虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在大學(xué)象形文字教學(xué)中的應(yīng)用

郭雨 熊遠(yuǎn) 王新寧

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；象形文字；虛擬教學(xué)

漢字文化書寫著中華民族的歷史，承載著中華文化的輝煌，是一種博大精深的文化。《教育信息化“十三五”規(guī)劃》指出，堅(jiān)持不懈推進(jìn)教育信息化，努力以信息化為手段擴(kuò)大優(yōu)質(zhì)教育資源覆蓋面[1]。國(guó)內(nèi)，VR 技術(shù)在教學(xué)科研、仿真校園、虛擬教學(xué)與實(shí)驗(yàn)等方面已有較為廣泛的應(yīng)用[2-3]。未來(lái)，VR+教育有望突破現(xiàn)有技術(shù)壁壘，覆蓋從課堂教學(xué)到文化科普的教育全生態(tài)，實(shí)現(xiàn)視覺體驗(yàn)到沉浸交互，對(duì)教學(xué)理念、方法、效果帶來(lái)重大變革[4]。這些大力促進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在文字教學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用。中國(guó)象形文字凝聚了無(wú)數(shù)人的聰明才智，是中華民族的智慧結(jié)晶[5]?！白R(shí)字”教學(xué)是中華文明的瑰寶，是中華民族智慧的結(jié)晶，必須牢牢扎根于漢字文化的“肥沃土壤。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)代象形文字教學(xué)的重要手段之一，是促進(jìn)高校文字信息化教育的重要途徑。那么如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提高學(xué)生學(xué)習(xí)象形文字的學(xué)習(xí)效率是一個(gè)值得思考的問(wèn)題。本文通過(guò)闡釋虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念、分析象形文字在教學(xué)中存在的問(wèn)題，提出構(gòu)建虛擬的教學(xué)環(huán)境；采用虛擬的教學(xué)手段；完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備；健全智能評(píng)價(jià)體系等策略來(lái)提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念

所謂虛擬現(xiàn)實(shí)，就是采用以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的現(xiàn)代高技術(shù)生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境（Virtual Environment，VE），用戶借助必要的裝備（如特制的服裝、頭盔、手套和鞋）以自然方式與虛擬環(huán)境中的客體進(jìn)行交互作用、相互影響，從而產(chǎn)生親臨等同真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)[6]。VR技術(shù)通過(guò)高沉浸感和交互特性強(qiáng)化用戶體驗(yàn)，以多感知通道協(xié)同刺激和人機(jī)交互的方式增強(qiáng)用戶記憶、提升用戶學(xué)習(xí)體驗(yàn)[7]。本文認(rèn)為，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Real?ity，簡(jiǎn)稱VR）是將計(jì)算機(jī)技術(shù)、人工智能、傳感追蹤技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)、多媒體等技術(shù)進(jìn)行結(jié)合的一種綜合性技術(shù)，具有沉浸化、交互性、想象性和智能性等特點(diǎn)，借助VR外部輔助設(shè)備使得用戶與虛擬世界產(chǎn)生觸覺、視覺、聽覺等沉浸化體驗(yàn)。

2 象形文化教學(xué)存在的問(wèn)題

2.1 靜態(tài)化的教學(xué)環(huán)境，削弱了學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)

傳統(tǒng)的教學(xué)模式主要在靜態(tài)化的教學(xué)環(huán)境中采用“灌輸式”的教學(xué)方法，強(qiáng)調(diào)教師主體和教材的輔助，單一的教學(xué)形式，在大學(xué)象形文字教學(xué)中忽略了學(xué)生說(shuō)、聽、讀、寫等實(shí)際能力的培養(yǎng)，過(guò)度重視書本，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中與社會(huì)生活嚴(yán)重脫節(jié)，教師很難創(chuàng)設(shè)生動(dòng)、有趣的教學(xué)環(huán)境和學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生對(duì)生硬的文字很容易陷入疲憊的狀態(tài)，分散了學(xué)生的注意力，降低學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)得不到有效提升。

