VR+，沉浸式體驗(yàn)構(gòu)建歷史時(shí)空的應(yīng)用探究

顏秀玉 劉丹鳳

摘 要：本文主要論述了VR的概念、VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用、VR對(duì)構(gòu)建歷史時(shí)空的價(jià)值及VR應(yīng)用于歷史教學(xué)，其創(chuàng)造的打破時(shí)間界限的虛擬空間有助于構(gòu)建學(xué)生的歷史時(shí)空觀，沉浸式體驗(yàn)?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。但VR的應(yīng)用現(xiàn)階段還不廣泛且仍存在一些需要改進(jìn)的問題。

關(guān)鍵詞：VR;沉浸式體驗(yàn);構(gòu)建歷史時(shí)空觀

“參觀路線由我來(lái)決定，想看什么就看什么，房?jī)?nèi)的家具跟真的一樣，太過癮了！”“動(dòng)手一拉，墻上的《平安春信圖》就擺在眼前，還可以點(diǎn)擊按鈕參加互動(dòng)，好長(zhǎng)見識(shí)！”這是學(xué)生利用VR技術(shù)體驗(yàn)了《V故宮》之后興奮的分享。VR技術(shù)創(chuàng)設(shè)出的高度仿真的虛擬世界，讓體驗(yàn)者沉浸其中，從視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺等都有穿越時(shí)空、身臨其境的感受。

一、什么是VR

VR（Virtual Reality）即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，又稱靈境技術(shù)。它是指綜合利用計(jì)算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)等，在電子計(jì)算機(jī)上生成的模擬虛擬環(huán)境、給人提供沉浸式體驗(yàn)感的技術(shù)。它不僅具有超強(qiáng)的仿真系統(tǒng)，體驗(yàn)者還可以隨意操作并得到環(huán)境最真實(shí)的反饋，真正實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互。 [1]

二、VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

VR一出現(xiàn)，很快就應(yīng)用于教育領(lǐng)域。

2016年5月12日，美國(guó)圣澤維爾學(xué)校850名學(xué)生通過VR技術(shù)學(xué)習(xí)了關(guān)于太陽(yáng)系的知識(shí)，學(xué)生們搭上太空飛船探索了太陽(yáng)系每一個(gè)星球。課程結(jié)束后，學(xué)生們迫不及待地向朋友分享交流他們的經(jīng)歷，學(xué)生表示虛擬現(xiàn)實(shí)的體驗(yàn)讓他們感到教學(xué)非常有趣，也學(xué)到了很多知識(shí)。

VR技術(shù)的逐步成熟引發(fā)了國(guó)內(nèi)教育領(lǐng)域的巨大變革，國(guó)家高度重視教育信息化，推動(dòng)了VR教育形式落地。南昌二十七中、南師附小等多所學(xué)校建立的VR體驗(yàn)室已陸續(xù)投入使用。課堂上的VR，讓學(xué)生在虛擬世界中體驗(yàn)課堂知識(shí)的實(shí)景演繹、在虛擬平臺(tái)上動(dòng)手演示不同的實(shí)驗(yàn)。結(jié)果表明，學(xué)生非常喜歡這種沉浸感強(qiáng)、交互有序、內(nèi)容豐富的全新教學(xué)形式。

三、VR對(duì)構(gòu)建歷史時(shí)空的價(jià)值

“歷史學(xué)科是一門研究人類社會(huì)具體的和多樣性的過去之學(xué)科?！盵2]歷史學(xué)科的研究對(duì)象使它具有很強(qiáng)的時(shí)空性。掌握時(shí)空觀念是學(xué)生學(xué)習(xí)歷史的基本要求，也是歷史學(xué)科核心素養(yǎng)之一。初中《歷史課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年修訂版）要求學(xué)生要學(xué)會(huì)在具體的時(shí)空條件下對(duì)歷史事物進(jìn)行觀察和分析，形成歷史概念，并據(jù)此對(duì)史事作出合理解釋，進(jìn)而認(rèn)識(shí)歷史發(fā)展的時(shí)代特征和基本趨勢(shì)。

歷史時(shí)空觀是進(jìn)行歷史思維活動(dòng)和歷史發(fā)展意識(shí)的基礎(chǔ)，只有將歷史人物和事件置于特定的時(shí)空框架中，才可能對(duì)史事有準(zhǔn)確的理解。由于歷史學(xué)科研究的對(duì)象對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)過于抽象，對(duì)著幾張歷史地圖、文物圖片和簡(jiǎn)單的文字描述，學(xué)生很難代入當(dāng)時(shí)的時(shí)空去感知?dú)v史、理解歷史人物的行為和歷史事件發(fā)生的必然，準(zhǔn)確地構(gòu)建歷史時(shí)空對(duì)初中學(xué)生來(lái)說(shuō)具有一定難度。VR技術(shù)可以通過現(xiàn)代信息手段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)動(dòng)態(tài)、全面、鮮活的歷史情境，直觀、立體地還原歷史的原貌、再現(xiàn)歷史發(fā)展的過程、延伸歷史時(shí)空的范圍，引領(lǐng)學(xué)生在高度仿真的情境中感知?dú)v史人物與歷史事件，大大提高了學(xué)生對(duì)歷史知識(shí)的接受能力，能夠幫助學(xué)生很好地構(gòu)建歷史時(shí)空。

