基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)前教育直觀性研究

喻桃義

（南昌理工學(xué)院人文教育學(xué)院 江西 南昌 330044）

數(shù)字化技術(shù)在教育行業(yè)的應(yīng)用極大地推動(dòng)了我國教育現(xiàn)代化的進(jìn)程，但是我國教育產(chǎn)業(yè)目前尚存在優(yōu)質(zhì)教育供給不充分，教育理念有待進(jìn)一步創(chuàng)新等問題，需要加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，利用科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展打造科技強(qiáng)國、人才強(qiáng)國。虛擬現(xiàn)實(shí)與學(xué)前教育的融合應(yīng)用，對(duì)未來的教學(xué)環(huán)境、教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式等方面的改革有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念和應(yīng)用特性

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)字圖像處理技術(shù)、仿真技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)和微電子技術(shù)等多學(xué)科技術(shù)的融合，將真實(shí)的場景或構(gòu)想的場景以三維虛擬的形式呈現(xiàn)在VR眼鏡等終端設(shè)備上，使用戶達(dá)到身臨其境的交互效果[1]。虛擬現(xiàn)實(shí)是對(duì)真實(shí)世界的再創(chuàng)造，通過對(duì)真實(shí)世界的數(shù)字化模擬和基于信息技術(shù)的場景構(gòu)建，創(chuàng)造出超越現(xiàn)實(shí)的場景，打破了空間距離的限制，在影音、醫(yī)學(xué)、軍事、教育等領(lǐng)域有著廣闊的應(yīng)用前景。

1.2 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用特性

多感知性?；谔摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的設(shè)備包含了數(shù)量眾多的微型傳感器，使用戶在體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場景時(shí)不僅僅局限于視覺感知和聽覺感知，還拓展了觸覺感知、運(yùn)動(dòng)感知等感知能力，甚至部分設(shè)備能夠提高嗅覺、味覺的感知體驗(yàn)[2]。

交互性。該特性是指在多傳感器和計(jì)算機(jī)技術(shù)的支持下，用戶對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)構(gòu)建的環(huán)境內(nèi)的物體進(jìn)行操作時(shí)能夠得到真實(shí)、自然的反饋。交互性是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵特性，其核心概念就是以人為中心、和諧自然、高效的人機(jī)交互技術(shù)。

沉浸性。該特性指用戶作為體驗(yàn)主體在模擬環(huán)境中的重視程度。虛擬現(xiàn)實(shí)能夠根據(jù)人的生理和心理特點(diǎn)，生成具有真實(shí)性的虛擬3D圖像，使用戶在體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)場景的時(shí)候有一種身臨其境的感受，如同沉浸在現(xiàn)實(shí)世界。

2 在學(xué)前教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)的優(yōu)勢

2.1 拓展教學(xué)條件

在我國的傳統(tǒng)學(xué)前教育課堂，主要以游戲、手工、說課等形式開展幼兒教學(xué)工作，形式相對(duì)單一、枯燥，無法長期刺激幼兒的學(xué)習(xí)興趣。而基于虛擬現(xiàn)實(shí)的教育課堂，能夠利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)建學(xué)習(xí)場景，以數(shù)字游戲、情境體驗(yàn)、自然探索等教學(xué)形式，借助虛擬現(xiàn)實(shí)的多感知性讓幼兒在視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗(yàn)下探索學(xué)習(xí)[3]?，F(xiàn)實(shí)的教育環(huán)境，往往存在各種客觀因素局限幼兒教育的進(jìn)一步拓展，如教學(xué)場地的限制、教學(xué)器械的限制、教學(xué)安全的限制等，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用解決了這些限制性因素，教師通過虛擬場景的搭建，豐富和拓展了教育形式，可以更加深入地培養(yǎng)幼兒的學(xué)習(xí)能力和探索精神，更好地實(shí)現(xiàn)教學(xué)效果。

