虛實(shí)融合的混合式學(xué)習(xí)空間模型應(yīng)用研究

摘要：本文針對(duì)當(dāng)前虛擬現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境下學(xué)習(xí)空間的現(xiàn)狀，研究分析了混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境下如何構(gòu)建混合式學(xué)習(xí)空間模型，提出了一種虛實(shí)融合式學(xué)習(xí)空間模型，實(shí)現(xiàn)了基于混合現(xiàn)實(shí)的混合學(xué)習(xí)空間內(nèi)多人交互的可視化教學(xué)。

關(guān)鍵詞：混合式學(xué)習(xí)空間；虛實(shí)融合；沉浸式學(xué)習(xí)

漆江艷（1986-），女，湖南株洲，碩士，研究方向：大學(xué)英語(yǔ)教學(xué)及職業(yè)教育。

一、引言

近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)和混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的快速發(fā)展為教育領(lǐng)域帶來了革命性變化。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)輔助工具和技術(shù)已廣泛應(yīng)用于在線教育中。而在混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，以混合式學(xué)習(xí)為核心的教學(xué)方式逐漸成為當(dāng)今教育研究的熱點(diǎn)領(lǐng)域。本文旨在探討如何在混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境中構(gòu)建混合式學(xué)習(xí)空間模型及相關(guān)教學(xué)應(yīng)用，并對(duì)相關(guān)問題進(jìn)行深入探討。

二、研究背景

學(xué)習(xí)空間是一個(gè)歷久彌新的話題，隨著智慧教育與信息技術(shù)的發(fā)展，學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)越來越打破了傳統(tǒng)教與學(xué)的時(shí)間與空間限制。未來學(xué)習(xí)空間通過技術(shù)與設(shè)備的支持，將物理空間和虛擬空間相連接，助力學(xué)習(xí)者突破學(xué)校圍墻的限制，開展各種自主、靈活、個(gè)性化的學(xué)習(xí)活動(dòng)。在世界各國(guó)對(duì)于未來學(xué)習(xí)形態(tài)積極地探索中涌現(xiàn)出一批極具特色和想象力的未來學(xué)校，它們通過可見和不可見的空間設(shè)計(jì)讓學(xué)習(xí)真實(shí)發(fā)生，讓面向未來的教育走進(jìn)現(xiàn)實(shí)。與此同時(shí)，大學(xué)學(xué)習(xí)因其專業(yè)性強(qiáng)、知識(shí)面廣、活動(dòng)豐富、學(xué)習(xí)時(shí)間靈活但也相對(duì)零碎等特點(diǎn)使其對(duì)虛實(shí)融合的混合式學(xué)習(xí)空間有更加迫切的需求。

本研究從構(gòu)建混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的混合式學(xué)習(xí)空間模型入手，設(shè)計(jì)了一種結(jié)合混合現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的學(xué)習(xí)氛圍空間。該空間以智慧校園平臺(tái)為基礎(chǔ)，整合了多個(gè)教育技術(shù)系統(tǒng)以支持教育應(yīng)用的開發(fā)。在混合式學(xué)習(xí)環(huán)境中，學(xué)生被分組并分配相應(yīng)任務(wù)，通過在該空間完成任務(wù)并獲得獎(jiǎng)勵(lì)來激勵(lì)學(xué)生。

