VR 技術在教育應用過程中的功用、實踐維度與教師角色的轉向

甘甜

摘要：運用文獻資料與邏輯分析相結合的方法對VR技術在教育中發展脈絡、功用、實踐維度進行一系列剖析，進而提出VR教育課堂實踐中教師角色的轉向.研究認為，VR技術在教育教學過程中其應用是廣泛的，具體應用于三維物體展示、事件還原、技能訓練與場所模擬.在VR實施的過程中，教師應由轉向設計者、專家學者以及導航者.

關鍵詞：VR;教育應用;數字化;實踐維度;教師角色

中圖分類號：G434? 文獻標識碼：A? 文章編號：1673-260X（2019）07-0160-03

作為一項誕生、發展于發達國家的科學技術，虛擬現實（Virtual Reality）技術研究已經逐漸進入國人視野.2018年教育部將虛擬現實技術應用于教育教學的推廣作為教育信息化的年度重點工作任務，并且在全國批準建設了200多個虛擬仿真教學中心.根據教育部要求，全國各類高校要深入研究與推進信息技術與教育深度融合，促進以人工智能、虛擬現實技術與大數據為主的新技術融合到教育教學中來.毫無疑問，虛擬現實技術作為一種新興的技術力量進入與融合于教育教學，必將帶來教育教學革命性變革.那么，虛擬現實（VR）能夠在教育教學哪些方面加以應用，教師角色將會產生哪些變化，則均是一個有待于深入剖析的重要話題.借此，本文將從虛擬現實（VR）教育入手，對虛擬現實與教育教學的應用進行一系列探討，以期為教育工作者提供一定的借鑒與參考.

1 VR教育發展的概述與功用

VR教育在國外已經發展多年，但在國內一直處于摸索階段，近年來，隨著國內各類技術的成熟與發展，VR為國人所重視與推進.事實上，VR技術在諸多方面有其獨特的功能，在教育教學上具體表現為可以為學生提供沉浸式、個性化以及創造性學習等三方面.

1.1 VR教育發展的概述

若想深入認知VR教育，則需要對其本體進行深入理解.客觀上來講，虛擬現實技術是計算機發展基礎上的新興產物，它是以計算機為核心，構建、生成與再現現實環境的一種技術.用戶可以借助相應的設備與虛擬環境的對象進行交互，從而在聽、視甚至觸覺等方面獲得真實的環境感受與體驗.相對比而言，在國外VR教育并不是新鮮事物，可以說已經日臻完善，尤其在美歐國家之中早有實踐與摸索.早在1960年，Ivan Sutherland教授便提出“The Ultimate Display”概念，1994年，《Virtual Reality Technology》出版發行，標志著VR技術已經走向成熟.近些年來，VR技術作為一種技術手段，在各個領域之中從未中斷過，并不斷地為人們深入拓展，幾乎涵蓋了所有領域.隨著VR技術的成熟，VR技術逐漸進入了教育領域，幾乎應用在大部分學科，尤其是在醫學、汽車工程、工程學科、語言教育推廣.隨著虛擬現實技術的不斷發展，近年來，發展中國家也在不斷地推行VR教育，VR教育技術不斷地進入各類領域.當下VR已經具備美國林肯實驗室開發的Z-Space、美國的Wikitube、德國Metaio系統，此外，還有諸多沉浸式系統，諸如Oculus Rift、HTC VIVE.

1.2 VR教育應用在課堂中的重要功用

VR教育應用于課堂之中，與傳統教育相比有著較多的優勢.具體可以體現為以下三個方面：第一，實現學生的沉浸式學習.VR技術通過技術能夠構建一個與外界相類似的仿真世界，個體在學習的過程中可以身心沉浸其中，具有強烈的現場感、臨場感.虛擬技術可以讓學生盡最大努力地投入到學習之中的同時，還可以減少外界對他的影響.第二，VR可以實現交互式個性化學習，從具身認知的角度上可以看出，虛擬現實技術可以實現與學習者個體一對一的交互，可以為學習者創造一個個性化的學習環境，學習也可以通過自己實踐來為自己提供一個獨一無二的感性環境.VR還可以通過多個平臺聯合的方式為學習者提供一個互動的空間，為學習者合作與互動提供良好的平臺與空間.第三，VR可以為學習者提供發展構想式創造性學習.正如建構主義所講，VR通過虛擬現實技術建構的虛擬環境，可以引發學習者對世界的聯想.由于虛擬技術非常靈活，可以實現對多個場景與體驗的建構，學習者的思維也會獲得極大地促進，使學習者的創造性思維得到發展，并且，獲得自主能力實踐的極大提高，恰恰彌補了傳統教學學習情境與意義建構的不足.

2 VR教育應用的實踐維度

教育部教育信息中心理事、重慶社會科學名師羅化瑜講：“VR與教育不期而遇，給教育以革命性變革”.VR在教育的應用可以說是多方面的，不僅僅是實物展示上、事件回顧，而且還在于技能訓練、場景建構等方面.

2.1 VR教育應用于三維物體展示與事件還原

VR具有強有力的圖像展示功能，具有三維成像的功能.在實際教學中，VR可以幫助學生理解現實、觀察各類物體的結構.一方面，在各類學科建設的過程中，尤其是物理、化學、生物、數學等理工類學科知識的學習過程中，需要了解大量的實物內部結構，傳統教學則需要動手制作、拆解、移動各類物質，通過相關儀器進行觀察.而VR出現以后，則改變了這一實際情況，教學過程中教師與學生可以通過Z-Space這類軟件系統，對物質進行拆解、移動與旋轉，從各個維度、角度地對物體進行深入學習，為后續學習奠定深入基礎.同時，VR在歷史、中文、社會學等學科中也有著諸多應用.在這一類學科中，通常是需要對事件進行回顧與梳理的，然而，在現實情況下，大多數事件均已經成為過去事件，難以回顧，VR則可以通過虛擬現實的事件，通過對事件的解析與復原，幫助學生參與到事件之中來，使學生親身體驗厚重的歷史、各類事實，促使個體學習效果的提升.例如：HTC VIVE便有模擬“阿波羅登月”現場的場景，只要學生帶上VR頭盔，學生便可以感受到登月的每一個細節，來觀察和體驗事件的原委，并且，整個學習過程都由學習者自己來控制.