2.2 課堂互動(dòng)效率低，學(xué)生思維能力受限

象形文字從視覺圖形角度分析，它具有圖形、“像似”“抽象符號(hào)”等特征。但是在一個(gè)圖形形態(tài)的組合中所有太小的、太密集的視覺元素都不可避免地被遺忘，人們對(duì)表意性的符號(hào)化圖形卻記憶深刻[8]。在象形文字教學(xué)中，涉及到很多難以辨認(rèn)和識(shí)記的文字，傳統(tǒng)的教學(xué)很難通過(guò)講授法等教學(xué)手段或者二維視頻等軟件設(shè)備進(jìn)行有效教學(xué)。這部分內(nèi)容較為抽象，教師以知識(shí)傳授為主，教師在課堂上費(fèi)時(shí)費(fèi)力，學(xué)生在理解上也遇到很大的困惑，這大大削弱了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，限制了學(xué)生思維能力的發(fā)展。

2.3 缺乏完整的監(jiān)測(cè)評(píng)估體系

傳統(tǒng)課堂教學(xué)質(zhì)量評(píng)價(jià)模式和當(dāng)前實(shí)際教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控的不匹配性和滯后性日益突出，在評(píng)價(jià)主體、定位、標(biāo)準(zhǔn)和目標(biāo)方面顯露出諸多弊端[9]。傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方式主要采用單一教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)的方式，教師主要根據(jù)自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)；評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)簡(jiǎn)單，學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度、學(xué)習(xí)能力、情感與價(jià)值觀等方面的內(nèi)容，沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，不確定性太大；評(píng)價(jià)維度單一，主要進(jìn)行教師對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)，忽略同伴之間和學(xué)生對(duì)教師的評(píng)價(jià)。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于象形文字教學(xué)中的具體策略

信息技術(shù)與教育的融合已經(jīng)成為一種趨勢(shì)，傳統(tǒng)的教學(xué)模式無(wú)法跟上教育發(fā)展的步伐。象形文字教學(xué)過(guò)程存在學(xué)生自主學(xué)習(xí)意識(shí)弱、思維能力受限、缺乏完整的監(jiān)測(cè)評(píng)估體系等問(wèn)題已經(jīng)影響到教育教學(xué)質(zhì)量的提升，信息技術(shù)的融合無(wú)疑是一種有效的教學(xué)模式。本文將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與象形文字教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，提出了以下四項(xiàng)具體策略：

3.1 構(gòu)建虛擬的教學(xué)環(huán)境

把學(xué)生從對(duì)文字、符號(hào)、公式的單一空間性理解中解放出來(lái)，將知識(shí)轉(zhuǎn)化為逼真的“現(xiàn)實(shí)”體驗(yàn)[10]。虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境能夠直接操作三維數(shù)據(jù)，這樣的交互方式與傳統(tǒng)的象形文字教學(xué)環(huán)境和情境有所不同，它更貼近人們的自然感官，讓學(xué)習(xí)者全身心沉浸在虛擬世界中，使得學(xué)習(xí)者的注意力高度集中，與外界進(jìn)行了隔絕，學(xué)生能夠有效的吸收和傳遞知識(shí)，學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性得到提升，自主學(xué)習(xí)能力得到增強(qiáng)?，F(xiàn)階段，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育中，多用戶虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境屬于一個(gè)應(yīng)用比較多的現(xiàn)實(shí)環(huán)境技術(shù)，該技術(shù)主要是依托增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等創(chuàng)設(shè)一個(gè)優(yōu)異的虛擬世界，能夠?yàn)閷W(xué)生以及教師提供良好學(xué)習(xí)環(huán)境[11]。例如，教師可以通過(guò)這樣的虛擬環(huán)境對(duì)象形文字的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行設(shè)計(jì)，讓教學(xué)更加具有針對(duì)性，使得學(xué)生將理論知識(shí)與實(shí)踐學(xué)習(xí)結(jié)合起來(lái)；通過(guò)這樣的虛擬環(huán)境可以把握象形文字的表形特征，將抽象的文字還原為圖像，學(xué)生可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)觀看象形文字的前世今生，看到漢字的演化，給學(xué)生大量系統(tǒng)的直觀感受，讓學(xué)生以形象的思維去感受畫面的內(nèi)容，識(shí)記文字的字形，讓他們能夠在虛擬環(huán)境中看懂字、讀懂字的意思，體會(huì)到漢字的智慧和樂(lè)趣，拓寬學(xué)生的視野，讓象形文字在他們的頭腦中留下深刻印象。愛因斯坦曾說(shuō)：“只有興趣，才是最好的老師[12]。因此，在進(jìn)行象形文字的教學(xué)過(guò)程中，為更好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高課堂教學(xué)效果，有必要?jiǎng)?chuàng)設(shè)具有沉浸性的虛擬教學(xué)環(huán)境。