三、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

“所謂混合式學(xué)習(xí)就是要把傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的優(yōu)勢(shì)和網(wǎng)絡(luò)化學(xué)習(xí)的優(yōu)勢(shì)結(jié)合起來，也就是說，既要發(fā)揮教師引導(dǎo)、啟發(fā)、監(jiān)控教學(xué)過程的主導(dǎo)作用，又要充分體現(xiàn)學(xué)生作為學(xué)習(xí)過程主體的主動(dòng)性、積極性與創(chuàng)造性。（何克抗，2018）”在當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代背景下，混合式學(xué)習(xí)方式即：課前通過畫質(zhì)、音質(zhì)、現(xiàn)場(chǎng)感超強(qiáng)的優(yōu)質(zhì)微課視頻和PPT完成知識(shí)內(nèi)化過程中的“接納”；課上借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)+SP （智能手機(jī)）達(dá)到提出問題、討論問題、解決問題、評(píng)估測(cè)試和及時(shí)反饋的效果，完成知識(shí)內(nèi)化過程中的“吸收”；課后運(yùn)用線上和線下多種學(xué)習(xí)和交流工具完整記錄學(xué)習(xí)過程、詳細(xì)分析學(xué)習(xí)效果，促使學(xué)習(xí)自主化、精細(xì)化、社會(huì)化，最終完成知識(shí)內(nèi)化過程中“合并”的整個(gè)過程。隨著科技的發(fā)展，越來越多的學(xué)生希望能夠獲得更加高效和真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)外混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)和混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析，并結(jié)合對(duì)國(guó)內(nèi)教育改革和未來社會(huì)人才需求分析，提出了混合式學(xué)習(xí)空間的概念?；旌鲜綄W(xué)習(xí)空間模型是混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用，通過將虛擬信息與學(xué)習(xí)空間融合起來，實(shí)現(xiàn)虛擬環(huán)境與學(xué)習(xí)環(huán)境的深度融合。在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下，利用信息化技術(shù)進(jìn)行教學(xué)可以幫助學(xué)生有效利用自身的學(xué)習(xí)資源和能力，同時(shí)還能為學(xué)生提供對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容實(shí)時(shí)的視覺、聽覺等多種感官輸入。《未來學(xué)校學(xué)習(xí)空間藍(lán)皮書》中梳理了五類典型的空間設(shè)計(jì)，包括不同類型的教室空間、過渡空間如走廊和屋頂、綠色空間在“親自然”理念下的應(yīng)用、不同類型的網(wǎng)絡(luò)空間以及豐富多元的非正式學(xué)習(xí)空間。

四、混合式學(xué)習(xí)空間的構(gòu)建

根據(jù)混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)，結(jié)合當(dāng)前教育信息化發(fā)展情況以及對(duì)學(xué)習(xí)應(yīng)用需求，在智慧校園基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一種基于混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行可視化教學(xué)和沉浸式學(xué)習(xí)的混合式學(xué)習(xí)空間模型（圖1）。

（一）智慧場(chǎng)館學(xué)習(xí)空間

場(chǎng)館學(xué)習(xí)空間主要的設(shè)計(jì)對(duì)象是校園亭臺(tái)樓閣等物理環(huán)境。在本研究中，重點(diǎn)關(guān)注的是院系文化走廊、學(xué)生宿舍以及校園“軟裝”。

院系的文化走廊所代表整個(gè)院系的特色。然而，大部分高等院校的院系文化走廊通常只展示專業(yè)介紹和黨建學(xué)習(xí)資料，相對(duì)呆板無(wú)趣，無(wú)法吸引學(xué)生的注意力，更難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，在設(shè)計(jì)院系文化走廊的學(xué)習(xí)空間設(shè)時(shí)，需要兼顧院系特點(diǎn)與學(xué)生的需求。專業(yè)介紹板塊形式可以更加靈活，內(nèi)容上也可以更加豐富。比如，在千篇一律的“學(xué)院概況－專業(yè)設(shè)置－教學(xué)科研”介紹中增加一些亮點(diǎn)，比如使用專業(yè)術(shù)語(yǔ)、引用行業(yè)巨人的經(jīng)驗(yàn)和分享一些專業(yè)故事等裝飾樓梯墻面。因?yàn)橛洈⑽牡奈淖窒鄬?duì)說明性文字更能打動(dòng)人的情感。此外，根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)空間設(shè)計(jì)需求的調(diào)查，希望院系文化走廊模塊可以不斷更新，以保持新鮮感并能夠提供更多知識(shí)。這意味著院系文化走廊的設(shè)計(jì)在內(nèi)容上要全新，在形式上需要配備電子終端。比如車輛工程學(xué)院的文化走廊，不僅可以把世界及中國(guó)知名汽車品牌的標(biāo)志永久鐫刻，還可以把汽車發(fā)展史、中國(guó)汽車人和他們的故事等汽車文化常識(shí)、汽車基本構(gòu)造、運(yùn)行原理等較高深汽車知識(shí)理論以及汽車購(gòu)置與二手車買賣等實(shí)用性極強(qiáng)的操作知識(shí)按一定的時(shí)間規(guī)律借助校園智慧平臺(tái)進(jìn)行滾動(dòng)播放，讓學(xué)生在潛移默化中了解甚至掌握汽車相關(guān)知識(shí)，為學(xué)好專業(yè)打下厚重基礎(chǔ)。

