沉浸式學習及其在職業(yè)教育數(shù)字化中的應用

龔思穎

（廣東財經(jīng)大學 中國 廣州 510320）

一、沉浸式學習是沉浸式技術在教育中的應用

科技創(chuàng)新引領世界教育變革，數(shù)字技術正以耳目一新的方式為全球教育工作者和學習者提供新的教學方式，對教育數(shù)字化產(chǎn)生了深遠的影響。在過去，數(shù)字技術在教育領域的應用主要體現(xiàn)在現(xiàn)在線上和線下資源的整合、多媒體工具在課堂的普及等。然而，隨著第四次科技革命的到來和第五代通訊技術（5G）的啟用，教育數(shù)字化即將迎來新的突破。以虛擬現(xiàn)實VR、增強現(xiàn)實AR、混合現(xiàn)實MR為代表的沉浸式技術通過構建虛實空間充分調(diào)動學習者視覺、聽覺、動覺，這或將成為5G時代背景下中國教育數(shù)字化的新景觀。例如，不少高等院校已建立自己的實驗室，包括哈佛大學、麻省理工學院、倫敦大學學院、清華大學、香港科技大學等，虛擬現(xiàn)實被其作為一種教學輔助手段探索特定的學科，如醫(yī)學、歷史、工程及其本身。

近年來，沉浸式技術在初等教育、中等教育、高等教育、職業(yè)培訓等不同的教育體系中得到了越來越廣泛的應用。例如，北京體育路小學于2016年7月5日在中國啟動了一個名為沉浸式教育的虛擬現(xiàn)實項目，學生能夠通過該項目體驗太空探索，并在虛擬世界中獲得與天文學相關的知識。這個應用程序不僅為學生提供了與同齡人分享想法的機會，還豐富了他們的文化生活。Bahcesehir大學建立了土耳其的第一個VR實驗室，VR和AR技術被其應用于科學、技術、工程和數(shù)學等科目的教學。此外，一些機構借助VR進行了特殊環(huán)境模擬，用于開展航空訓練和軍事實踐，基于AR技術的互動教學讀物MagicBook也開始面世。這些都說明了沉浸式技術是如何從根本上改變當代教育體系，為教學服務的。如今，移動通信技術的發(fā)展已經(jīng)達到前所未有的新高度，成為教育數(shù)字化的有力支撐。第五代通信技術（5G）在大幅度提高網(wǎng)速的基礎上，將網(wǎng)絡時延從100m/s降低到1m/s，能夠滿足高達1000億學習者的網(wǎng)絡連接，這無疑將進一步地推動人與人、人與物、物與物的聯(lián)系，成就沉浸式技術的在教育領域的多場景應用。歐洲專利局的數(shù)據(jù)表明：與“智能連接對象”相關的專利申請數(shù)量在過去三年增長了54%，可以預見以沉浸式技術為基礎的智能教育應用將在5G時代出現(xiàn)井噴。2019年《地平線報告》（高等教育版）指出MR對VR和AR進行了創(chuàng)新融合發(fā)展，其獨特的交互體驗和視覺感受將為學習者構建知識提供顯著支持。

二、沉浸式學習的定義與應用價值

（一）沉浸式學習的定義

本文認為廣義的沉浸式學習是指以近眼顯示、渲染處理、感知交互、網(wǎng)絡傳輸?shù)葹榈讓蛹夹g的學習模式。學習者在心理上認為自己處于沉浸式虛擬環(huán)境中，其實現(xiàn)由軟、硬件和應用三方面共同促進，核心技術體現(xiàn)在智能交互理解和虛實融合渲染。其中，跟蹤和配準技術是當前的主要熱點，對語義的理解則是未來的重點方向。狹義的沉浸式學習指的是基于沉浸式技術將書中的抽象概念與虛擬情境聯(lián)系起來，讓學習者在虛實相生的多感官互動環(huán)境中進行信息加工和處理的一種學習模式。例如，結合某地歷史、環(huán)境、文化、藝術等特點創(chuàng)設虛擬教學情境，激發(fā)其好奇心，讓學習者參加模擬考察、進行自然遺址開發(fā)等活動，沉浸在對當?shù)氐臍v史文化景觀的探索中。

