随着高等教育的快速发展,学生数量急剧增加,优质资源严重不足。一些高校分设多个校区,著名教授、学者或专业教师讲课分身乏术,无法惠及全体学生。尤其在新型冠状病毒肺炎疫情(简称疫情)防控期间,在线教学、线上线下相融合的教学形式成为课堂教学的主流。然而,现有的网络条件难以支撑大规模、高质量、高并发的课堂直播,常常出现画面卡顿、掉线的情况。在线教学由于师生间的物理分离,远程互动缺乏真实感,学生的学习体验感、沉浸感不足,教师的演讲与课件也无法实现实时融合。
2022年7月,科技部、教育部、工业和信息化部等六部门发布《关于加快场景创新以人工智能高水平应用促进经济高质量发展的指导意见》提出,教育领域要积极探索在线课堂、虚拟课堂、虚拟仿真实训、虚拟教研室、新型教材、教学资源建设、智慧校园等场景。利用5G、全息影像、裸眼3D等技术赋能高校教育教学和人才培养,通过简单的授、听课端系统实现摄像采集、抠像叠加、沉浸重现、课件融合的视听效果,让身处多校区的师生参与教学时如临现场,便于师生进行实时互动。因此,新兴技术赋能高校教育教学既是时代诉求,更是现实需要[1]。
1 5G通信及全息投影技术
2 “5G+全息投影”教学系统的构建及应用
3 结语
相较于“4G+VR”方案,“5G+全息投影”在建设和配置上成本更低,能够实现经济、有效、稳定的虚拟交互。在5G技术赋能下,因其具有裸眼3D的特性,学生无须佩戴专用眼镜,且低延迟不会带来眩晕感,从而获得更好的听课体验。在课程展示环节,通过三维图像融合技术,将全息教师等真人影像与已有的PPT课件、全息素材、实时板书等课件内容进行实时融合。将听课端和远程端、教师授课和3D素材形成一个整体,更容易展示抽象、不易操作演示的概念,有效传递课堂教学重点,实现教学目标[12]。“5G+全息投影”因其具有沉浸感、裸眼特性、互动感的优势,在课堂教学中能激发学生强烈的学习热情,有助于学生积极进行知识构建,取得更好的教学效果。
全息投影技术教学应用场景广泛,在远程学术报告、文史课、思政课、机械制造、危险实验等场景中具有优势。相较于普通多媒体课堂,全息投影技术能够极大地丰富教学资源、提升学习体验、更好地支撑师生互动,但也对教师从备课到课堂互动设计提出更高的要求。此外,在全息课件资源建设、数字资产转化、高校教学成果展示方面,该技术也突出体现了其应用价值。
当前视频和虚拟课件资源的制作流程不规范、流程烦琐且专业化程度极高,产出效率相对较低,在很大程度上影响了全息投影的教学实践和广泛普及。加大对课程资源、课件资源、视频资源的建设和质量标准控制,简化制作流程,提供更具人性化的操作界面和标准化接口,实现对Maya,DMax,Unity 3D 多种文件的广泛支持,提供从资源建模、渲染、合成、输出到使用的一站式解决方案,将是供应商和高校共同努力的方向。
参考文献
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韩冰霜 史萌 韩君格 天津大学 |