虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)在中小學(xué)課堂應(yīng)用中教師角色的轉(zhuǎn)向

（安徽師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院，安徽蕪湖241000）

一、引言

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷發(fā)展，其已經(jīng)成為我國(guó)深化教育革新的一個(gè)重要發(fā)展方向。2018年，教育部將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)納入教育信息化的年度重點(diǎn)工作任務(wù)，并且批準(zhǔn)建設(shè)了200多個(gè)虛擬仿真教學(xué)中心。根據(jù)教育部要求，全國(guó)中小學(xué)必須深入推進(jìn)信息技術(shù)與教育深度融合，促進(jìn)以虛擬現(xiàn)實(shí)、人工智能以及大數(shù)據(jù)為主的新技術(shù)深入應(yīng)用到教育教學(xué)中。教師角色也在隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)課堂中應(yīng)用的不斷擴(kuò)大而發(fā)生變化。為實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)教育潛力在中小學(xué)課堂得到充分發(fā)揮，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)學(xué)生的全面發(fā)展，培養(yǎng)創(chuàng)造性的人才，有必要對(duì)教師角色做進(jìn)一步分析和研究。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂

在教育領(lǐng)域中，所有能支持學(xué)習(xí)者發(fā)展的外部條件的組合構(gòu)成學(xué)習(xí)環(huán)境，對(duì)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果具有重要影響，課堂便是綜合了眾多外部條件的重要的學(xué)習(xí)環(huán)境。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的逐漸成熟，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)完全可以與課堂相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)虛擬教學(xué)、虛擬課堂以及虛擬實(shí)驗(yàn)室等場(chǎng)景構(gòu)建。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂具有以下特點(diǎn)。

教學(xué)情境上：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)可以生成虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境，能夠根據(jù)課堂教學(xué)需要及時(shí)展現(xiàn)動(dòng)態(tài)的學(xué)習(xí)情境，它能提供一個(gè)實(shí)時(shí)跟蹤學(xué)習(xí)者視覺點(diǎn)并及時(shí)反饋，從而使學(xué)習(xí)者獲得臨場(chǎng)感的課堂。與傳統(tǒng)的由圖片、視頻等簡(jiǎn)單呈現(xiàn)的場(chǎng)景相比，學(xué)生通過虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，便可沉浸在虛擬的教學(xué)情境中，更高效快速地獲取知識(shí)。

教學(xué)模式上：在傳統(tǒng)的教學(xué)模式中，教學(xué)環(huán)境和教學(xué)過程大多是線性的。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂打破了教學(xué)模式中的固有順序。學(xué)習(xí)者可以隨時(shí)隨地在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中無序的獲取知識(shí)信息，不受環(huán)境和時(shí)空的限制，而教師也可以這樣做。在整個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，學(xué)生能通過虛擬環(huán)境教學(xué)親自參與學(xué)習(xí)過程。

教學(xué)資源上：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的變革。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂，教學(xué)資源不再是簡(jiǎn)單的二維呈現(xiàn)。例如：同樣是微課視頻，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)制作出來，能夠還原整個(gè)微課教學(xué)場(chǎng)景，學(xué)生通過虛擬場(chǎng)景真實(shí)地參與課堂學(xué)習(xí)，能更專注地完成學(xué)習(xí)。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于中小學(xué)課堂的重要作用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)教學(xué)活動(dòng)中的應(yīng)用與傳統(tǒng)教育相比有許多優(yōu)勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂可為學(xué)生創(chuàng)造課堂需要的虛擬教師、虛擬教學(xué)場(chǎng)景以及虛擬實(shí)驗(yàn)等場(chǎng)景，并提供逼真的虛擬教學(xué)情境、非線性的教學(xué)模式以及生動(dòng)的三維立體教學(xué)資源。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于中小學(xué)課堂，有助于增強(qiáng)中小學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)、激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，促進(jìn)中小學(xué)生學(xué)習(xí)和知識(shí)轉(zhuǎn)移的實(shí)施情況。

1.實(shí)現(xiàn)沉浸式的高效率學(xué)習(xí)