（二）沉浸式學習在職業(yè)教育數(shù)字化中的應用價值

1.沉浸式學習在理論教育中的應用價值

理論教育是職業(yè)教育的基石，沉浸式學習的數(shù)字敘事方式為職業(yè)教育的理論教育數(shù)字化提供了新的有效途徑。沉浸式學習利用數(shù)字媒介的交互特性展開敘事、傳播知識，打破了印刷、影視等傳統(tǒng)媒介的線性敘事方式。在沉浸式學習中，學習者不但可以接受內(nèi)容創(chuàng)作者的敘事文本，還可以完全從自己的意愿出發(fā)對文本作出反饋，通過自身參與對原文本進行改寫形成新的敘事，這意味著敘事不會以預定的方式展開。其次，多個學習者之間的即時互動，將信息的單向傳播轉為多向交流，形成新的動態(tài)變化。學習者不僅可以并發(fā)交互行為，移動、設計、創(chuàng)造場景中的物體，還可以通過肢體語言、符號語言進行溝通，這使得敘事情境和信息傳播方式發(fā)生質的改變。再次，沉浸式學習幫助學習者以一種更加立體的方式感知世界和認識自己。一切知識都是從感官開始的，與其他觸動人類聽覺、視覺的媒介相比，沉浸式學習的特別之處在于它使空間成為教學媒介的重要組成部分，成為開展數(shù)字敘事的手段之一。

2.沉浸式學習在實踐教育中的應用價值

培養(yǎng)實踐能力是職業(yè)教育的出發(fā)點和落腳點，是職業(yè)教育的重中之重，而沉浸式學習對實踐教育具有明顯的推動作用，開拓了實踐教育數(shù)字化的全新途徑。首先，從建構主義的視角來看。學習者所接觸到的環(huán)境和活動對其知識體系的構建會產(chǎn)生重要影響。沉浸式學習中的情境創(chuàng)設能夠有效地幫助學習者在不同的情境中獲得新的經(jīng)驗和理解，并提升其環(huán)境適應能力和解決復雜問題的能力。其次，從信息加工的視角來看。情境模擬在職業(yè)教育應用上的價值主要體現(xiàn)在它為學習者提供了在復雜系統(tǒng)中控制和操作大量相關變量的機會，進而更好地理解具體行動如何影響結果。而以情境模擬為基本特征的沉浸式學習便是以這樣的方式讓教與學的關系發(fā)生了轉變。再次，從視聽教學的視角來看沉浸式學習中的交互式媒介通過有聲語言、肢體語言、空間語言等多種手段傳遞信息，這使得學習者對經(jīng)驗的感知度和對知識的理解度大大提升。

三、沉浸式學習在職業(yè)教育數(shù)字化中的應用途徑

根據(jù)職業(yè)教育學習者的介入程度，可以將沉浸式學習的應用途徑分為三個層次：體驗、模擬實踐、遠程指導。

（一）體驗是最基礎的層次

沉浸式學習不僅提供了對知識本質進行探究的“擬真”條件和資源，而且其體感交互技術使學習者能夠直接運用肢體語言、語音等與計算機等相關設備進行非接觸式交互，最大限度地滿足學習者通過觀摩和體驗獲取間接經(jīng)驗的需要。例如，基于VR技術的建筑工程安全生產(chǎn)培訓能讓學習者進入高空墜落、腳手架傾斜、氣瓶爆炸、隧道坍塌、工地著火等虛擬場景，在事故“現(xiàn)場”直接觀摩學習緊急情況下的應對措施，不僅強化對事故處理的認知，而且提升對安全生產(chǎn)的敬重之心和對危險事故的防范之心。