2.2 VR教育應用于技能訓練與場所模擬

VR除了三維物體展示外，還可以在技能訓練、虛擬場景建構等方面進行深入地應用.眾所周知，大多技能訓練通常是以模仿而來，而后通過動作實踐進而實現內化.但大多數技能訓練與學習是需要教練與指導者參與而獲得的，缺少教練與指導者的在場，大多數學習者則難以進行技能的學習與訓練，而VR虛擬現實的技術恰好實現了教練員或指導者的功能，學者們通過VR沉浸式的學習，則可以更為專注地進行學習，同時，VR還可以克服缺少教練、場地與天氣等不可控制的因素，可以給學習者學習行為的促進.通過VR對技能的不斷回顧，還可以強化個體的訓練，使習得的技能可以保持得更為持久.另外，在各類學科教學過程中，為了開授新的教學內容，需要一個前置性的導課，但教學人員以語言方式的導課內容往往與要學習的內容相差甚遠.VR技術的應用可以使學習者不僅僅能看、能聽，還能“以身體驗”，使學習者獲得全身心的感知.在醫學、體育、物理教育體系之中，目前有大量的VR應用，例如讓學習者體驗“海因茨服藥”的現場，學習者通過深入地體驗個體服用海因茨的為難與糾結，通過VR的體驗學習者可以有更多的情感參與和個體獨特的認知，對學習者的社會性、心理性有較大的幫助.

3 VR教育應用中的教師角色的轉向

在教育教學實踐過程中，教師的角色是不言而喻的.VR技術在教育的出現，教師需要基于現實在課堂教學中做較大程度的調整，無論從角色上，還是從管理上都需要進行一系列的調整，才能在課堂中發揮較好的影響作用.

3.1 由教育實施者向教學設計者轉變

傳統教育課堂上，教師是一個強有力的實施者，但在一定程度上，教師的自主權利是相對有限的.由于受到條件、技術等方面的限制，教師對技能、對事件、對場景大多情況下，只能以言語的方式展開.而VR技術的出現，則可以幫助教師解決了以上諸多問題.但為了更好地應用VR技術則要求教師由教育實施者向教學設計者轉變.一方面，VR在教學方面給予教師了較大的自主權，教師要做的則是了解學生學習的需求與“痛點”，精心選擇學生要學習的重點與難點，選擇特定的學習內容，結合VR來設計教學，讓VR服務于教學，同時，教師也需要積極探索VR環境下的有效地課堂教學策略與原則，讓VR為教學活動提供個性化的教學而服務.在某種程度上來講，教師經過多年的教學，對各類學科是有著深入認知與體驗的，VR的介入則可以幫助教師實現其教學的各種想法，但這需要教師不斷地提高自身的素養，對VR予以深入理解和學習，進一步思考VR在技術、情感、倫理等方面的問題，使VR更好地與教育教學融合.

3.2 由傳統講授者轉向專家型學習者

VR應用于教育教學的過程中，教師要由傳統講授者轉向專家型學習者，這一點是國外教學中呈現的共性經驗.在某種程度上來講，在傳統課堂中知識呈“固態”、自上而下而進行，教師采用相對固定的模式將知識傳授給學生.而在這種情況下，教師的角色基本上是講授者.而VR的出現，不論在技術教學還是教學方法、手段、技巧上均對教師提出了新的要求.教師除了做知識的傳授者，還需要做一個專家型的學習者.客觀來講，專家型學習者與一般學習者不同，他需要有更敏銳的目光，更理性的思考以及更強的實踐能力.教師唯有做一個專家型學習者，才能在認識虛擬現實這一充滿潛力的新型技術時，做到不急于評估，也不要急于將其與原有的知識直接結合（即同化），而是能充分體驗和理解，就新知識本身的組織來形成新的結構，才能在面對虛擬現實技術深入課堂時，不斷更新自身專業知識，掌握運用虛擬現實技術的技巧，及時轉變觀念態度.就如蘇伯格所說：“教師們努力去感受技術，領會到如何激活技術，將他們的‘聲音’在技術上表現出來”.做一個具有開放心態的專家型學習者，推動虛擬現實技術與教育的深度融合.

3.3 由課堂掌握者要向學習導航者轉變

在以教師和教材為中心的傳統課堂上，課堂重點通過板書、提問和強調等方式呈現，學生的思維完全被教師牽引，教師是整個課堂的掌控者.換言之，傳統教學過程中，教師是知識的掌握者，是學生學習方向的把控者.對于大多數學生而言，學生的學習優劣主要受教師的教授與導向所影響.VR技術在教育教學中的出現，學習者以沉浸式的學習方式投入到教學之中，在很大程度上，規避了外界的干擾.而在虛擬現實技術環境下的課堂，由于VR設備的獨特性，學生處于一種半脫離教師掌控的狀態，學生能更加主動積極的思考.在這種情況下，教師已經不適合繼續充當課堂掌控者的角色，此時更應該扮演導航者的角色虛擬現實技術為學生提供了一個親自參與、主動思考的環境，并為學生創 造了可經歷實踐與創新的過程.在虛擬現實技術環境下的課堂，教師應放棄嚴格的控制，做一個具有適應虛擬現實技術環境下課堂能力的導航者.

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