學(xué)生宿舍屬于半隱私的休閑生活區(qū)域，如果設(shè)計(jì)過于刻意強(qiáng)調(diào)整齊劃一的風(fēng)格，會(huì)給學(xué)生帶來壓抑感，進(jìn)而讓他們對(duì)宿舍設(shè)計(jì)感到反感。因此，激發(fā)學(xué)生的設(shè)計(jì)主動(dòng)性在這一區(qū)域變得非常重要。通過活動(dòng)來帶動(dòng)學(xué)生的行動(dòng)。在每個(gè)學(xué)期入學(xué)初期，學(xué)生工作處倡議全體學(xué)生進(jìn)行“寢室設(shè)計(jì)大比拼”，要求凸顯專業(yè)特色，內(nèi)容經(jīng)常更新，形式由學(xué)生自主選擇。此外，鼓勵(lì)具有特色的宿舍進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流，展示“樣板間”；獎(jiǎng)勵(lì)表現(xiàn)出色的院系和宿舍，樹立榜樣；積累足夠的正反饋素材，形成校園文化建設(shè)的傳統(tǒng)項(xiàng)目。

校園軟裝指的是校園環(huán)境設(shè)計(jì)，包括布局、命名等，一方面要有整體性，另一方面要有特色。對(duì)于前者，在命名方面要么都是簡(jiǎn)單易懂型的，比如以院系名來命名院系大樓——信息工程學(xué)院院系樓就可直接命名為“信工樓”，讓人一目了然；或者根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行較有意蘊(yùn)的命名，但也是能讓人能夠理解并能會(huì)意一笑的——通往藝術(shù)樓的路可以命名為“T大道”；信息工程學(xué)院院系樓稱為“未來云”而非讓人丈二和尚—摸不著頭腦的“智慧路”“求是樓”；或者根據(jù)學(xué)生主要的用途進(jìn)行命名——校園內(nèi)各種大大小小的亭子可以命名為“英語(yǔ)廣角亭”“怡情亭”“懷夢(mèng)亭”等，讓大部分人都能迅速記住，并廣泛推廣。對(duì)于后者，在特色凸顯方面可以指校園環(huán)境設(shè)計(jì)呈現(xiàn)學(xué)校整體特色，比如湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院的汽車文化館設(shè)計(jì)以汽車發(fā)展為軸為師生展開一幅汽車“畫卷”；也可呈現(xiàn)校園文化設(shè)計(jì)板塊特色，比如教學(xué)樓區(qū)域設(shè)計(jì)的文化主題聚焦于課程設(shè)計(jì)、研究熱點(diǎn)；宿舍餐廳區(qū)域的文化主題聚焦于時(shí)事政治、社會(huì)發(fā)展趨勢(shì)等；其他場(chǎng)館區(qū)域的文化主題以校史、地方志為主。

（二）智慧虛擬學(xué)習(xí)空間

虛擬學(xué)習(xí)空間主要指線上學(xué)習(xí)空間，比如課程資源庫(kù)、數(shù)字化教學(xué)等技術(shù)和平臺(tái)的加持。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)融合在一起，通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形圖像處理技術(shù)的綜合應(yīng)用，形成了一種可對(duì)教學(xué)過程進(jìn)行可視化、實(shí)時(shí)化、交互化等多種形式教學(xué)應(yīng)用。并實(shí)現(xiàn)可視化教學(xué)功能的學(xué)習(xí)空間模型。本研究中的虛擬學(xué)習(xí)空間重點(diǎn)聚焦于智慧課程資源庫(kù)、數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)以及人工智能與教學(xué)評(píng)價(jià)的研究與建設(shè)。

課程資源庫(kù)是一個(gè)熟悉的話題，比如國(guó)家級(jí)精品課程資源庫(kù)因其豐富的資源而打破學(xué)校原有壁壘，使得知識(shí)傳播沒有了門檻。智慧課程資源庫(kù)在現(xiàn)有或新建資源庫(kù)的基礎(chǔ)上融入智能化技術(shù)，使其更加靈活和人性化。比如大學(xué)英語(yǔ)課程資源庫(kù)借助大數(shù)據(jù)技術(shù)，根據(jù)學(xué)生的線上學(xué)習(xí)痕跡（答題失誤率、學(xué)習(xí)進(jìn)度等），個(gè)性化地推送自主學(xué)習(xí)資源。另一方面，學(xué)生可以根據(jù)自己的學(xué)習(xí)程度選擇檢測(cè)項(xiàng)目，如能順利通過，則可進(jìn)入下一階段的學(xué)習(xí)。