（二）第二個層次是模擬實踐

與理論教育不同，職業(yè)教育學習者在這一階段需要由知識的被動接受者轉變?yōu)樾畔⒓庸さ闹黧w和知識價值的主動建構者。沉浸式學習中的探究工具和實踐場景對學習者的職業(yè)角色轉變提供了有力支持，學習者可以根據(jù)自身需要參與到建筑工程、機電維修、農(nóng)林栽培、外科手術等職業(yè)技能的培訓中，在實踐中掌握工作的基本技能和實操的運作規(guī)范，為以后走向社會打下基礎。例如，VR技術讓汽車發(fā)動機的內(nèi)部結構及其零部件可以被360°展現(xiàn)，學習者借助頭顯設備和手柄實現(xiàn)放大、縮小、拖拽等交互動作，通過反復練習掌握汽車拆卸技能。

（三）第三個層次是遠程指導

其主要目的是通過遠程協(xié)作幫助學習者解決真實工作場景中遇到的問題。以MR為代表的沉浸式技術能夠將真實的物體虛擬化，然后將其疊加到真實的空間當中，通過遠程技術實現(xiàn)跨時空的實時指導，指導內(nèi)容例如市政電力水管系統(tǒng)的維護，汽車等交通工具的維修、醫(yī)療手術等。由于沉浸式學習采用的是虛擬訓練，它不僅可以幫助學習者規(guī)避現(xiàn)實環(huán)境中爆炸、輻射等危險，還免去了采購復雜設備所帶來的高額成本，可見其應用途徑廣泛。

四、沉浸式學習在職業(yè)教育中的應用前景及建議

（一）沉浸式學習的應用前景

1.沉浸式學習將成為職業(yè)教育普適性最強的教學模式

沉浸式學習將在云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等數(shù)字技術的驅動下逐步朝著普適化、社交化、共享化、智能化的方向發(fā)展，為職業(yè)教育的未來賦予廣闊的空間。5G的高速度、高容量、低延時、低功耗以及邊緣計算與網(wǎng)絡切片能夠有效解決教室光纖覆蓋周期長、無法靈活開課等問題，同時彌補遠程直播卡頓等不足，這讓沉浸式學習在不同階段與職業(yè)教育進行不同維度和深度的融合，使之有機會成為職業(yè)教育普適性最強的教學模式。

2.沉浸式學習將徹底打破虛擬空間與現(xiàn)實空間原有的界限

基于社會網(wǎng)絡的沉浸式學習將存在于虛實結合、多域融合的社交化混合空間，數(shù)字技術的協(xié)同發(fā)展將進一步驅動萬物的互聯(lián)互通，弱化地區(qū)、社群、年級之間的邊界和壁壘，加強學習者之間的聯(lián)系與協(xié)作。在虛擬空間里，各地的學習者將在同一時空面對面地遠程交流，互相學習、互相幫助，共同解決疑難問題。虛實結合的學習場景，將極大地提高學習者的參與熱情和積極性。

3.沉浸式學習將使技術共享和知識共享成為職業(yè)教育的重要理念

在技術共享層面，沉浸式學習的基本功能建立在開源技術之上，這意味著學習者可以自由地研究、運行和修改開源程序并重新分發(fā)修改后的程序副本，將其集成到更大的項目中或直接衍生出新的程序?！伴_源方式”意味著表達出分享的意愿，在職業(yè)教育中推動沉浸式技術應用創(chuàng)新的同時，不斷豐富沉浸式學習的應用場景和方式，促進技術共享。在知識共享層面，用戶生產(chǎn)內(nèi)容UGC（User-GeneratedContent）將在數(shù)字技術的驅動下成為常態(tài)和主流，學習者作為用戶，其知識、信息、創(chuàng)造力等無形資產(chǎn)將在沉浸式學習的空間中被自由交換和共享，無疑加速了“知識共享生態(tài)圈”的構建。可見，技術共享和知識共享將成為職業(yè)教育的重要理念。