3.2 采用虛擬的教學(xué)手段

“將語(yǔ)言教活，不停留在靜態(tài)的結(jié)構(gòu)分析上”[13]。在象形文字教學(xué)過(guò)程中，有很多文字的拆分需要老師進(jìn)行細(xì)致地拆分，老師的傳統(tǒng)手動(dòng)繪圖技術(shù)手段無(wú)法達(dá)到相應(yīng)的教學(xué)效果。對(duì)教育行業(yè)來(lái)說(shuō)，VR技術(shù)提供了一種全新的教學(xué)手段[14]。VR技術(shù)應(yīng)用于象形文字的教學(xué)過(guò)程中，能夠促使課堂教學(xué)手段向更加科學(xué)化、高效化的方向發(fā)展。例如，應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)對(duì)象形文字的相關(guān)信息進(jìn)行采集，借助計(jì)算機(jī)平臺(tái)構(gòu)建三位一體的模型，進(jìn)行場(chǎng)景還原將人代入歷史場(chǎng)景中，然后對(duì)遺留的象形文字信息進(jìn)行虛擬還原，將學(xué)生帶到陳列著象形文字碎片的博物館領(lǐng)略現(xiàn)實(shí)中真實(shí)存在的事物，為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)材料，刺激學(xué)生的創(chuàng)造性思維和想象能力的提升。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠幫助學(xué)生體驗(yàn)實(shí)踐中的事物，學(xué)生可以通過(guò)手柄或者其他交互設(shè)備在這個(gè)環(huán)境中精細(xì)拆分和重構(gòu)象形文字的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)將學(xué)生拆解和組合的文字進(jìn)行虛擬，使得學(xué)生能夠?qū)ζ溥M(jìn)行沉浸性的分析，打破了時(shí)間和空間的限制，為象形文字的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)提供了更多的空間、維度和直觀的體驗(yàn)。協(xié)助學(xué)習(xí)者的大腦，創(chuàng)建出新的場(chǎng)景或者事物，激發(fā)學(xué)習(xí)者的想象力，開闊學(xué)生的眼界和思維。

3.3 完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性表示用戶與虛擬環(huán)境中的事物進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，是人機(jī)和諧的關(guān)鍵因素[15]。在虛擬內(nèi)容瀏覽過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)媒體可交互效果，使用戶主動(dòng)動(dòng)手操作，可增加大腦興奮和提高大腦記憶效果。然而，良好的虛擬教學(xué)交互體驗(yàn)離不開硬件和軟件的結(jié)合。周前祥等學(xué)者強(qiáng)調(diào)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景的必要元素是軟硬件兩方面[16]。吳亞?wèn)|等人則具體化到人機(jī)交互技術(shù)角度，他們認(rèn)為自然人機(jī)交互能通過(guò)可穿戴交互設(shè)備、非接觸式體感交互設(shè)備或移動(dòng)交互設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)[17]。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的硬件設(shè)備是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技體驗(yàn)感的重要基礎(chǔ)，軟件系統(tǒng)會(huì)影響虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的3D應(yīng)用效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用不僅需要硬件設(shè)施，而且需要軟件設(shè)施作為支撐。只有擁有強(qiáng)大的硬件和軟件技術(shù)，才能夠生成需要的數(shù)據(jù)，構(gòu)建相應(yīng)的虛擬環(huán)境模型，從而提高虛擬現(xiàn)實(shí)的使用體驗(yàn)。因此要實(shí)現(xiàn)高校大學(xué)生象形文字的有效學(xué)習(xí)，需要優(yōu)化教育教學(xué)資源體系，需要對(duì)高校完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備。例如，有良好軟件和硬件支撐的VR可以針對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行模擬，結(jié)合象形文字教學(xué)目標(biāo)要求合理設(shè)計(jì)VR、場(chǎng)景，學(xué)習(xí)者可以通過(guò)配套專業(yè)設(shè)備進(jìn)入到虛擬教學(xué)場(chǎng)景當(dāng)中，結(jié)合教師的講解，或者個(gè)人的理解在場(chǎng)景中交互式學(xué)習(xí)，其間學(xué)習(xí)者視覺、聽覺、觸覺等各個(gè)感官將會(huì)一并參與到學(xué)習(xí)當(dāng)中，能夠很形象地感受到文字的魅力。有良好的軟件和硬件設(shè)備支撐的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與象形文字能夠有效結(jié)合，能夠讓學(xué)生通過(guò)虛擬環(huán)境與文字進(jìn)行有效的互動(dòng)，同時(shí)能夠得到實(shí)時(shí)反饋，加深學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)，使得學(xué)生將理論與實(shí)踐進(jìn)行結(jié)合。有良好的軟件和硬件設(shè)備支撐的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以使學(xué)生在該系統(tǒng)下，實(shí)現(xiàn)象形文字的異地交互學(xué)習(xí)，有助于學(xué)生對(duì)博物館陳列文物上的文字進(jìn)行虛擬學(xué)習(xí)。有良好的軟件和硬件設(shè)備支撐的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的交互性允許學(xué)生在虛擬環(huán)境中自主學(xué)習(xí)、相互合作，領(lǐng)悟教科書外的知識(shí)，鍛煉學(xué)生的思維能力。