數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)最大的特點(diǎn)是即時(shí)性，教師在教學(xué)全過程中能隨時(shí)捕捉到學(xué)生的學(xué)習(xí)盲區(qū)，教學(xué)不再是滿堂灌。比如在大學(xué)英語(yǔ)課程的備課環(huán)節(jié)，教師通過學(xué)生的課前自主學(xué)習(xí)了解到學(xué)生新單詞掌握情況以及對(duì)于即將要討論的話題的理解程度，從而及時(shí)調(diào)整教學(xué)節(jié)奏，使教學(xué)設(shè)計(jì)更加符合學(xué)生需求；在線下課堂教學(xué)實(shí)施過程中，教師的實(shí)時(shí)推題以及學(xué)生通過電子終端留下的“疑問”“留白”“爭(zhēng)議”等記號(hào)讓教師隨時(shí)了解學(xué)生的關(guān)注度，從而對(duì)教學(xué)有的放矢；在課后拓展環(huán)節(jié)不再拘泥于抄單詞，編對(duì)話等伏案作業(yè)，數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)的出現(xiàn)讓作業(yè)形式多元化，比如視頻作業(yè)、調(diào)研報(bào)告等，讓英語(yǔ)學(xué)習(xí)更加實(shí)用、有趣、有挑戰(zhàn)。

人工智能+教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制讓學(xué)生的學(xué)習(xí)更富有主動(dòng)性。一方面，人工智能+教學(xué)評(píng)價(jià)機(jī)制讓以往形式化教學(xué)評(píng)價(jià)變得客觀、真實(shí)。教學(xué)評(píng)價(jià)管理者可利用人工智能技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，對(duì)師生數(shù)量、資源訪問數(shù)量、運(yùn)行課程數(shù)量、學(xué)生瀏覽路徑、師生互動(dòng)次數(shù)、資源建設(shè)數(shù)量等數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析，及時(shí)向管理者和一線教師反饋教學(xué)質(zhì)量問題。根據(jù)數(shù)據(jù)處理和分析結(jié)果，虛擬學(xué)習(xí)空間智慧化通過將在線學(xué)習(xí)環(huán)境進(jìn)行設(shè)計(jì)、搭建，形成一個(gè)基于混合現(xiàn)實(shí)和虛擬技術(shù)的虛實(shí)融合學(xué)習(xí)空間，幫助學(xué)生更好地體驗(yàn)混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境中學(xué)習(xí)。同時(shí)為了提高該混合式學(xué)習(xí)空間的應(yīng)用效果，利用了虛實(shí)融合來達(dá)到提升空間用戶體驗(yàn)感和增加參與度等目的。

五、虛實(shí)融合的混合學(xué)習(xí)空間案例分析與應(yīng)用實(shí)踐

案例：《大學(xué)英語(yǔ)課程思政實(shí)施》

（一）學(xué)習(xí)空間建設(shè)

物理空間建設(shè)主要涉及校史館、文化館、“校園之星”宣傳欄、宣傳廣播節(jié)目以及院系及校團(tuán)委組織的“黨建宣講”活動(dòng)等。校史館中布置的內(nèi)容涵蓋學(xué)校建校史、發(fā)展史；職業(yè)教育的發(fā)展歷程與未來發(fā)展趨勢(shì)以及學(xué)校特色文化傳統(tǒng)等。文化館的設(shè)計(jì)包括內(nèi)容涵蓋全國(guó)經(jīng)典紅色文化濃縮；上下五千年歷史脈絡(luò)；職教發(fā)展故事等。

虛擬空間建設(shè)主要涉及大學(xué)英語(yǔ)課程思政資源庫(kù)的建設(shè)。在內(nèi)容方面，大學(xué)英語(yǔ)課程思政是以“新課標(biāo)”中明確提出的學(xué)科核心素養(yǎng)為學(xué)科育人價(jià)值之根本，以“進(jìn)一步促進(jìn)學(xué)生英語(yǔ)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展同時(shí)，加強(qiáng)培養(yǎng)具有中國(guó)情懷、國(guó)際視野，能夠在生活和職場(chǎng)中用英語(yǔ)進(jìn)行有效溝通的高素質(zhì)技術(shù)技能人才”為目標(biāo)；從人文底蘊(yùn)、職業(yè)規(guī)劃、職業(yè)精神、社會(huì)責(zé)任、科學(xué)技術(shù)、文化交流、生態(tài)環(huán)境以及職場(chǎng)環(huán)境八個(gè)專題挖掘大學(xué)英語(yǔ)課程思政。

（二）混合式學(xué)習(xí)空間應(yīng)用：“職場(chǎng)態(tài)度”閱讀課

1.課前在線學(xué)習(xí)