4.沉浸式學習促進職業(yè)教育數(shù)字化和人工智能化

沉浸式學習的智能技術可以使學習者的學習困惑得到敏捷反饋和即時解答，其學習效果則可以得到精準測量和多維評估。人工智能系統(tǒng)根據(jù)學習者的學習記錄進行“個性化診斷”，對學習內(nèi)容進行“個性化推薦”，實現(xiàn)諸如“補短板”、“強優(yōu)勢”的目標，有針對性地幫助學習者挖掘潛能、發(fā)揮所長，從而實現(xiàn)職業(yè)教育數(shù)字化和人工智能化。

（二）在職業(yè)教育中應用沉浸式學習的建議

1.應用沉浸式學習要力避游戲化

沉浸式學習的互動屬性是對當代社會泛娛樂化趨勢的友好迎合，趣味性或將成為未來沉浸式學習的特點之一?；谟螒蚶砟畹某两綄W習讓學習者在角色扮演中通過任務執(zhí)行、陷阱規(guī)避、博弈與合作、移情與投射、激勵與懲罰、假設與驗證等過程構建認知、積累經(jīng)驗，游戲化的思維和精神在增強學習趣味、提高學習動機方面體現(xiàn)出獨特的價值。教育結合游戲可以豐富學習體驗、增強學習動機，但沉浸式學習在職業(yè)教育數(shù)字化中的應用仍需著眼于業(yè)務實操技能的提升，在職業(yè)教育與游戲的融合中，游戲屬性應盡可能被弱化。職業(yè)教育的根本目的在于通過專業(yè)的職業(yè)知識、技能和職業(yè)道德教育培養(yǎng)一線所需的職業(yè)技術人才，而游戲的根本目的則是通過游戲規(guī)則和價值體系的建立創(chuàng)造并滿足參與者在游戲里的追求。熟悉一門專業(yè)知識是職業(yè)技術人才的立身之本，掌握一項專業(yè)技能是職業(yè)技術人才的成才之基，檢驗其學習成果的核心指標在于業(yè)務實操能力。因此，盡管游戲理念能夠為沉浸式學習帶來價值，但沉浸式學習的內(nèi)容設計需要與企業(yè)對職業(yè)技術人才的要求保持一致，通過沉浸式學習將工作任務和過程轉化為職業(yè)教育的課程及學習內(nèi)容，力避學習過程游戲化。

2.充分發(fā)揮沉浸式學習的遠程指導作用

沉浸式學習的遠程指導技術日臻完善，其在工作場合的應用價值已逐漸凸顯。沉浸式學習中的遠程指導能夠協(xié)助學習者處理工作中遇到的復雜問題，成為職業(yè)教育課堂的延伸，職業(yè)院校和職業(yè)教育機構一定要高度重視和充分發(fā)揮沉浸式學習的遠程指導作用。職業(yè)教育是學習者從校園走向職場的橋梁，學習者通過職業(yè)教育完成從依賴性向獨立性的轉變，在為個人謀生做準備的同時也在為服務社會做準備。沉浸式學習中的遠程指導為學習者提供了一個集遠程學習、在線溝通于一體的平臺，創(chuàng)造了與行業(yè)專家互動交流的機會，有利于加強職業(yè)院校與行業(yè)界的聯(lián)系，彌補實操經(jīng)驗豐富的行業(yè)專家的不足，優(yōu)化職業(yè)教育流程，強化職業(yè)教育效果。職業(yè)教育學習者在遇到疑難問題時可以通過遠程指導及時解惑并得到具體的幫助，還可在虛擬空間接受“實操”指導和訓練。職業(yè)院校通過遠程指導，可以得到行業(yè)專家和校外專家的寶貴意見和建議以利改進教學和實習，甚至還可以節(jié)省職業(yè)院校在實驗和實習上的巨額投資。