情境學(xué)習(xí)理論認(rèn)為，知識(shí)是學(xué)習(xí)者在特定情境下主動(dòng)構(gòu)建的，強(qiáng)調(diào)知識(shí)與情境之間的動(dòng)態(tài)互動(dòng)[2]。傳統(tǒng)教學(xué)之所以飽受批判，其主要原因在于傳統(tǒng)教學(xué)脫離實(shí)際，導(dǎo)致學(xué)生缺乏知識(shí)轉(zhuǎn)移能力，遷移意識(shí)淡薄，遷移率低。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性特點(diǎn)克服了傳統(tǒng)脫離實(shí)際以及缺乏互動(dòng)的不足，它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)構(gòu)建一個(gè)幾乎與現(xiàn)實(shí)世界無異的高度仿真的虛擬世界，在這個(gè)虛擬世界中學(xué)習(xí)者身心沉浸其中，具有強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感。這是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)跟傳統(tǒng)的僅僅通過視覺感知的媒介不同，它還具有聽、觸、嗅覺以及運(yùn)動(dòng)感知等多重感知和感官刺激。一方面，當(dāng)學(xué)生的視、聽、觸覺等多重感官參與時(shí)，更容易達(dá)到身心一體的境界，有效提高學(xué)習(xí)效率。另一方面，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓學(xué)生最大限度地投入到學(xué)習(xí)的同時(shí)，也就將學(xué)生與周圍世界的感知聯(lián)系隔斷。學(xué)生與外界隔離，減少不必要的干擾，從而能沉浸在與學(xué)習(xí)內(nèi)容的互動(dòng)中。根據(jù)皮亞杰的認(rèn)知發(fā)展理論可知，中小學(xué)生正處于具體操作階段和正式運(yùn)行階段。這一時(shí)期的心理操作主要集中在抽象概念上，但思維活動(dòng)需要具象內(nèi)容的支持。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將抽象的符號(hào)，具象化呈現(xiàn)在學(xué)生的眼前，幫助學(xué)生快速理解和吸收知識(shí)，提高學(xué)習(xí)效率。

2.促進(jìn)交互式的個(gè)性化學(xué)習(xí)

從具身認(rèn)知的角度出發(fā)，傳統(tǒng)灌輸式的教授方式與人類認(rèn)識(shí)的基本規(guī)律相違背，不能幫助學(xué)生將所學(xué)知識(shí)內(nèi)化，學(xué)生自然也就無法真正地理解和掌握所學(xué)知識(shí)[3]。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沉浸式的特點(diǎn)和強(qiáng)烈的臨場(chǎng)感可以讓學(xué)生身心投入，變被動(dòng)為主動(dòng)。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)不僅可以再現(xiàn)真實(shí)場(chǎng)景，而且具有強(qiáng)大的交互性。虛擬現(xiàn)實(shí)可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)與學(xué)生之間的一對(duì)一交互，并創(chuàng)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)環(huán)境。只要學(xué)習(xí)者輸入信號(hào)，虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)就能及時(shí)檢測(cè)并做出響應(yīng)。在虛擬環(huán)境下，學(xué)習(xí)者可以像在真實(shí)世界一樣自然地與其中的物體進(jìn)行交互，只需要借助一些傳感設(shè)施。學(xué)習(xí)者可以通過親自“動(dòng)手做”來獲得感知知識(shí)，創(chuàng)設(shè)出符合要求的獨(dú)一無二的學(xué)習(xí)環(huán)境。除了計(jì)算機(jī)和學(xué)生之間的交互外，學(xué)習(xí)者還可以在虛擬社會(huì)情境中，通過與他人的互動(dòng)與合作來進(jìn)行學(xué)習(xí)。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造的多用戶平臺(tái)中，學(xué)習(xí)者不僅可以參與實(shí)時(shí)的課堂互動(dòng)，還可以通過與同學(xué)的互動(dòng)完成小組討論和工作。

3.發(fā)展構(gòu)想式的創(chuàng)造性學(xué)習(xí)

