全息化,讓學生們更加直觀的看到原本書上枯燥文字描述的知識,印象將更加的深刻,有利于加深記憶,不用憑空想象易于理解,更具趣味。

5.仿真實訓區
學生分組完成相關仿真課程的教學,實訓,以及教師對學生的考核,師生、生生之間的溝通交流更加立體化,無障礙地進行即時交流互動;學習資源實現媒體化、智能化、按需推送、實時同步。

6.移動學習端

平臺提供多種終端應用,包括PC端、移動端(平板、手機),并且支持不同版本的iOS,Android 操作系統。實現實時可學,處處可學。