伦敦大学伯贝克学院：Artec 3D扫描开启VR沉浸式教学新时代

使用Artec Spider II扫描地质样本。图/伦敦大学伯贝克学院

传统课堂模式对于提升学生参与度和激发深度学习方面往往收效甚微。传统课堂限制颇多，在某些特定学科中尤为突出；同时，对于那些感知与理解世界的方式更为多元的神经多样性学生而言，此种教学模式更是收效有限。

地质学、考古学等自然科学揭示了地球与物种的历史、演化及未来趋势。然而这些学科本质上是需要实践的，学生需要通过实地体验与学习才能深入理解，而传统课堂因空间限制难以实现这一点。

伦敦大学伯贝克学院新建的沉浸式学习中心于近日正式启用。该中心配备VR头显，并得到数字工作室与PC生产实验室的支持，将助力学生突破传统学习模式，开启全新的知识探索之旅。

Artec大使Central Scanning的专家正在向教研团队演示如何充分发挥Artec Leo的设备性能。图/伦敦大学伯贝克学院

在沉浸式学习中心正式启用前的筹备阶段，团队曾面临一个棘手问题：如何在虚拟世界中创建现实物体的3D模型？最终解决方案是结合使用两款扫描仪：一体式无线扫描仪Artec Leo与超高分辨率扫描仪Artec Spider II。这对黄金组合为教学资源的数字化带来了无线缆自由与超高精度的完美结合。

用未来科技激活历史

伯贝克学院的沉浸式学习中心汇聚前沿科技，既致力于推动尖端研究发展，又着力开创协同学习新模式。随着AR与VR技术在全球范围内的广泛应用，该中心还通过设备租借与实践探索，让学生获得与行业接轨的宝贵经验。

在学习中心正式启用前，教研团队已开始运用这项技术采集三维图像与数据。他们的首个成果便是基于一幅有200年历史的肖像画，通过提取面部特征，为学院创始人George Birkbeck创建了一个栩栩如生的数字孪生体。

然而，团队的注意力很快转向了教学资源——自然科学学院下的地球与行星科学系率先抓住机遇，投身于VR教学内容的开发。

伯贝克学院创始人George Birkbeck的数字模型。图/伦敦大学伯贝克学院的Luca Battiston

在Artec大使Central Scanning的专家指导下，教研人员迅速掌握了如何充分发挥Leo与Spider II的设备性能，以及三维数据的采集与处理流程。其中，无线扫描仪Leo的实操表现尤为出众：对准点击即可扫描，屏幕实时显示扫描预览，加之自带的追踪系统，短时间内便能获取高质量的三维数据。

“我们大楼外边的有些铺路石板上面带着化石涟漪痕迹，”伯贝克学院地质学讲师Steve Hirons说道，“我用Leo扫描了它们，感觉特别简单省事。那大概是我第一次用3D扫描仪，但出来的效果真让我惊喜。”

使用Artec Leo扫描铺路石板上的化石涟漪痕迹。图/伦敦大学伯贝克学院

“现在我能通过这个3D模型观察化石涟漪，甚至能判断出古水流的相对方向。我把这个模型拿给学生看，他们都赞叹不已，而这还只是我的第一次尝试！”

数字化地质教学资源

掌握了3D扫描技术后，Hirons已着手策划首批VR教学课程。他每年都会带领大二学生前往苏格兰西北部的采石场与山区等地考察岩层构造。但对于神经多样性学生与非全日制学生而言，实地参与存在客观困难。

为了把这些发现带入课堂，Hirons正尝试将无人机与3D扫描数据采集相结合。Spider II的超高分辨率在捕捉细微地质特征方面具有显著优势。待所有数据采集完成后，他计划在Artec Studio中将其转化为3D模型，并导出至沉浸式体验专业软件Thinglink打造VR教学场景。

Hirons继续阐述他的教学构想：“想象你走到岩壁前，捡起一块石头摆在手里细看，还能把它放大。我们还能切下岩石薄片，做成载玻片，放到显微镜下去识别里面的矿物。”他补充道：“我已经用Leo和Spider II扫描了悬崖表面，接下来我会把它做成3D模型。这样你就能放大看、做各种分析，甚至能像在实验室里一样，‘隔空’用上显微镜了。”

“3D扫描技术让野外实践变得更加包容和易于参与，学生们可以随时重温容易遗忘的知识点。神经多样性学生记忆术语尤其困难，因此，我们希望这个方法能切实地帮助到他们。”

Central Scanning专家Alex Chung与伦敦大学伯贝克学院师生的合影。图/Central Scanning

在早期扫描实践中，Hirons还创建了三叶虫和古海胆等化石的3D模型，这些标本现可在虚拟世界中供人研究。他指出，Artec 3D扫描技术在学术数字化领域拥有“真正的潜力”，不仅在于捕获岩石标本，更在于能为多个学科创造广泛适用的学习材料与资源。

让学生动手实践

随着Hirons完成地质模型最后的优化工作，项目重心开始转向如何让学生更深入地参与进来。由于数字化技能正成为就业的关键竞争力，相关课程需求预计也将上升，校方已着手将3D扫描实操纳入教学规划。

沉浸式学习中心主任Toby Butler博士指出，3D扫描将成为伯贝克学院提升学生参与度的必备教学工具。本届新生将率先体验VR与教学的结合。他的目标是，随着师生们对数字化流程的掌握，在课堂教学中探索这项技术更广阔的应用前景。

Butler总结道：“我们有一间配备了20台VR头显的教室，足够让全班的学生来这里体验新的学习方式。我们希望将3D模型融入到众多学科的教学中去。”他还表示：“我真心希望它能像PPT一样成为教学的标配工具。内容的创作固然需要创造力，但恰恰是在这些实践探索中，我们看到了它的巨大潜力。”