四、應(yīng)用VR輔助歷史教學(xué)，構(gòu)建歷史時(shí)空

1975 年，美國(guó)心理學(xué)家 Mihaly Csikszentmihalyi 博士在研究中提出當(dāng)人們?nèi)硇某两谀撤N活動(dòng)中，就會(huì)忽略掉其他干擾，獲得最好的學(xué)習(xí)效果。[3] 傳統(tǒng)課堂教學(xué)是靜態(tài)的、普遍化的，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望，特別是解決如時(shí)空觀這樣的抽象問題時(shí)。VR創(chuàng)設(shè)的真實(shí)、互動(dòng)、情節(jié)化、個(gè)性化的沉浸式體驗(yàn)應(yīng)用于歷史教學(xué)，學(xué)生的感官和思維被充分調(diào)動(dòng)起來(lái)：觸手可及的歷史使時(shí)空變得清晰具體，真實(shí)有趣的體驗(yàn)使學(xué)習(xí)變得更高效。

（一）穿越時(shí)空，跟著張騫出使西域

實(shí)驗(yàn)心理學(xué)家通過大量的實(shí)驗(yàn)證明，人們一般能記住自己所閱讀信息的10%，所聽到信息的20%，所看到信息的30%，通過個(gè)人體驗(yàn)理解的信息的90%。在《絲綢之路》一課的教學(xué)中，在學(xué)習(xí)張騫出使西域的路線和對(duì)張騫鑿空精神的理解時(shí)，傳統(tǒng)的教學(xué)一般是教師出示張騫出使西域的路線圖、講解張騫出使西域所遇到的困難，或者播放張騫出使西域的影視剪輯。這條路線上的小國(guó)眾多、國(guó)名陌生難記，加上距今已有2000多年，抽象的時(shí)空讓學(xué)生很難對(duì)它形成深刻的記憶并站在當(dāng)時(shí)的歷史條件下理解張騫出使西域的意義。VR技術(shù)讓學(xué)生可以穿越時(shí)空，身臨其境地感受這段歷史。在VR體驗(yàn)室里，學(xué)生頭戴VR頭顯，視覺、聽覺被封閉起來(lái)后，完全沉浸在一個(gè)被立體投影畫面包圍的高級(jí)虛擬仿真環(huán)境中，在這個(gè)虛擬的環(huán)境中學(xué)生來(lái)到了漢武帝時(shí)期跟著張騫一起出使西域：在與匈奴人的沖突中體驗(yàn)和平的可貴;在被匈奴扣押十年中體驗(yàn)張騫的智慧與堅(jiān)持;徒步于變化莫測(cè)的沙漠體驗(yàn)行程的兇險(xiǎn);與西域各國(guó)人民交流理解了張騫出使西域的意義……學(xué)生不僅可以欣賞絲路沿途的風(fēng)光，還可以在虛擬環(huán)境中選擇自己感興趣的對(duì)象進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的觀察與互動(dòng)，從而開闊視野、增長(zhǎng)見識(shí)。高度仿真的時(shí)空環(huán)境、身臨其境的體驗(yàn)，不僅能讓體驗(yàn)者深刻記住絲綢之路的路線，也能夠站在當(dāng)時(shí)的歷史條件下更好地理解張騫出使西域的意義。VR運(yùn)用歷史教學(xué)，使學(xué)生從被動(dòng)接受教育者轉(zhuǎn)化為主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)者，身臨其境的沉浸式體驗(yàn)勝過傳統(tǒng)教學(xué)的千言萬(wàn)語(yǔ)，很好地幫助學(xué)生構(gòu)建了歷史時(shí)空。