建構(gòu)主義理論強(qiáng)調(diào)，知識(shí)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)建是基于學(xué)習(xí)者自身原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，并且是在一定情境下使用必要的學(xué)習(xí)材料，繼而形成有意義的建構(gòu)?？梢姡m當(dāng)?shù)那榫呈墙?gòu)有意義知識(shí)的先決條件，然而傳統(tǒng)的教學(xué)方式恰恰缺少這一點(diǎn)。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生完全可以根據(jù)自身的興趣和經(jīng)驗(yàn)，利用工具構(gòu)建虛擬環(huán)境?；蛘呤窃诩闯傻奶摂M環(huán)境中，通過進(jìn)一步探索的方式構(gòu)建知識(shí)。這種在一定情境中自主構(gòu)建的學(xué)習(xí)方式，不僅有利于知識(shí)的學(xué)習(xí)和創(chuàng)建，還有助于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，培養(yǎng)學(xué)生知識(shí)遷移的能力，特別是中小學(xué)生具有極強(qiáng)的可塑性。在這個(gè)虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者根據(jù)自身與物體之間的交互，對(duì)交互所得信息進(jìn)行邏輯推理和聯(lián)想加工，通過對(duì)現(xiàn)實(shí)生活中不存在的事物進(jìn)行想象和思考，并在提高感性和理性認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，使概念得到進(jìn)一步深化，進(jìn)而引發(fā)新的聯(lián)想。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)非常靈活，只受想象力的限制。事實(shí)上，虛擬環(huán)境本身就是設(shè)計(jì)者想象的，既可能是真實(shí)世界的再現(xiàn)，也可能是自身想象的結(jié)果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的構(gòu)想性特點(diǎn)可以促進(jìn)學(xué)習(xí)者創(chuàng)造性思維的發(fā)展和在創(chuàng)造性活動(dòng)中的表現(xiàn)。

四、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)課堂應(yīng)用中教師角色的轉(zhuǎn)向

一方面，基于現(xiàn)實(shí)的需要，教師角色亟待轉(zhuǎn)向。通過上文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂的分析，可以看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂與傳統(tǒng)課堂存在明顯差異。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂，提供逼真的虛擬教學(xué)情境、非線性的教學(xué)模式以及生動(dòng)的三維立體教學(xué)資源。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)課堂應(yīng)用的不斷擴(kuò)大，教師的角色亟待轉(zhuǎn)向。另一方面，不論是傳統(tǒng)課堂，還是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂，教師在整個(gè)教學(xué)活動(dòng)中都占據(jù)重要地位。因此，教師角色的轉(zhuǎn)變對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中小學(xué)課堂中充分發(fā)揮作用具有重要影響。

1.由傳統(tǒng)講授者轉(zhuǎn)向?qū)＜倚蛯W(xué)習(xí)者

在傳統(tǒng)課堂中，知識(shí)是“固態(tài)”的，是自上而下的，教師采用固有的教學(xué)模式將知識(shí)傳授給學(xué)生。在這樣的情況下，教師扮演的角色是知識(shí)的講授者。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的課堂中，不論是技術(shù)應(yīng)用層面上還是教學(xué)技巧上，都對(duì)教師提出新的要求。教師除了做知識(shí)的傳授者，還需要做一個(gè)專家型的學(xué)習(xí)者。專家型學(xué)習(xí)者與一般學(xué)習(xí)者不同，他需要有更敏銳的目光，更理性的思考以及更強(qiáng)的實(shí)踐能力。教師唯有做一個(gè)專家型學(xué)習(xí)者，才能在認(rèn)識(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)這一充滿潛力的新型技術(shù)時(shí)，做到不急于評(píng)估，也不要急于將其與原有的知識(shí)直接結(jié)合（即同化），而是能充分體驗(yàn)和理解，就新知識(shí)本身的組織來形成新的結(jié)構(gòu)，才能在面對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)深入課堂時(shí)，不斷更新自身專業(yè)知識(shí)，掌握運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的技巧，及時(shí)轉(zhuǎn)變觀念態(tài)度。就如蘇伯格所說：“教師們努力去感受技術(shù)，領(lǐng)會(huì)到如何激活技術(shù)，將他們的‘聲音’在技術(shù)上表現(xiàn)出來”[4]。做一個(gè)具有開放心態(tài)的專家型學(xué)習(xí)者，推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育的深度融合。

