基于虛擬技術的沉浸式教學研究

花瑞潔 桑影影 哈爾濱石油學院

一、基于虛擬技術的沉浸式教學理念

基于虛擬技術的沉浸式教學理念是沉浸式傳播理論的延伸和運用。李沁在《沉浸傳播——第三媒介時代的傳播范式》中總結：“沉浸傳播是一種全新的信息傳播方式，它是以人為中心、以連接了所有媒介形態(tài)的人類大環(huán)境為媒介而實現(xiàn)的無時不在、無處不在的傳播。”

基于虛擬技術的沉浸式教育創(chuàng)新最大的特征是改變了教與學的地位與關系，它能更好地為學生構建學習的平臺和環(huán)境，特別是VR虛擬現(xiàn)實技和AR增強現(xiàn)實技術的發(fā)展，更好地豐富了教學情境的呈現(xiàn)效果，加強了交互感知，給學生提供了沉浸式教學的體驗，從而激發(fā)了學生主動探索、主動學習的過程，使學生的學習充滿了創(chuàng)造性和想象力。它改變了傳統(tǒng)的教學理念，是以知識生產、知識創(chuàng)新為核心的一種更高級的教學途徑。

(一)以學生為服務主體

沉浸式教學是一種“以學生為中心”的教學模式，不再是“教師講，學生聽”的灌輸式、填鴨式的教學，而是通過沉浸式虛擬技術將知識和信息構建成更豐富更逼真的具體情境，強調學生在學習過程中的完全沉浸和主動行為。沉浸式教學關心學生的生理和心理體驗，讓學習變成一種快樂的事情，學生通過和媒介的主動接觸，進入深度學習，使學生在潛移默化中獲得教育，是一種更有效更友好的教學手段。

(二)虛擬與現(xiàn)實的交互學習

虛擬現(xiàn)實技術可以通過計算機創(chuàng)建和模擬一種三維交互的虛擬環(huán)境，使受眾沉浸其中，獲取信息，進行互動，從而獲得動態(tài)實景的交互體驗。特別是運用在實踐技能的學習中，虛擬現(xiàn)實技術可以提供很好地互動環(huán)境。媒介是溝通虛擬與現(xiàn)實的橋梁，學生在虛擬環(huán)境中可調動視覺、聽覺、觸覺去感受世界，模擬人體的運動知覺，并進行操控和反饋，真正參與到教學實踐中來。更有利于激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造性。

(三)媒介融合的泛在學習

在沉浸教學所在的“第三媒介時代”強調信息和知識的無時不在，無處不在?；ヂ?lián)網信息化高度發(fā)展的今天，傳統(tǒng)課堂的知識傳輸已不能滿足現(xiàn)代化的教學，我們可以隨時隨地獲得海量的教學資源。沉浸式教學最理想的狀態(tài)是構建“沉浸生態(tài)系統(tǒng)”，完成“深度徹底的媒介融合”，從而使學習再無邊界，實現(xiàn)真正的泛在學習。

(四)真正的創(chuàng)新教育

這是個“弟子不必不如師”的時代，多元的信息渠道已經為學生創(chuàng)造了龐雜的知識積累。在沉浸教學中，傳道者和受業(yè)者的身份并不固定，學生在交互泛在學習的過程中，既是知識的獲得者，也是知識的生產者。教師作為引導者和輔助者，和學生共同構建知識和體系。

二、虛擬技術在教學中的應用

互聯(lián)網虛擬技術在不同領域應用廣泛，大數(shù)據(jù)、云平臺、虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實、人工智能等虛擬技術在教育領域的應用也展現(xiàn)出了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

(一)VR 技術在創(chuàng)新教育中的應用

谷歌在虛擬現(xiàn)實技術的開發(fā)上一直走在世界的前列，Google Expeditions的虛擬現(xiàn)實教育計劃，通過技術手段創(chuàng)建虛擬情境，可以將學生送到地球上任何地方去探險，甚至可以登陸航天飛船環(huán)游月球。

還有基于沉浸式語言學習的相關應用，同樣可以通過VR技術創(chuàng)建原生語言環(huán)境，使學習者可以與世界各地的人聯(lián)系，在虛擬世界中和他人互動提高語言技能。

針對技能培訓的VR 實驗室，可以讓學生在虛擬現(xiàn)實中進行模擬操作，直接的視聽體驗有助于學習者更投入到學習情境中，游戲化的操控和設計也能激發(fā)學生的學習興趣，同時也避免了在現(xiàn)實的不可知環(huán)境中遇到危險。

虛擬現(xiàn)實在藝術設計和建筑漫游等領域也有很大優(yōu)勢。學生可使用VR來構建建筑3D模型，然后虛擬地訪問它們。實驗發(fā)現(xiàn)，沉浸式虛擬現(xiàn)實可以很好地激發(fā)學生的想象力和創(chuàng)造力，為藝術創(chuàng)造提供無限的可能性。

(二)AR 技術在創(chuàng)新教育中的應用

AR增強現(xiàn)實技術是VR虛擬現(xiàn)實的延伸，它將計算機生成的虛擬物體和真實世界的場景進行無縫嵌入，產生一種特殊的可視化環(huán)境。學習者也可以通過穿戴特殊設備，如AR眼鏡、數(shù)據(jù)手套等與真實環(huán)境進行人機交互。

美國華盛頓大學開發(fā)名為“Magic Book”的增強現(xiàn)實系統(tǒng)，使傳統(tǒng)出版讀物的圖文描述轉變?yōu)槿S立體成像，開創(chuàng)了增強現(xiàn)實技術在教育教學中應用的初倪。

由谷歌支持的創(chuàng)業(yè)公司Niantic推出的AR地圖，利用其龐大的用戶群來幫助構建大規(guī)模的超現(xiàn)實圖景，被認為是幫助AR技術走向主流的一大推力。

三、總結

在我國，虛擬技術的發(fā)展與應用也受到了國家信息部、文化部的高度重視，國家中長期發(fā)展規(guī)劃也將虛擬現(xiàn)實技術列為國家重點發(fā)展的前沿項目之一。虛擬技術為沉浸式教學提供了更具個性化和體驗感的教學，同時也構建了更泛在、更交互的學習理念，也為培養(yǎng)創(chuàng)新型創(chuàng)業(yè)型人才提供了更多可能性。