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VR智慧教室解决方案

一、背景介绍

        十九大报告指出了“我国建设创新型国家的战略目标是,到2020年进入创新型国家行列,到2035年跻身创新型国家前列”。其中必然会对我国现有教育课程体系、教学模式、教学环境、教学目标等提出了更高的要求,也属于国家教育战略调整。

在教育部下发的《2018教育信息化和网络安全工作要点》、《关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》也指出,要推动大数据、虚拟现实(VR)、人工智能(AI)等新技术在教育教学中的深入应用,建设开发一批交互性、情境化的教师教育课程资源。也提出了开展智慧教育创新示范、构建智慧学习支持环境、加快面向下一代网络的高校智能学习体系建设、加强教育信息化学术共同体和学科建设。

        当前,我国的传统的K12教育形态,学生在课堂上面对大量抽象的、难懂的、微观的、宏观的知识点,有一部分学生无法快速消化,比较依赖死记硬背、重复记忆的方式,从而导致学习兴趣低、学习效果差。

        近几年,教育信息化中也出现了二维视频,3D动画教学模式,可以帮助学生理解抽象的、难懂的知识点,虽然在一定程度上提升了学生的兴趣,但是也存在师生教学互动性差,学生无法做到“真听真看真感受”的体验式学习。

        因此市场上出现了一些VR教学的形式,可带领学生沉浸在虚拟世界的知识海洋中进行体验式、互动式学习,通过学生的自我感受和体验学习增强了学生对知识点的理解能力,也提高了学习兴趣。但是这种VR课程内容都采用国外专业的VR软件开发工具开发,VR课件内容开发成本高、难度大,普及困难,严重制约着VR教育行业的发展。

        2019年1月,浙江省教育技术装备中心组织编制了《浙江省中小学VR创客教室装备指导意见》指出,全面推进中小学VR创客教室、VR航天实验室装备指导意见等意在鼓励VR教育进入浙江省教育装备采购目录。  

二、产品功能

        我们技术和教研团队结合当前教育行业需求痛点、经过三年多的产品研发迭代和课堂试用,研发出了针对K12教育的 “VR 体验式教学系统”产品,该系统主要由VR智慧教学管理系统,VR编程学堂软件系统,VR 3D优质课程内容三大部分组成。让老师更丰富的教学方式去提升教学效果,为学生搭建一个探究式深度学习VR教学环境。VR体验式智慧教育主要有以下优势:

(一) VR教育对于学生

1) 提高学习兴趣

        VR引入学校,最终的体验者是学生。让学生戴着VR眼镜完全沉浸到虚拟世界中,暂时"告别“了枯燥的课堂,无疑是能调动学生学习兴趣的最好方式了。

2)增进对知识点的理解

        在正常教学过程中,一些知识点中的场景确实是教师无法用语言来描述的,或者说这些场景如果能用VR技术直观地展示出来,效果肯定会比语言描述好。例如让学生直接”进入“人体内部看人体的各个器官显然比老师描述人体器官直观生动了许多,对于人体器官的理解也会更充分,学习起来既有趣,又有效。

3) 增强对学习的主动性

        当有许多优质的VR教育资源后,学生们肯定会在老师们还未讲到该知识点的时候就想去看这方面的资源了,可能会在课后继续看一下,还会查阅相关的教材知识和课外阅读资料来理解视频中的一些元素,这样一来,肯定会调动学生对学习的主动性。

(二)VR教育对教师

1)辅助课堂教学

        通过VR教育模式,可以帮助老师对非常宏观的、非常微观、非常危险的理化实验等的知识点进行可视化的讲解。例如学生可以看到细胞的分裂、看到DNA的复制、模拟和“欣赏"一些危险物质的爆炸等学习场景。

2)推动教育研究水平提升

        对教师而言,要想评职称荣誉就要发一些论文,做一些创新研究。而VR教育这个新生事物进入学校后,老师们可以把它当做一个机会,一方面可以为VR教育实践先行探路,一方面可以将实践心得整理成文字,发表在教育刊物上一些论文,这样对自己和对同行来说,都是受益匪浅的。

(三)VR对于教育局优势

        通过互联网+VR,可以推进区域教育信息化水平;提高区域教研水平;促进各省市区县VR教育资源共享。

三、系统总体设计

        我们技术和教研团队结合当前教育行业需求痛点、经过三年多的产品研发迭代和课堂试用,研发出了针对K12教育的 “VR 体验式教学系统”产品,该系统主要由VR智慧教学管理系统,VR编程学堂软件系统,VR 3D优质课程内容三大部分组成。让老师更丰富的教学方式去提升教学效果,为学生搭建一个探究式深度学习VR教学环境。

VR体验式创新教育主要应用于VR K12学科教育、中小学人工智能教育、 创客教育、STEAM教育、VR安全教育、科普教育、省市科创竞赛技能培训等方等智慧教育领域。

 VR智慧教室解决方案(图1)

 VR体验式智慧教育云平台图

 (一)VR智慧教学管理系统

        老师可以实现“一对多”的互动式教学管理,管理950余节的VR教学课程内容进行教学管理,能将各学科的抽象难懂的知识点真实还原,将抽象概念具体化,难点的知识点可视化,让书本的知识真正“活”起来,这样既依托于书本,又升华了书本知识,真正做到真听、真看、真感受,让学生变得简单、快乐、高效。

VR智慧教室解决方案(图2)

VR智慧教学管理系统图

 