2.2 打破時(shí)空限制

在學(xué)前教育的應(yīng)用實(shí)踐中，由于幼兒對(duì)世界的認(rèn)知還不夠全面，不能對(duì)教師所傳授的抽象事物有全面的認(rèn)識(shí)，而虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用突破了這一瓶頸。例如，在介紹某一民族或地區(qū)的傳統(tǒng)風(fēng)俗時(shí)，由于地域的空間限制導(dǎo)致幼兒在傳統(tǒng)教學(xué)中只能夠通過觀看視頻的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)，而現(xiàn)在通過教師構(gòu)建的區(qū)域民族風(fēng)俗場景，利用虛擬現(xiàn)實(shí)的交互特性，能夠讓幼兒在虛擬場景中體驗(yàn)這一風(fēng)俗的開展，沉浸式體驗(yàn)民族文化的內(nèi)涵[4]。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，大大促進(jìn)了學(xué)前教育的教學(xué)效率，突破時(shí)空的限制，以身臨其境的方式讓幼兒在“娛樂中學(xué)習(xí)，在學(xué)習(xí)中娛樂”。

2.3 培養(yǎng)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)意識(shí)

在虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的實(shí)際應(yīng)用中，教師作為輔助學(xué)習(xí)的角色，通過制訂虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)內(nèi)容，設(shè)置教學(xué)任務(wù)點(diǎn)，完善虛擬場景布置等步驟，為幼兒通過虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)課堂自主學(xué)習(xí)做好了準(zhǔn)備。憑借虛擬現(xiàn)實(shí)多感知性、交互性、沉浸性等特點(diǎn)，能夠使幼兒在自主探索中不斷激發(fā)其學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)，通過與其他幼兒協(xié)同合作，共同探索虛擬教學(xué)場景，解決學(xué)習(xí)難題，達(dá)到合作學(xué)習(xí)的目的。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)在學(xué)前教育中應(yīng)用的影響因素

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)課堂發(fā)展受技術(shù)發(fā)展限制

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵因素是虛擬現(xiàn)實(shí)操作設(shè)備，在具備完善的虛擬現(xiàn)實(shí)配套設(shè)施的情況下，才能夠獲得理想的虛擬空間體驗(yàn)[5]，而目前我國虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)存在以下問題：第一，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備質(zhì)量參差不齊。主要原因是面向低端市場的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備為控制成本，使用硬件落后，性能和功能存在減配等情況，導(dǎo)致使用體驗(yàn)感大大降低；而高端設(shè)備價(jià)格過高，消費(fèi)人群少，同時(shí)，能夠體驗(yàn)的資源不夠豐富，多為付費(fèi)體驗(yàn)項(xiàng)目。第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。由于虛擬現(xiàn)實(shí)在我國發(fā)展時(shí)間較短，各大研發(fā)廠商為生產(chǎn)具有差異化、獨(dú)特性的虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)品而使用私有協(xié)議，導(dǎo)致市面上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)配套附件無法共通使用，大大增加了后期的維修成本，同時(shí)，各虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)平臺(tái)的VR資源存在封閉性，不能在各平臺(tái)實(shí)現(xiàn)共享，增加了虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)的成本。第三，幼兒適配不足。面向市場的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備多為大眾消費(fèi)級(jí)，缺乏對(duì)幼兒的專門設(shè)計(jì)適配，導(dǎo)致幼兒在佩戴使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備時(shí)存在佩戴不適等情況，亟須開發(fā)幼兒專用的人體工程學(xué)設(shè)備。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)課堂的發(fā)展受教學(xué)內(nèi)容的限制

