元宇宙视域下高职院校虚拟教研室的建设研究

胡建平,吉广萍,黎孟雄

(江苏连云港师范高等专科学校 数学与信息工程学院,江苏 连云港 222000)

引言

2021年7月,《教育部高等教育司关于开展虚拟教研室试点建设工作的通知》,明确了虚拟教研室的指导思想、建设目标、建设原则及建设任务等[1],拉开了高校基于现代信息技术建设虚拟教研室的序幕[2]。虚拟教研室以立德树人为根本任务,以提高人才培养能力为核心,跨地域、跨校、跨学科的教研工作者为解决教育教学中的共性、前瞻性问题,利用现代信息技术组建的新型基层教学组织,是对传统教研室的发展创新。随着前沿科技的快速发展,元宇宙的研究也进入了快速发展阶段。元宇宙使人们能够在一个共同的虚拟空间中进行交流和协作,彼此传递更强的归属感和临场感,带来不一样的沉浸体验。元宇宙的虚拟交互新技术使教育活动更有吸引力,也为虚拟教研室实现信息化与教研活动的深度融合提供了可能。依托元宇宙新技术建设高职院校虚拟教研室,可以充分发挥国家级、省级示范性高职院校和校外合作企业的资源优势,有利于校企协同育人、长效协作发展。

一、元宇宙社交虚拟现实平台Mozilla Hubs

元宇宙是一个映射现实世界的在线虚拟世界,即通过技术能力在现实世界基础上搭建一个平行且持久存在的多用户环境,现实中的人以虚拟化身的形式进入虚拟时空学习、工作、交友、购物、旅游等。社交虚拟现实平台是一组新兴、多样化、多用户的在线元宇宙应用,使人们能够通过头戴式可视设备(HMDs)在虚拟空间中相互交流,将现实中的各种社交体验延伸到各种3D虚拟场景里。

Mozilla Hubs由Mozilla于2018年4月26日发布,是一个免费的与硬件无关的沉浸式社交虚拟现实平台,能够让人们在虚拟现实中进行聊天、协作和参与活动。Mozilla Hubs可以让用户在虚拟现实中创建自己的空间,并能够在这个空间里与其他空间的用户进行聊天互动,还可以在这个空间中创建各种内容,比如文本、图片、视频等。 Mozilla Hubs可以让用户在不同的虚拟现实设备之间进行互动,包括VR头显、虚拟现实耳机、移动设备和PC等,用户也可以在不同的虚拟现实设备之间共享内容,从而实现跨设备的虚拟现实体验。Mozilla Hubs还具有“空间化音频”功能,这给用户带来了3D环境中声源的印象,说话的声音会根据相对距离而减弱或增强,能够在虚拟场景中感受身处现实的声感体验,就像面对面一样。总之,Mozilla Hubs是一个卓越的社交虚拟现实平台,能够让用户在虚拟现实中享受丰富多彩的聊天和协作体验。Mozilla Hubs应用于虚拟教研室主要具有如下几个优势:

1.易用性。与其他社交虚拟现实平台和2D会议平台相比,基于浏览器的Mozilla Hubs更加简单易用,成员在加入VR空间时,只需要通过活动共享的超级链接就可以访问虚拟空间,并与空间内的其他虚拟角色进行交互,避免了很多平台注册需要手机认证的不便。

2.兼容性。Mozilla Hubs允许师生在其家庭或学校环境中进行教学活动,无需购买特定的设备或软件。除了可以佩戴VR设备体验沉浸式感官外,还可以通过鼠标键盘操作,在虚拟现实场景中获得一定程度的沉浸感。

3.灵活性。Mozilla Hubs可以通过3D模型和传统的Web元素创建3D空间[3],通过内置的场景编辑器可以灵活地构建符合教研情景的虚拟空间。Mozilla Hubs还提供了飞行模式,可以方便虚拟化身以更灵活的方式聚集在演示者周围。在Mozilla Hubs中,可借助虚拟化身与其他人语音聊天和文本聊天,轻松地创建和共享文档与对象,共享网络摄像头或计算机屏幕,方便大家在教研活动中灵活地展示自己的演示文稿、视频及图片等文件。

