運(yùn)用VR技術(shù)進(jìn)行探究式教學(xué)

摘 要：近幾年新興教學(xué)模式層出不窮，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育模式，學(xué)生可與虛擬對象進(jìn)行互動，獲得在真實(shí)世界中無法親身經(jīng)歷的體驗(yàn)，以達(dá)到寓教于樂的效果。目前，全國各地的中小學(xué)、科技館、博物館、美術(shù)館紛紛引入VR技術(shù)，增添的科技元素，更有利于知識的滲透，滿足學(xué)生們多元化的科普需求。這篇文章對VR的教學(xué)環(huán)境、定義以及VR用于教育的優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了分析。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);VR;教育研究;互聯(lián)網(wǎng)

一、概述

近幾年新興的教育方式絡(luò)繹不絕，VR教育成為了人們討論的熱點(diǎn)，教育的發(fā)展模式從傳統(tǒng)教學(xué)（五段教學(xué)法：組織教學(xué)、復(fù)習(xí)舊課、講解新課、鞏固新課、布置作業(yè)）到視聽教學(xué)（運(yùn)用多種媒體，充分發(fā)揮視聽器官的功能有目的地傳遞教育信息以實(shí)現(xiàn)優(yōu)化教育），再到多媒體教學(xué)、實(shí)驗(yàn)操作教學(xué)（運(yùn)用多種媒體的同時(shí)借助預(yù)先制作的多媒體教學(xué)軟件開展教學(xué)活動），新孕育的VR技術(shù)正在滲入到教育領(lǐng)域。自2016年VR元年到現(xiàn)在，從VR早教到VR人才培訓(xùn)，VR教育行業(yè)網(wǎng)站到VR教室產(chǎn)品的研發(fā)，眾多VR產(chǎn)品涌入大眾視野。查閱資料可知在VR教育領(lǐng)域發(fā)展較為領(lǐng)先，且產(chǎn)業(yè)鏈方向發(fā)展做的較好的有以下幾家公司：

攜手暴風(fēng)魔鏡發(fā)布全國首個(gè)VR人才培養(yǎng)高等教育解決方案及VR課程制作標(biāo)準(zhǔn);

可以看出國內(nèi)VR教育主要投入在虛擬現(xiàn)實(shí)教育的學(xué)習(xí)資源、虛擬現(xiàn)實(shí)理念研究和虛擬校園仿真環(huán)境的構(gòu)建。[1]那么如何VR是如何運(yùn)用于教育中的呢？用VR進(jìn)行學(xué)習(xí)的優(yōu)勢是什么？VR的發(fā)展前景在哪里？

二、VR的概念

到目前為止，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）在學(xué)術(shù)界還沒有一個(gè)統(tǒng)一的概念，經(jīng)過文獻(xiàn)收集筆者找到三種觀點(diǎn)，我們選取其中一種符合本篇文章立意的觀點(diǎn)進(jìn)行描述。從數(shù)字環(huán)境視角來看，趙沁平認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)是在一定范圍與真實(shí)環(huán)境下在視、聽、觸感等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境中，用戶借助一定的裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進(jìn)行交互，從而產(chǎn)生對應(yīng)真實(shí)環(huán)境的直觀感受和體驗(yàn)。[2]

我們知道，在教育領(lǐng)域里，VR能做的就是成為讓知識變成體驗(yàn)的一種“工具”，這和VR自身的特征密切相關(guān)。Burdea G和Philippe Coiffet在1994年提出了想象性（Imagination）、交互性（Interaction）和沉浸性（Immersion）等三個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的基本特征。[3]想象性是指虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以呈現(xiàn)更為立體的世界，消除時(shí)間與空間對人造成的認(rèn)知阻斷，為學(xué)生提供生動、逼真的環(huán)境。交互性是指在機(jī)器構(gòu)建的虛擬環(huán)境中，我們利用諸如VR眼鏡VR教室等電子設(shè)備與虛擬世界進(jìn)行對話交流，給人一種處于真實(shí)世界的錯覺。沉浸性同樣利用計(jì)算機(jī)建立多維圖像，我們處于建立的虛擬環(huán)境中，就像在真實(shí)世界中一樣，感觀觸感均給人真實(shí)的感覺，不禁疑惑是現(xiàn)實(shí)世界還是虛擬世界。再加上興趣的激發(fā)和穿戴設(shè)備的限制讓他們注意力高度集中，學(xué)習(xí)效率也會提高。