(二)VR编程学堂软件系统

        VR 编程学堂软件系统,解决了现有市场上VR课件制作成本高、难度高等问题。老师可通过简单拖拽、拼装即可制作VR校本课程内容;对学生而言,可在三维场景化下进行自主编程,既培养学生的编程技能,又培养了他们的逻辑思维能力,也打破了国外2D Scratch平面编程类软件的市场垄断。

 VR智慧教室解决方案(图3) 

VR编程学堂软件系统图

(三)VR 3D优质课程内容

        我们配套课程包括素质教育和升学教育课程内容,其中素质教育课程包括了中小学编程教育、STEAM教育、安全教育、科普教育、德育教育等课程内容;升学教育课程里包括了K12小初高的科学、语文、物理、化学、生物、地理、数学等课程,两大类课程共计950多节,领先于市场上其他的友商公司的VR课程数量。

(四)VR创新教育空间方案

        通过VR智慧教学管理系统,VR编程学堂软件系统,VR 3D优质课程内容三大部分组成软件产品和VR眼镜设备、VR充电消毒柜、网络及电脑设备等,我们设计了VR创新教育教室以下四套解决方案:

1、VR智慧教室

      教学目标: 将VR技术与教育融合,可将K12教育中抽象概念具体化;将宏观的、微观的、难点的知识点变得可视化,通过场景化交互体验式的教学方式辅助各学科进行体验式教学,让学习变得简单、高效。

        课程设置:VR K12学科课程分为小学、中学、高中各学级学段,主要标准课程 包括但不限于科学、数学、科学、物理、化学、生物、地理、国学、安全教育等标准课程,目前课程资源950余节。

VR智慧教室解决方案(图4)

图  VR智慧教室

小学和初中课程设置:

VR智慧教室解决方案(图5)

2、VR航天STEAM教室

        教学目标:基于航天特色STEAM创新教育项目式教学模式,将K12教育中学到的基础数学、物理、地理、信息学等知识与航天学科知识进行深度融合,应用到航天项目创新实践中去,培养学生航天项目的实践创新能力,实现航天科技领域的基础创新人才培养。

课程设置:

VR智慧教室解决方案(图6)

图:航天STEAM课程表

VR智慧教室解决方案(图7)

图:VR 航天STEAM教室

3、VR创客教室

        创客空间根据学校需求,通过思考、设计、实现、反思、出品的五大步骤实现创新创客教学;同时,在物理分布上将空间划分为教学设计区、创造加工模块、VR科普及创新力探索区、材料仓储区以及选配置的自由分享区、人工智能实践区、成果展示区6大板块。提供四大资源支持,包括教材手册资源、配套设备与工具、导师资源、大赛辅导资源。实现“科普创新、多元实践、决胜创赛”教学目标。

VR智慧教室解决方案(图8)

图:VR+创客空间教室

四、 方案优势

(一)产品的优势

1)VR学科课程内容丰富

        公司与合作单位研发了950余节 VR K12 优质学科课程内容,课程内容数量远远领先于市场上其他公司的课程数量。
2)老师可轻松制作VR课件

        VR编程学堂软件系统,老师或制作者通过简单拖拽、拼装即可批量制作VR K12各学科课程内容制作,解决了老师制作VR课程内容难度大、成本高的问题。
3)人工智能三维编程软件

        公司与合作单位研发的VR图形化编程软件,学生可在三维场景下简易编程,既锻炼了他们的编程技能、又培养了三维空间逻辑思维能力,同时打破了国外2D Scratch编程软件产品的市场垄断。
4)教学成果分享与评价

        建立了基于大数据技术的VR教学成果分享与评价体系。

(二)公司优势

        安徽玖壹玖,公司致力于VR全景平台和互联网+VR体验式创新教育产品研发(俗称“VR智慧教室”),为市场和教育行业提供一站式VR智慧教育解决方案,公司目前拥有研发VR教育研发团队,是国内VR教育行业技术领先科技企业,我们将VR、人工智能、互联网技术与K12各学科知识深度融合,并应用到K12教育、中小学编程教育、创客STEAM教育等中,为教育行业的学生打造一款高仿真、可交互、可探索的VR体验式深度学习的教学环境。 

公司VR教育产品具有四大竞争优势:

        1)200余节编程中国特色的STEM编程课程内容数量远远领先于市场上其他公司的课程数量。

        2)VR图形化编程软件,学生可在三维场景下简易编程,既锻 炼了他们的编程技能、又培养了三维空间逻辑思维能力,同时打破了国外2D Scratch编程软件产品的市场垄断;

        3)建立了人工智能教育基于大数据技术的VR教学成果分享与评价体系。

(三)资质优势

        公司拥有数十项软件著作权,2016年度荣获世界AWE首次在中国大陆颁发的最佳产品展示奖;荣获最佳十佳创新项目奖等;公司是中国虚拟现实与可视化产业联盟会员单位;公司与钱学森大成智慧教育研究院、陕西师范大学联合成立了“钱学森大成智慧教育创新课程研发中心”,公司的合作伙伴包括陕西师范大学、北京师范大学、教育部虚拟现实工程中心、深圳市增强现实协会、广州市虚拟现实协会等单位。公司在深圳、上海设有分公司。公司秉承“智慧创新,合作共赢”的经营理念,为企业以及教育行业用户提供前所未有的体验,  —VR/AR教育行业知名教育品牌。

(四)实施经验

        公司在人工智能教育领域经过4年多的探索和研究,已经在北京、浙江、广州、西安等全国10多个地区共计拥有了上百了人工智能编程教育的成功实施案例。

以往相关项目经验与具体部署地点

 VR智慧教室解决方案(图9)VR智慧教室解决方案(图10)

 

五、 产品参数

        VR智慧教室的产品参数表:

VR智慧教室解决方案(图11) 


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