4.扩展性。由于网络等条件的限制,官方建议为了获得更好的虚拟体验,虚拟空间人数尽量控制在25人以内。如果参与活动的人数较多,可以搭建多个虚拟空间。对于特殊需求的用户,Mozilla还开放了Mozilla Hubs平台的底层架构,利用Hubs Cloud,虚拟教研室团队还可以创建专属的、自托管虚拟空间。

二、元宇宙视域下虚拟教研室建设路径

元宇宙可以提供一种鼓励人们开展协作、交流、创新的环境和体验,为高职院校虚拟教研室开展教研、教学活动提供了可能。借助元宇宙平台,可以突破时空限制,高效组织教研室成员参加各类教研活动,开启沉浸式教研体验,探索虚拟教研新模式。

1.虚拟教研室教研共同体的建设

虚拟教研室发展的关键是建设教研共同体,这是实现由“虚”转变为“实”的重要基础。建设初期,虚拟教研室的带头人和核心成员要共同制定规章制度,明确教研室的宗旨和具体任务,设置教研室的组织结构和具体分工,规范教师的加入与退出机制,同时对教研室的教学资源、教育教学活动、教学成果的共建共享等提出具体措施。教研共同体教师构成采用“虚实结合”的组织结构,由核心成员和临时成员组成。核心成员相对固定,负责教研室的规范指定、团队发展、教研活动的组织运行等。临时成员主要是由对某个教研活动感兴趣暂时申请加入的教师组成,具有开放性、不确定性。建设过程中,一是要持续推动名师示范引领作用,名师可以依托信息技术,通过多种方式提供指导,包括但不限于:举办教改课题申报培训会议;为教师提供撰写论文的指导;组织技能培训,培养教师的教学能力;提供教学监督,及时发现问题并改正。二是要针对教师实际开展竞赛性质的教研活动,提高教师的参与热情,定期组织各种线上优秀论文评比、教学技能评选及青年教师教学竞赛活动,帮助教师及时掌握学科前沿动态,不断提升教师专业知识和教学能力,提高其职业素质。三是制定激励制度,引导共同体成员积极参与教学研讨活动,承担培训讲课、课题研究、资源建设等任务,学习先进经验和教学方法,提升教学水平,努力成为受学生欢迎的名师。

2.虚拟教研室元宇宙环境的构建

以往的教研活动是通过线上与线下协同的方式开展,线上交流采用微信群、钉钉群和视频会议等平台,这些平台为远程教研活动提供了帮助,但也有不足之处,即与传统物理教研场景相比,社交互动有限,缺乏沉浸感和临场感,通过“屏对屏”的被动交流无法加强成员的参与热情。在这种情况下,可以在教研活动中融入元宇宙元素增强沉浸感。Mozilla Hubs可以让用户在多个设备上创建和共享虚拟现实场景及环境,为教研活动提供一个共享的虚拟空间。根据教研活动的需要,可以构建会议厅、培训室、工作室、教学成果展示厅等虚拟空间完成不同的教研活动。Mozilla Spoke是Mozilla Hubs内置的场景编辑器,它的用户界面与其他现有的3D创作工具(如Unity3D)有许多相似之处。首先,利用Spoke搭建房间,搭建过程中可以充分利用系统自带的大量预定义资源,如地板、墙壁、门、窗等,通过更改资源的属性参数,精确控制房间中资源的定位、旋转和缩放,从而促进虚拟环境高效、精确的创建。还可以为房间添加灯光、家具和其他装饰,以及添加资源链接、照片墙和其他功能。此外,用户还可以直接选择系统提供的预设虚拟场景,并根据自己的需要布置相应的装饰,便于活动组织者可以将更多的精力集中在活动的组织和设计上,以提高活动质量。其次,房间搭建好后,活动主持人根据活动需要将资源库中涉及该教研活动的图片、视频、音频、PDF文档等多媒体内容添加到虚拟空间中。最后,活动主持人利用社交平台将虚拟空间共享给教研室成员,让其一起访问并沉浸其中。