教育現(xiàn)代化的本質(zhì)依舊是教育內(nèi)容，在虛擬現(xiàn)實(shí)融入學(xué)前教育課堂的同時(shí)，更要把控虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)質(zhì)量。第一，VR教學(xué)資源開發(fā)門檻高。由于基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)資源的設(shè)計(jì)開發(fā)技術(shù)門檻較高，普遍由專業(yè)的VR開發(fā)者制作學(xué)前教育的VR教學(xué)資源，導(dǎo)致目前行業(yè)可用資源比較單一并且存在與現(xiàn)實(shí)教育課程不匹配的問題。第二，教學(xué)資源開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一。由于虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備開發(fā)企業(yè)為保持自身產(chǎn)品的獨(dú)特性、新穎性，沒有主動(dòng)進(jìn)行操作軟件平臺(tái)開源化，導(dǎo)致不同品牌不同產(chǎn)品所擁有的VR資源不流通。第三，資源內(nèi)容良莠不齊[6]。市面上雖然存在著較多的基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)前教育VR教學(xué)資源，但是由于開發(fā)者不能完全了解一線學(xué)前教育的痛點(diǎn)難點(diǎn)和幼兒教育的需求，導(dǎo)致開發(fā)的VR資源存在脫離教學(xué)目標(biāo)、不適合幼兒學(xué)習(xí)、操作難度大等實(shí)際問題，直接影響了學(xué)前教育和VR資源的教學(xué)便利性。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)課堂的發(fā)展受教師素養(yǎng)的限制

教育教學(xué)離不開教師的支持，在虛擬現(xiàn)實(shí)支持下的現(xiàn)代化教育課題，教師的能力素養(yǎng)直接影響虛擬現(xiàn)實(shí)與學(xué)前教育的契合程度[7]。當(dāng)前，學(xué)前教育教師存在以下幾方面的問題。第一，教師技術(shù)能力有待提升。隨著數(shù)字化課堂的部署，對(duì)教師使用現(xiàn)代化設(shè)備的要求也逐漸提高，虛擬現(xiàn)實(shí)課堂的發(fā)展要求教師能夠初步構(gòu)建教育環(huán)境，能夠熟練地引導(dǎo)幼兒在虛擬環(huán)境中進(jìn)行學(xué)習(xí)，而目前我國學(xué)前教育行業(yè)的教師對(duì)現(xiàn)代化教學(xué)的接納程度和適應(yīng)程度與理想有較大的差異，側(cè)面要求學(xué)前教育從業(yè)教師不斷提升自我的能力素養(yǎng)，以跟進(jìn)時(shí)代發(fā)展的步伐。第二，教師的地位需要明晰。虛擬現(xiàn)實(shí)課堂的應(yīng)用，將原先“教與學(xué)”的模式升級(jí)成“幼兒主動(dòng)學(xué)習(xí)教師輔助學(xué)習(xí)”的新型教學(xué)模式。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)在學(xué)前教育中應(yīng)用的建議

4.1 政府對(duì)學(xué)前教育發(fā)展的政策落實(shí)

政府作為我國社會(huì)發(fā)展的指導(dǎo)決策部門，擁有全面長遠(yuǎn)的大局觀和宏觀調(diào)控的能力，建議政府根據(jù)目前學(xué)前教育與虛擬現(xiàn)實(shí)融合發(fā)展存在的問題，以政策指導(dǎo)的方式，穩(wěn)定和促進(jìn)教育現(xiàn)代化的發(fā)展。第一，建議政府明確基于虛擬現(xiàn)實(shí)的學(xué)前教育課堂的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)，宏觀把控現(xiàn)代化教學(xué)課堂的教學(xué)模式，避免出現(xiàn)錯(cuò)誤的發(fā)展趨勢。第二，建議政府引導(dǎo)虛擬現(xiàn)實(shí)企業(yè)共同制訂統(tǒng)一的開發(fā)標(biāo)準(zhǔn)，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的互通性、軟件資源的共享性，使用戶能夠享受到優(yōu)質(zhì)的虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)。第三，基于虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)課堂建設(shè)成本較大，對(duì)于大部分幼兒園來說是一筆巨大的開支，建議政府對(duì)幼兒園的財(cái)政進(jìn)行一些補(bǔ)貼支持，并提高學(xué)前教育教師的福利薪資，提高教師的職業(yè)認(rèn)同感、調(diào)動(dòng)教師的職業(yè)積極性。

