基于虛擬技術(shù)的沉浸式教學(xué)研究

花瑞潔 桑影影 哈爾濱石油學(xué)院

一、基于虛擬技術(shù)的沉浸式教學(xué)理念

基于虛擬技術(shù)的沉浸式教學(xué)理念是沉浸式傳播理論的延伸和運(yùn)用。李沁在《沉浸傳播——第三媒介時(shí)代的傳播范式》中總結(jié)：“沉浸傳播是一種全新的信息傳播方式，它是以人為中心、以連接了所有媒介形態(tài)的人類大環(huán)境為媒介而實(shí)現(xiàn)的無時(shí)不在、無處不在的傳播。”

基于虛擬技術(shù)的沉浸式教育創(chuàng)新最大的特征是改變了教與學(xué)的地位與關(guān)系，它能更好地為學(xué)生構(gòu)建學(xué)習(xí)的平臺(tái)和環(huán)境，特別是VR虛擬現(xiàn)實(shí)技和AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展，更好地豐富了教學(xué)情境的呈現(xiàn)效果，加強(qiáng)了交互感知，給學(xué)生提供了沉浸式教學(xué)的體驗(yàn)，從而激發(fā)了學(xué)生主動(dòng)探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的過程，使學(xué)生的學(xué)習(xí)充滿了創(chuàng)造性和想象力。它改變了傳統(tǒng)的教學(xué)理念，是以知識(shí)生產(chǎn)、知識(shí)創(chuàng)新為核心的一種更高級(jí)的教學(xué)途徑。

(一)以學(xué)生為服務(wù)主體

沉浸式教學(xué)是一種“以學(xué)生為中心”的教學(xué)模式，不再是“教師講，學(xué)生聽”的灌輸式、填鴨式的教學(xué)，而是通過沉浸式虛擬技術(shù)將知識(shí)和信息構(gòu)建成更豐富更逼真的具體情境，強(qiáng)調(diào)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的完全沉浸和主動(dòng)行為。沉浸式教學(xué)關(guān)心學(xué)生的生理和心理體驗(yàn)，讓學(xué)習(xí)變成一種快樂的事情，學(xué)生通過和媒介的主動(dòng)接觸，進(jìn)入深度學(xué)習(xí)，使學(xué)生在潛移默化中獲得教育，是一種更有效更友好的教學(xué)手段。

(二)虛擬與現(xiàn)實(shí)的交互學(xué)習(xí)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以通過計(jì)算機(jī)創(chuàng)建和模擬一種三維交互的虛擬環(huán)境，使受眾沉浸其中，獲取信息，進(jìn)行互動(dòng)，從而獲得動(dòng)態(tài)實(shí)景的交互體驗(yàn)。特別是運(yùn)用在實(shí)踐技能的學(xué)習(xí)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以提供很好地互動(dòng)環(huán)境。媒介是溝通虛擬與現(xiàn)實(shí)的橋梁，學(xué)生在虛擬環(huán)境中可調(diào)動(dòng)視覺、聽覺、觸覺去感受世界，模擬人體的運(yùn)動(dòng)知覺，并進(jìn)行操控和反饋，真正參與到教學(xué)實(shí)踐中來。更有利于激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造性。

(三)媒介融合的泛在學(xué)習(xí)

在沉浸教學(xué)所在的“第三媒介時(shí)代”強(qiáng)調(diào)信息和知識(shí)的無時(shí)不在，無處不在。互聯(lián)網(wǎng)信息化高度發(fā)展的今天，傳統(tǒng)課堂的知識(shí)傳輸已不能滿足現(xiàn)代化的教學(xué)，我們可以隨時(shí)隨地獲得海量的教學(xué)資源。沉浸式教學(xué)最理想的狀態(tài)是構(gòu)建“沉浸生態(tài)系統(tǒng)”，完成“深度徹底的媒介融合”，從而使學(xué)習(xí)再無邊界，實(shí)現(xiàn)真正的泛在學(xué)習(xí)。