3.虚拟教研室教学资源共建共享

虚拟教研室教学资源采用整合、共建、转化、生成与共享并进的机制,累积形成教学资源库。(1)整合。虚拟教研室依托已有的平台来组织和建设,如国家(省级)精品在线开放课程、国家(省级)精品资源共享课程、工单课堂教学资源等。这些平台在建设过程中已包含大量优秀的资源,在此基础上,通过整合合作院校及单位资源,充实完善虚拟教研室的教研资源、教案资源、教学资源、课程资源及优秀学生作品资源等。(2)共建。建设单位根据虚拟教研室的建设需要,积极探索新理论、新知识、新技术和新方法,充分发挥群体的智慧和潜能,在团队合作的基础上,创新思维、集思广益,根据教育教学过程中出现的新问题,开发出具有前瞻性和原创性的资源。另外,还可以充分利用Mozilla Hubs平台的场景编辑器建设三维可视化的虚拟素材,为虚拟教学提供3D素材。(3)转化。具有良好科研背景和较高学术水平的教师要加强科教融合,积极参与教学研究和教学实践,利用现代信息技术将科研和教研成果等学术资源转化为教学素材,将学术优势转化为教学能力,以满足课程的核心知识模块的需求[4]。(4)生成。教学实践中,教师有效利用真实的教学过程,通过师生交互、生生交流动态生成新情境、新问题、新思路、新方法、新结果等,并将其转化为积极、丰富的生成性课堂教学资源,形成教学案例,从而丰富课程教学资源。(5)共享。充分发挥虚拟教研室的平台优势,构建立体化的资源共享体系。首先,建立虚拟教研室资源共享规则,让所有上传到虚拟教研室资源库的资源,可以享受相应的版权和著作权保护,以保障资源的安全性。其次,要定期进行虚拟教研室资源共享的审查,以确保所有的共享资源都合法、安全、有效。再次,建立科学的资源使用制度,规定资源的使用者在使用资源时,必须遵循适用的法律法规以及虚拟教研室的规定。在此基础上,建立一个虚拟教研室的宣传和推广平台,实现教学资源的及时交流和共享,拓展虚拟教研室教学资源的应用范围。最后,当在虚拟空间开展教研活动时,主持人可以根据需要将资源上传或以超链接的形式展示在虚拟空间,活动参与者在虚拟空间就可以使用资源。

4.元宇宙视域下的教研活动实践

虚拟教研室紧密结合“集合问题、合力研究、整合成果”的工作宗旨,围绕教研交流、教师培训、“1+X”项目、课程思政、资源建设、成果展示等多元主题,充分调动共建院校的师生参与其中,有效增进共建院校的经验交流、思政共建、成果共享。建设单位遵循“一统两分三阶段”的活动机制,统一目标即坚持以“立德树人、教研一体”为目标导向,充分利用虚拟教研室建立深度合作。根据建设目标,制定常态化、动态调整的教研活动规划,明确活动牵头人、教研时间、活动内容、活动形式等。教研活动以“问题”为导向,分阶段、分主题设计组织教研活动,解决教育教学中的痛点、难点问题,期间动态调整活动计划来应对教育教学中出现的新政策、新问题,及时调整研究的方向和主题[5],突出活动的时代性、针对性、时效性。教研活动主要分为三个阶段:活动前,活动牵头人利用微信群和公众号发布活动通知及虚拟空间的链接,参会人员针对活动内容准备相关材料。活动中,依托已经创建好的虚拟空间,利用虚拟信息技术积极创新教研活动形式,展现教研室的虚拟特色。参会人员利用虚拟化身参加活动,在沉浸式3D环境中讨论各个话题,可以使用实时音频、文本聊天和表情符号进行交流,也可以通过虚拟空间面对面地进行沟通。此外,还可以使用3D资源、环境设置和模型分享来达到讨论的目的,提高交流效率。活动后,活动召集人引导参会教师撰写教研反思,结合研讨收获在实际教学中进行创新实践,对教学实践数据进行有效追踪和归纳,收集整理形成新的教育研究资源。