4.2 虛擬現(xiàn)實(shí)企業(yè)開發(fā)技術(shù)的提升

企業(yè)作為虛擬現(xiàn)實(shí)與學(xué)前教育課堂融合的重要部分，是將理念化為現(xiàn)實(shí)的重要力量，為進(jìn)一步促進(jìn)數(shù)字化教育的發(fā)展，與虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)的企業(yè)仍有很大的空間優(yōu)化和改進(jìn)。第一，設(shè)計(jì)適合幼兒使用、符合幼兒人體工程學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)佩戴設(shè)備，輕便化、舒適化、便攜化的設(shè)計(jì)更符合幼兒的使用習(xí)慣，提高幼兒使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的頻率。第二，增加研發(fā)投入，升級(jí)相關(guān)硬件，利用AI大數(shù)據(jù)、5G、云計(jì)算等技術(shù)提高虛擬現(xiàn)實(shí)的算力，降低交互延遲并提高場景構(gòu)建的逼真度，將虛擬現(xiàn)實(shí)的操作體驗(yàn)更上一個(gè)臺(tái)階。第三，開發(fā)者應(yīng)聯(lián)合基層教師、教研專家共同開發(fā)和優(yōu)化教學(xué)資源，針對(duì)不同的學(xué)齡、學(xué)制、地域開發(fā)與之匹配的教學(xué)資源，同時(shí)，通過互聯(lián)網(wǎng)的云技術(shù)生成VR教育資源庫，用戶可以通過付費(fèi)的方式獲取需要的教學(xué)資源，解決了各企業(yè)間版權(quán)的問題，也促進(jìn)了資源的利用效率。第四，企業(yè)要加強(qiáng)與幼兒園的聯(lián)系，通過專業(yè)的團(tuán)隊(duì)為需要建設(shè)數(shù)字化校園的園方提供專業(yè)的服務(wù)，以實(shí)地考察、模型設(shè)計(jì)和提出方案的流程為校園匹配合適的建設(shè)改造方案，降低學(xué)校的建設(shè)成本，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)與學(xué)前教育課堂的融合。

4.3 基層虛擬現(xiàn)實(shí)教育的開展建設(shè)

為推進(jìn)教育現(xiàn)代化開展虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)課堂，需要加強(qiáng)基層教育的建設(shè)。第一，幼兒園要有推進(jìn)教育現(xiàn)代化的覺悟和決心，積極學(xué)習(xí)和引入數(shù)字化教學(xué)的模式，加強(qiáng)幼兒園在虛擬現(xiàn)實(shí)教育課堂建設(shè)的財(cái)政投入，推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)與學(xué)前教育的融合進(jìn)程，促進(jìn)幼兒教育的發(fā)展。第二，加強(qiáng)教師的培訓(xùn)，聘請專業(yè)的虛擬現(xiàn)實(shí)工作人員為教師進(jìn)行技能培訓(xùn)，針對(duì)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的教學(xué)課堂的實(shí)際操作需求和場景構(gòu)建方法進(jìn)行系統(tǒng)性培訓(xùn)學(xué)習(xí)，以更好地利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開展教學(xué)工作，提高教學(xué)的質(zhì)量和效率。第三，優(yōu)化教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)模式，隨著新技術(shù)的引入，傳統(tǒng)的教育模式亟須改變。教研組和基層教師需要根據(jù)幼兒的行為學(xué)習(xí)模式和虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)特點(diǎn)設(shè)計(jì)適合幼兒學(xué)習(xí)的教學(xué)模式，并重新設(shè)計(jì)教學(xué)內(nèi)容，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、多感知性等特點(diǎn)，加強(qiáng)教學(xué)內(nèi)容的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，激發(fā)幼兒學(xué)習(xí)的興趣和熱情。第四，教師和家長要時(shí)刻關(guān)注幼兒的身心健康發(fā)展，不能過度依賴數(shù)字化教學(xué)數(shù)據(jù)而忽視幼兒潛在的心理健康問題，同時(shí)需要加強(qiáng)對(duì)幼兒的信息設(shè)備使用教育，避免產(chǎn)生過度沉迷虛擬現(xiàn)實(shí)的情況，影響幼兒的現(xiàn)實(shí)教育發(fā)展。