綜上可知，VR不需要你去研究探索，它需要你身臨其境的感知，身體細(xì)胞具有記憶功能，你體驗(yàn)過后的時(shí)間里，再次體驗(yàn)，身體機(jī)能會告訴你，這個(gè)我做過！因?yàn)?，人類的空間記憶能力是天生的，你主觀的覺得你沒有記住，但是潛意識里，它已經(jīng)給你留下了印記！

三、VR環(huán)境研究

建構(gòu)主義理論認(rèn)為知識不是通過教師教授獲得的，而是學(xué)習(xí)者在與現(xiàn)實(shí)生活或真實(shí)情境相似的情境下去主動的建構(gòu)知識，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)習(xí)者建構(gòu)了全新的學(xué)習(xí)環(huán)境。[4]在虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境的支持下教育思想、教學(xué)案例、學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)方法都植入其中，師生通過虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備和平臺在學(xué)習(xí)環(huán)境中交互，進(jìn)而構(gòu)成教與學(xué)的過程，學(xué)生自然而然的沉浸于學(xué)習(xí)中。

VR教學(xué)課堂適合難以理解的知識點(diǎn)的講解。比如：星際運(yùn)動、黑洞理論、人體機(jī)能等;運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，采用視頻、小活動制作、教具展示的方法，可以讓我們更好的理解抽象概念這。通過VR教學(xué)，我們的研究可以從地球表面開拓出去，研究外太空、太陽系、宇宙等，也可以研究分子、夸克、核聚變等，小到分子、原子之間的反應(yīng)，大到行星、星系的運(yùn)動，慢到萬物生長的過程，快到威力碰撞的瞬間，都可以實(shí)現(xiàn)。

VR技術(shù)還有一個(gè)好處是教具可以循環(huán)使用，減少資源浪費(fèi)，讓降低資源成本;以及在實(shí)驗(yàn)室常有實(shí)驗(yàn)安全性的要求，在虛擬環(huán)境中，這一點(diǎn)困惑可以從源頭得到解決！

四、VR學(xué)習(xí)面臨的挑戰(zhàn)及其自身的缺點(diǎn)

VR的便利之處毋庸置疑，但是事事都有雙刃劍，“VR+教育”要發(fā)展的更加長遠(yuǎn)，仍有三個(gè)困難需要解決：類似于暈車一樣，佩戴VR硬件會產(chǎn)生眩暈、重影、仿真度太低的問題，其帶來的不舒適感影響體驗(yàn);當(dāng)前存在的教育軟件多和游戲掛鉤，不符合教育本身的理念，提高展示內(nèi)容質(zhì)量的同時(shí)減小資源成本也需注意;我們目前存在的VR操作系統(tǒng)不完善、不成熟、不成套、無法做到全國推廣，需要更加優(yōu)秀的團(tuán)隊(duì)開發(fā)出適用的操作軟件。

五、總結(jié)與展望

提到VR教育，現(xiàn)在的需求很大，且主要通過機(jī)構(gòu)來切入，比如學(xué)校、培訓(xùn)班甚至公司。學(xué)校實(shí)驗(yàn)室可以做到部分內(nèi)容體驗(yàn)，大量的VR方案剛性需要，供不應(yīng)求;培訓(xùn)機(jī)構(gòu)在涉及到操控、設(shè)計(jì)和畫圖方面的需求量也非常大;公司多利用VR方法培訓(xùn)員工。未來有關(guān)教學(xué)方面的內(nèi)容，會介入到互聯(lián)網(wǎng)中，當(dāng)每個(gè)人的家里都有一臺可以聯(lián)網(wǎng)的VR頭盔，那么他想去哈佛上課就可以通過VR設(shè)備身臨其境。所以單從體驗(yàn)的角度來看，未來VR對教育行業(yè)是顛覆性的，但是我們也要正視一個(gè)事實(shí)，現(xiàn)實(shí)和科技是有距離的，繼續(xù)在VR教育的體驗(yàn)、性價(jià)比、獲得知識的多維度性上更全面的發(fā)展，有利于推動互聯(lián)網(wǎng)在教育領(lǐng)域的技術(shù)革命更加成熟。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃奕宇.虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）教育應(yīng)用研究綜述[J].中國教育信息化，2018（01）：11-16.

[2]趙沁平.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)[J].信息科學(xué)，2009（1）：2-46.

[3]Burdea G，Coiffet P.Virtual reality technology，second edition[M].New York：John Wiley & Sons，2003：3-4.

[4]王永鋒，何克抗.建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境的國際前沿研究述評[J].中國電化教育，2010（3）：8-15.

作者簡介：楊雪，浙江大學(xué)教育學(xué)院碩士，研究方向：基于學(xué)校和場館的科學(xué)與技術(shù)教育。