開放討論：資源庫(kù)定時(shí)向所有學(xué)生推送3條必看資源及其他選看資源鏈接，要求學(xué)生討論。了解學(xué)生的思想動(dòng)態(tài)，引導(dǎo)其對(duì)未來認(rèn)真思考，對(duì)現(xiàn)狀深入反思。

自主學(xué)習(xí)：根據(jù)微課進(jìn)行詞匯拼讀與理解學(xué)習(xí)，完成相應(yīng)練習(xí).微課中的詞匯講解與舉例將會(huì)以職場(chǎng)常用情境為背景，進(jìn)行引導(dǎo)。

獨(dú)立思索：依據(jù)教師推送完成預(yù)習(xí)，并思考：教師的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)是什么？其價(jià)值觀導(dǎo)向是什么？鼓勵(lì)學(xué)生養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考的能力。

2.課中教學(xué)實(shí)施

Thinking map 串聯(lián)線下文本閱讀：

教師提供詞匯與表達(dá)應(yīng)用場(chǎng)景，比如完形填空練習(xí)、造句、翻譯等形式，檢測(cè)鞏固課前自主學(xué)習(xí)成效。

閱讀反饋：以小組為單位陳述閱讀過程及閱讀感想，比如采用哪一種“Thinking map”圖進(jìn)行閱讀文本分析？且分組呈現(xiàn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)圖及引導(dǎo)的價(jià)值觀傾向。根據(jù)文本內(nèi)容引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)思考：正確的職業(yè)態(tài)度應(yīng)該指什么？踏實(shí)肯干、創(chuàng)新創(chuàng)造、始終如一。

應(yīng)用提升：通過“提問法”引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系自己的專業(yè)、自己的理想工作，運(yùn)用恰當(dāng)?shù)挠⒄Z(yǔ)進(jìn)行“職業(yè)態(tài)度”的闡述.基于文本而又高于文本的提問引導(dǎo)學(xué)生提煉這次課的“價(jià)值觀”主題，并對(duì)“職業(yè)夢(mèng)”具象化，聯(lián)系現(xiàn)狀，深思未來。

3.課后拓展練習(xí)

嘗試應(yīng)用：教師針對(duì)不同層次學(xué)生推送拓展閱讀素材，要求學(xué)生利用本次課中的“Tree map”進(jìn)行文本分析及內(nèi)容呈現(xiàn)，熟悉鞏固同類型文本的閱讀思路，提高閱讀能力。

成效測(cè)試：推送本次課的單元小測(cè)，包括語(yǔ)法練習(xí)、詞匯鞏固、閱讀理解、單句單段小練等。通過知識(shí)測(cè)驗(yàn)，鞏固所學(xué)語(yǔ)言知識(shí)，同時(shí)反饋學(xué)習(xí)效果。講練結(jié)合的形式，讓學(xué)生有輸入，能輸出。

總結(jié)收獲：推送“黨建宣講”小視頻，要求學(xué)生以小組為單位，模擬宣講場(chǎng)景，結(jié)合對(duì)“職業(yè)態(tài)度”的所學(xué)所悟，拍攝小組“宣講小視頻”，既總結(jié)課堂所學(xué)，又為本單元實(shí)踐課進(jìn)行了鋪墊。

六、結(jié)束語(yǔ)

在混合式學(xué)習(xí)空間應(yīng)用全過程中，提供精品網(wǎng)絡(luò)課程。將課程思政等改革成果動(dòng)態(tài)更新到校級(jí)”《大學(xué)英語(yǔ)》網(wǎng)絡(luò)課程中，方便學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。利用“智課堂”平臺(tái)和學(xué)校智慧教室，采用PPT、計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)軟件等多種形式進(jìn)行教學(xué)，并在線開展測(cè)試、作業(yè)、筆記、討論等活動(dòng)；從課程本身、實(shí)踐活動(dòng)和社會(huì)反饋三個(gè)維度，采用基于大數(shù)據(jù)平臺(tái)“學(xué)習(xí)報(bào)告”進(jìn)行診斷性評(píng)價(jià)，形成性評(píng)價(jià)通過“成長(zhǎng)畫像”累計(jì)活動(dòng)參與積分來衡量，終結(jié)性評(píng)價(jià)則使用“反饋分析”來計(jì)算成長(zhǎng)賦能效益，從而構(gòu)建多模態(tài)評(píng)價(jià)模型。

作者單位：漆江艷 湖南汽車工程職業(yè)學(xué)院

參? 考? 文? 獻(xiàn)

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