（二）搭上“時(shí)光機(jī)”，游覽繁華長(zhǎng)安

在學(xué)習(xí)“盛唐氣象”一課時(shí)，很多學(xué)生對(duì)長(zhǎng)安城的城市布局及東西市的繁華很感興趣，特別是看過電視劇《長(zhǎng)安十二時(shí)辰》的學(xué)生更是希望能深入“坊”“市”，近距離感受唐朝的繁榮。教材里只有一張長(zhǎng)安城平面布局圖、兩段簡(jiǎn)單的文字描述和幾幅文物圖片，完全滿足不了學(xué)生的探究欲望。愛因斯坦說(shuō)過：“興趣是最好的老師?！盵4]面對(duì)充滿好奇心和求知欲的學(xué)生，如果能創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生秒變唐朝人，像張小敬一樣走遍長(zhǎng)安城，學(xué)生對(duì)長(zhǎng)安城的城市布局、對(duì)唐朝農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展及商業(yè)的繁榮就能記憶深刻了，教學(xué)也能變得更有效。VR的全息投影數(shù)字沙盤讓學(xué)生能夠搭上“時(shí)光機(jī)”，穿梭于唐都長(zhǎng)安城的坊市之中，身臨其境感受盛唐風(fēng)韻。交互式沙盤演示，使?jié)M目的亭臺(tái)樓閣、雕梁畫棟都“活”了起來(lái)，立體活潑、惟妙惟肖，變化多姿的動(dòng)態(tài)世界，讓學(xué)生體驗(yàn)到了唐長(zhǎng)安城“百千家似圍棋局，十二街如種菜畦”的格局。體驗(yàn)者還可以根據(jù)自己的興趣對(duì)三維沙盤場(chǎng)景進(jìn)行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)：高大雄偉的城墻、寬闊筆直的街道、熙熙攘攘的行人、繁華熱鬧的市場(chǎng)就在眼前。盛唐的巍峨、繁盛、大氣與恢宏不再是寫在教科書上要求死記硬背的內(nèi)容，而是學(xué)生在歷史時(shí)空中親身的體驗(yàn)和感受。歷史時(shí)空在VR技術(shù)面前再也不是抽象和難以感知的，它成為了具體、形象、生動(dòng)和有趣的體驗(yàn)。

VR應(yīng)用于教育，讓傳統(tǒng)的歷史教學(xué)擺脫了程序化的過程，沉浸式體驗(yàn)讓抽象的歷史時(shí)空變成學(xué)生樂于去主動(dòng)學(xué)習(xí)、愿意與之互動(dòng)、探索的領(lǐng)域。根據(jù)教育心理學(xué)的研究，初中學(xué)生的各種認(rèn)知過程雖得到發(fā)展但又都發(fā)展得不完善。在空間知覺上，傾向于熟練地掌握三維的空間關(guān)系;在時(shí)間知覺上，對(duì)“世紀(jì)”、“年代”這樣的歷史時(shí)間單位，常處于不能精確理解的抽象狀態(tài);在邏輯思維上，大多還屬于經(jīng)驗(yàn)型。VR創(chuàng)設(shè)的三維虛擬空間打破了歷史時(shí)空的界限，使過去的事變成了身邊的人和事;身臨其境的體驗(yàn)使學(xué)生能夠在具體的時(shí)空條件下對(duì)歷史事物、歷史現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，并作出合理解釋，從而形成歷史概念、認(rèn)識(shí)歷史發(fā)展的時(shí)代特征和基本趨勢(shì)。

五、VR+教育存在的問題

科技的發(fā)展會(huì)推動(dòng)教育的進(jìn)步。VR兼具知識(shí)性與娛樂性的直觀沉浸式體驗(yàn)融入教育，可以解決很多原有常規(guī)教育在知識(shí)的傳遞和教學(xué)方面解決不了的問題。但現(xiàn)階段，VR主要活躍于游戲和影視等領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初步階段，投入使用的還比較少。VR技術(shù)作為一個(gè)輔助的工具融入到教育還有很長(zhǎng)的路要走：

（一） VR教育軟件開發(fā)內(nèi)容分散，優(yōu)質(zhì)內(nèi)容較少。很多企業(yè)和相關(guān)工作者制作出的內(nèi)容不能符合教師和學(xué)生需求，VR教育課程體系不完善，日常教學(xué)的應(yīng)用受到限制。

（二）VR的硬件和軟件研發(fā)還有待進(jìn)步。目前，VR硬件種類多，標(biāo)準(zhǔn)、性能參差不齊，軟硬件難以兼容。VR要在教育領(lǐng)域應(yīng)用和推廣，還需要有可以像制作PPT一樣簡(jiǎn)單的編輯軟件及操作平臺(tái)，就如北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院創(chuàng)始院長(zhǎng)孫偉所說(shuō) “我們要完成沉浸式的教學(xué)，最大的挑戰(zhàn)是能不能讓每一個(gè)人不需要懂編程、不需要懂沉浸式、不需要懂三維就能夠做出沉浸式課件?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]石宇航.淺談虛擬現(xiàn)實(shí)的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].中文信息，2019，（1）：20.

[2]蘇聯(lián)科學(xué)院主編.《蘇聯(lián)大百科全書》.〔M〕.蘇聯(lián)百科全書出版社，1947年出版

[3]王紅.姚崗：《沉浸式教學(xué)法課堂研究》[J]《中國(guó)市場(chǎng)》. 2017 年第 03 期

[4]愛因斯坦著：《愛因斯坦文集》，第三卷，商務(wù)印書館，1979年第1版，第144頁(yè)。

作者簡(jiǎn)介 ：顏秀玉;1977年4月，女，籍貫：福建永春;單位：福建省泉州第五中學(xué);初中歷史;中學(xué)一級(jí);本科學(xué)歷;自主學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)與信息化教學(xué)

泉州市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃（第二批）課題? ?編號(hào)：QG1352-226