2.由課堂掌控者轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)導(dǎo)航者

在以教師和教材為中心的傳統(tǒng)課堂上，課堂重點(diǎn)通過板書、提問和強(qiáng)調(diào)等方式呈現(xiàn)，學(xué)生的思維完全被教師牽引，教師是整個(gè)課堂的掌控者。而在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂，由于VR設(shè)備的獨(dú)特性，學(xué)生處于一種半脫離教師掌控的狀態(tài)，學(xué)生能更加主動(dòng)積極的思考。在這種情況下，教師已經(jīng)不適合繼續(xù)充當(dāng)課堂掌控者的角色，此時(shí)更應(yīng)該扮演導(dǎo)航者的角色。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生提供了一個(gè)親自參與、主動(dòng)思考的環(huán)境，并為學(xué)生創(chuàng)造了可經(jīng)歷實(shí)踐與創(chuàng)新的過程。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂，教師應(yīng)放棄嚴(yán)格的控制，做一個(gè)具有適應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下課堂能力的導(dǎo)航者。

3.由實(shí)施者轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)者

傳統(tǒng)課堂上，教師是一個(gè)教育實(shí)施者，而且大多是缺乏自主性的教育實(shí)施者。教什么，怎么教都不是由教師說了算，教師也很少主動(dòng)參與進(jìn)去。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育，強(qiáng)調(diào)教師作為設(shè)計(jì)者參與其中。一方面，在VR產(chǎn)品設(shè)計(jì)上，給予教師更多的自主權(quán)。教師最了解學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的“痛點(diǎn)”，因此，需要教師參與適當(dāng)?shù)南到y(tǒng)內(nèi)容設(shè)計(jì)，精心選擇學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。教師需要選擇能提供特定學(xué)習(xí)體驗(yàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品，為學(xué)生設(shè)計(jì)有利于學(xué)習(xí)的獨(dú)特體驗(yàn)。在設(shè)計(jì)過程中可向其他較早運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的商業(yè)、娛樂等領(lǐng)域借鑒，根據(jù)不同用戶特性，提供多重感知視角，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。另一方面，教師需要綜合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用下課堂的教學(xué)需求和學(xué)生發(fā)展需要，進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)。為了能給學(xué)生提供獨(dú)一無二的個(gè)性化體驗(yàn)，教師需積極探索虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下有效的教學(xué)策略和原則。

4.由“教書匠”轉(zhuǎn)向研究者

隨著時(shí)代的發(fā)展以及現(xiàn)實(shí)的需要，教師的任務(wù)不僅僅是作為一名“教書匠”完成教學(xué)即可，還需要將教學(xué)與研究融為一體。教師作為站在教育事業(yè)第一線的人，將教育實(shí)踐過程中的靈感和體悟，轉(zhuǎn)化為理論知識(shí)指導(dǎo)實(shí)踐，這不僅是提高教師自身水平的需要，更是推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育深入融合的要求。教師應(yīng)積極參與到教育科研活動(dòng)中，深入研究虛擬現(xiàn)實(shí)與教育深入融合過程中出現(xiàn)在技術(shù)、情感、倫理等方面的問題。教師需將教學(xué)與科研相結(jié)合，改進(jìn)教學(xué)方法，使教學(xué)活動(dòng)更具有創(chuàng)造性，使虛擬現(xiàn)實(shí)教育潛力得到充分發(fā)揮。

五、結(jié)論

在教育領(lǐng)域，繼多媒體與計(jì)算機(jī)教學(xué)之后，人們的學(xué)習(xí)方式將被虛擬現(xiàn)實(shí)重新改造，這必將推動(dòng)整個(gè)教育領(lǐng)域的重大變革。教師是影響虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育潛力發(fā)揮的決定性因素之一。因此，本文在介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下的課堂特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特點(diǎn)，從情境理論、建構(gòu)理論以及具身理論角度對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于中小學(xué)課堂的重要作用進(jìn)行分析。最后提出教師角色應(yīng)有以下變化：由傳統(tǒng)講授者轉(zhuǎn)向?qū)＜倚蛯W(xué)習(xí)者，由課堂掌控者轉(zhuǎn)向?qū)W習(xí)導(dǎo)航者，由實(shí)施者轉(zhuǎn)向設(shè)計(jì)者，由“教書匠”轉(zhuǎn)向研究者。