3.4 健全智能評(píng)價(jià)反饋機(jī)制

反饋其實(shí)質(zhì)是建立自我調(diào)節(jié)、自我控制、自我適應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制[18]。基于信息技術(shù)搭建一個(gè)具備數(shù)據(jù)采集、分析與智能反饋控制、穩(wěn)定準(zhǔn)確、權(quán)威高效的智能評(píng)價(jià)體系非常重要。教學(xué)評(píng)價(jià)是發(fā)揮虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)最大優(yōu)勢(shì)、確保教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[19]。進(jìn)入2017年，VR發(fā)展呈現(xiàn)出一些新的趨勢(shì)：VR系統(tǒng)特征開始由3（Iimmersion、interaction、imagination，即沉浸感、交互性和想象性）逐步向4（Iintelligent）即智能化發(fā)展[20]。VR技術(shù)作為信息化技術(shù)手段，對(duì)整個(gè)教學(xué)過(guò)程指標(biāo)可以進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)、圖形化示教、量化指標(biāo)評(píng)估。因此，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)健全智能評(píng)價(jià)反饋機(jī)制是有效解決傳統(tǒng)教學(xué)模式中缺乏監(jiān)督評(píng)估體系問(wèn)題的重要途徑。例如，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的智能化特征為象形文字的綜合評(píng)價(jià)提供了可能。通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以將優(yōu)質(zhì)教育資源和優(yōu)秀的教師融合到一個(gè)虛擬教學(xué)環(huán)境中，在探究活動(dòng)中進(jìn)行自評(píng)、同伴互評(píng)和優(yōu)秀教師評(píng)價(jià)等。在教學(xué)中自動(dòng)進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)，通過(guò)階段測(cè)試、作業(yè)、參與等方式了解學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的進(jìn)程，探究學(xué)習(xí)過(guò)程中遇到的問(wèn)題。教師借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使得教學(xué)評(píng)價(jià)不局限于課堂，構(gòu)建多元化的評(píng)價(jià)目標(biāo)、多維度的評(píng)價(jià)內(nèi)容、多方位的評(píng)價(jià)主體與多樣化的評(píng)價(jià)方式。教師可以進(jìn)入虛擬教學(xué)環(huán)境或者通過(guò)學(xué)生的表情對(duì)學(xué)生進(jìn)行過(guò)程性評(píng)價(jià)和綜合性評(píng)價(jià)，從而幫助教師改進(jìn)教學(xué)方式，幫助學(xué)生改進(jìn)學(xué)習(xí)方式。

4 結(jié)束語(yǔ)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)不僅代表科學(xué)技術(shù)水平進(jìn)步，也是提高人類日常生活水平的重要工具?！癡R+”模式的提出加速了信息技術(shù)與教育的有效融合，充分發(fā)揮了其在象形文字教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值，本研究闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念，分析了象形文字教學(xué)存在的問(wèn)題，提出構(gòu)建虛擬的教學(xué)環(huán)境、采用虛擬的教學(xué)手段、完善基礎(chǔ)設(shè)施設(shè)備、健全智能評(píng)價(jià)系統(tǒng)等策略來(lái)提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。