(四)真正的創(chuàng)新教育

這是個(gè)“弟子不必不如師”的時(shí)代，多元的信息渠道已經(jīng)為學(xué)生創(chuàng)造了龐雜的知識(shí)積累。在沉浸教學(xué)中，傳道者和受業(yè)者的身份并不固定，學(xué)生在交互泛在學(xué)習(xí)的過程中，既是知識(shí)的獲得者，也是知識(shí)的生產(chǎn)者。教師作為引導(dǎo)者和輔助者，和學(xué)生共同構(gòu)建知識(shí)和體系。

二、虛擬技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

互聯(lián)網(wǎng)虛擬技術(shù)在不同領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，大數(shù)據(jù)、云平臺(tái)、虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、人工智能等虛擬技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用也展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(一)VR 技術(shù)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

谷歌在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的開發(fā)上一直走在世界的前列，Google Expeditions的虛擬現(xiàn)實(shí)教育計(jì)劃，通過技術(shù)手段創(chuàng)建虛擬情境，可以將學(xué)生送到地球上任何地方去探險(xiǎn)，甚至可以登陸航天飛船環(huán)游月球。

還有基于沉浸式語言學(xué)習(xí)的相關(guān)應(yīng)用，同樣可以通過VR技術(shù)創(chuàng)建原生語言環(huán)境，使學(xué)習(xí)者可以與世界各地的人聯(lián)系，在虛擬世界中和他人互動(dòng)提高語言技能。

針對(duì)技能培訓(xùn)的VR 實(shí)驗(yàn)室，可以讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行模擬操作，直接的視聽體驗(yàn)有助于學(xué)習(xí)者更投入到學(xué)習(xí)情境中，游戲化的操控和設(shè)計(jì)也能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)也避免了在現(xiàn)實(shí)的不可知環(huán)境中遇到危險(xiǎn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)在藝術(shù)設(shè)計(jì)和建筑漫游等領(lǐng)域也有很大優(yōu)勢(shì)。學(xué)生可使用VR來構(gòu)建建筑3D模型，然后虛擬地訪問它們。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)可以很好地激發(fā)學(xué)生的想象力和創(chuàng)造力，為藝術(shù)創(chuàng)造提供無限的可能性。

(二)AR 技術(shù)在創(chuàng)新教育中的應(yīng)用

AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是VR虛擬現(xiàn)實(shí)的延伸，它將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體和真實(shí)世界的場(chǎng)景進(jìn)行無縫嵌入，產(chǎn)生一種特殊的可視化環(huán)境。學(xué)習(xí)者也可以通過穿戴特殊設(shè)備，如AR眼鏡、數(shù)據(jù)手套等與真實(shí)環(huán)境進(jìn)行人機(jī)交互。

美國(guó)華盛頓大學(xué)開發(fā)名為“Magic Book”的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，使傳統(tǒng)出版讀物的圖文描述轉(zhuǎn)變?yōu)槿S立體成像，開創(chuàng)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中應(yīng)用的初倪。

由谷歌支持的創(chuàng)業(yè)公司Niantic推出的AR地圖，利用其龐大的用戶群來幫助構(gòu)建大規(guī)模的超現(xiàn)實(shí)圖景，被認(rèn)為是幫助AR技術(shù)走向主流的一大推力。

三、總結(jié)

在我國(guó)，虛擬技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用也受到了國(guó)家信息部、文化部的高度重視，國(guó)家中長(zhǎng)期發(fā)展規(guī)劃也將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)列為國(guó)家重點(diǎn)發(fā)展的前沿項(xiàng)目之一。虛擬技術(shù)為沉浸式教學(xué)提供了更具個(gè)性化和體驗(yàn)感的教學(xué)，同時(shí)也構(gòu)建了更泛在、更交互的學(xué)習(xí)理念，也為培養(yǎng)創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)型人才提供了更多可能性。