三、Mozilla Hubs平台教研活动案例

高职院校数字媒体技术是一个以计算机技术为主、艺术为辅,技术与艺术相结合的交叉专业。在专业建设过程中,存在专业体系认识不清、课程设置拼盘化、教学资源缺乏等问题。基于上述问题,以连云港几所高职院校为主体成立了数字媒体技术专业虚拟教研室,并依托“全国工单制教学联盟”平台吸引其他相关院校灵活加入,联合开展协同教学研究与改革实践。教研室活动采用“线上+线下”混合模式,线上活动除了传统的微信群、视频会议等工具外,还尝试使用虚拟技术营造出具有强互动性和高沉浸感的虚拟空间,使教研过程变得更加生动、便捷。

数字媒体技术专业虚拟教研室根据专业建设、教学热点、名师培养等问题,分阶段开展如培养方案、模块化教学设计、“工单制”教学研讨、“1+X”证书、课程思政、竞赛指导、教师培训等不同主题的教研活动。以“全国高校数字媒体设计大赛”活动为例,该赛事由工信部人才交流中心主办,大赛每年举办一届,设“非命题”“公益”“命题”三个赛道。随着元宇宙的爆发式发展,大赛增加了“元宇宙+设计”类别,而很多院校在教学中很少提及相关知识。基于此,虚拟教研室召集相关院校竞赛负责人,利用虚拟空间开展“元宇宙创意设计竞赛”研讨会。

活动主持人在Mozilla Hubs平台创建虚拟空间,设置房间属性,在房间主副屏以图片、视频等形式多元化展示会议主题,增强主题效果。房间设置完成后,负责人在微信群上传平台使用教程,并发布空间的共享链接和邀请码,参会者以自己的虚拟化身登录,前往元宇宙空间,与其他与会人员会面。确定进入场景后,参会者利用“钢笔”工具在签到白板签名,然后自由活动,练习平台常见操作,如虚拟化身的移动、与他人交流以及在空间放置图片、3D模型、视频及PDF演示文档等。会议共分为四个议程,一是开幕式。主持人打开提前准备好的演示文稿,利用“共享屏幕”功能介绍参会嘉宾、竞赛的基本情况及四位嘉宾发言的内容简介。二是嘉宾讲座。四位嘉宾分别以“从业者视角看元宇宙的设计教育”“元宇宙数字空间3D创意设计”“元宇宙交互与用户体验设计”“AI生成艺术创作”为主题进行发言,在提问环节,参会教师通过文本、语音、表情符号等与发言人进行实时在线互动,体验元宇宙。三是作品展示。三位教师利用系统的“放置”功能,将优秀的学生设计作品提交到虚拟空间,与会教师利用平台的“反应”功能分别对作品发出“很好”“一般”等评价表情符号,并与指导教师面对面交流且提出修改意见。四是小组交流。Mozilla Hubs平台“空间化音频”功能根据参会教师之间的距离来调高或降低用户的语音音量,方便教师分组讨论。

结语

虚拟教研室突破时空限制,弥补传统教研室开展跨区域协作的不足,促进校企互联互通、资源共享、优势互补,不断沉淀和积累优质教学资源,有利于校企协同育人、长效协作发展。通过元宇宙的虚拟社交功能,形成身临其境的教研“朋友圈”,打造教学研究共同体。利用虚拟现实技术,开启沉浸式的教研体验,充分调动教师的教学活力,厚植教师教学成长沃土,为全面提高人才培养质量提供强有力的师资支撑。