?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)課程中應(yīng)用的困境與出路

喻靜雯

摘? 要 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)進(jìn)入中小學(xué)，并作為一種教育技術(shù)進(jìn)入學(xué)生的課堂。研究者分別在一線城市的重點(diǎn)小學(xué)和三線城市的村完小運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)授課，運(yùn)用田野研究的方式試圖探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)科學(xué)課程中的運(yùn)用，探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教學(xué)存在的問題。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);小學(xué)科學(xué);田野研究;教育技術(shù);數(shù)字化環(huán)境

1 虛擬現(xiàn)實(shí)與教育

虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，簡稱VR）是在20世紀(jì)80年代由美國的J.Lanier提出，在20世紀(jì)末發(fā)展起來的一門涉及眾多學(xué)科的高新技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以計算機(jī)技術(shù)為核心，結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)，生成與一定范圍真實(shí)環(huán)境在視、聽、觸感等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境，用戶借助必要的裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對象進(jìn)行交互作用、相互影響，可以產(chǎn)生親臨對應(yīng)真實(shí)環(huán)境的感受和體驗。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有三個基本特征：想象性（Imagination）、交互性（Interaction）和沉浸性（Immersion）[1]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已日漸成為教育技術(shù)的核心內(nèi)容。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助教學(xué)，打破了傳統(tǒng)的知識單向傳授的教學(xué)模式，促進(jìn)學(xué)生發(fā)揮主動性和積極性，開導(dǎo)學(xué)生思維的流暢性、變通性和精細(xì)性，為培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散思維提供了豐富的資源和便利的空間;將學(xué)生的學(xué)習(xí)、練習(xí)及自我測驗結(jié)合起來，形成一種生動、活潑、積極的教學(xué)方式，這是任何傳統(tǒng)的教學(xué)方式、方法所達(dá)不到的，具有不可替代的功能和作用[2]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)何以運(yùn)用于教學(xué)? 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種教育技術(shù)，需要遵循一定的教育理論發(fā)揮其作用，實(shí)現(xiàn)其功能。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用者主要是學(xué)生，因此，作為教育理論核心的學(xué)習(xí)理論是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教育教學(xué)的理論基礎(chǔ)。

1）建構(gòu)主義。建構(gòu)主義認(rèn)為，知識是由學(xué)習(xí)者在一定的社會背景以及具體情境下，通過對知識的加工、他人的幫助而形成自己的理解來獲取的，注重學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中的體驗。這一理論為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入教育領(lǐng)域提供了理論支持。

①虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供了具體的情境。建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是在一定社會情境下發(fā)生的，這一技術(shù)通過計算機(jī)提供給學(xué)習(xí)者有關(guān)所學(xué)知識的具體情境，幫助學(xué)習(xí)者建構(gòu)知識的意義。

②虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生主動建構(gòu)知識提供了技術(shù)支持。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是由計算機(jī)控制的，相關(guān)參數(shù)可調(diào)節(jié)，而教學(xué)是學(xué)習(xí)者充分利用環(huán)境提供的豐富的工具和資源建立自己的認(rèn)識和理解的過程[3]。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可為學(xué)習(xí)者創(chuàng)建交互學(xué)習(xí)的平臺，為學(xué)習(xí)者主動進(jìn)行學(xué)習(xí)和探究以及在學(xué)習(xí)中建構(gòu)自己的理解提供可能。

2）認(rèn)知主義。認(rèn)知主義觀點(diǎn)認(rèn)為，人的認(rèn)識是外界刺激和內(nèi)部心理相互作用的結(jié)果。由此可見，在認(rèn)知主義看來，學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者結(jié)合自己的興趣，基于自身的經(jīng)驗與知識而對當(dāng)前的活動做出的主動加工過程。如何激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，如何引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行主動加工，就成為教師的主要任務(wù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸性、生動性的特點(diǎn)能較好激發(fā)學(xué)生的興趣，對于陳述性知識、程序性知識等的學(xué)習(xí)有幫助作用。

3）行為主義。行為主義學(xué)習(xí)理論的觀點(diǎn)認(rèn)為學(xué)習(xí)有四個基本要素，分別是內(nèi)驅(qū)力、線索、反應(yīng)和強(qiáng)化，重視學(xué)生學(xué)習(xí)動機(jī)和教師的及時反饋。首先，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)內(nèi)容豐富生動，可以增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī);其次，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不受環(huán)境條件限制，教師可以利用這一技術(shù)讓學(xué)生反復(fù)進(jìn)行練習(xí)，不斷強(qiáng)化知識點(diǎn)。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在小學(xué)課堂中的應(yīng)用分析

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在課堂中的運(yùn)用? 研究者分別在某一線城市的重點(diǎn)小學(xué)和某三線城市的村完小進(jìn)行了為期兩周分別共八課時的授課，運(yùn)用田野研究、參與式觀察對兩地使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的授課效果進(jìn)行分析，所授的課程是根據(jù)國外的虛擬現(xiàn)實(shí)源文件設(shè)計的有關(guān)科學(xué)學(xué)科的課程，試圖發(fā)現(xiàn)和解決在真實(shí)授課中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)使用存在的問題。

1）一線城市的重點(diǎn)小學(xué)。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要在我國發(fā)達(dá)地區(qū)的優(yōu)質(zhì)重點(diǎn)學(xué)校中運(yùn)用甚廣，在課程設(shè)置方面主要被單獨(dú)安排成特殊的虛擬現(xiàn)實(shí)課，并沒有與學(xué)科課程進(jìn)行融合，在課程定位上可被看成校本課程、特色課程以及拓展課程。

①學(xué)校介紹。研究者所在的小學(xué)屬于一線城市第二梯隊的重點(diǎn)公辦小學(xué)，教育資源優(yōu)厚、硬件設(shè)施配備齊全。學(xué)校的虛擬現(xiàn)實(shí)課主要安排在3～4年級，學(xué)校配備了一間虛擬現(xiàn)實(shí)教室，教室里有40臺虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡，兩臺虛擬現(xiàn)實(shí)眼鏡的消毒和充電柜。課桌被分成五組，每組八人。從座位的安排形式來看，具有探究性課程的特色。學(xué)校的虛擬現(xiàn)實(shí)有關(guān)課程主要以團(tuán)隊外包的形式呈現(xiàn)，由校外的科技公司提供課程包，包括虛擬現(xiàn)實(shí)的設(shè)備、課程體系、授課教師等。課時安排為每周兩次課。課程內(nèi)容在學(xué)科分類中屬于科學(xué)學(xué)科的下屬知識。

②學(xué)生體驗與教師感受。學(xué)生對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)較為感興趣，但是對于課程內(nèi)容并無太大興趣。在上課期間，學(xué)生多次說“我早就去過了……”“我已經(jīng)知道……”等內(nèi)容，雖然課程內(nèi)容在選擇上考慮了低學(xué)段的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，但是沒有考慮學(xué)生的學(xué)情，很多知識在上課前學(xué)生已經(jīng)了解，此處的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的滲入環(huán)節(jié)有點(diǎn)兒多余，學(xué)生已經(jīng)有了自己的經(jīng)驗。

2）三線城市的村完小。

①學(xué)校介紹。三線城市的村完小地理位置較為偏僻，處于遠(yuǎn)離縣城的山區(qū)，教育資源比較薄弱。平時的課程安排沒有虛擬現(xiàn)實(shí)課程，學(xué)生之前也從未體驗過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，之所以能引入虛擬現(xiàn)實(shí)課程，主要來自當(dāng)年暑假的支教團(tuán)。學(xué)校的虛擬現(xiàn)實(shí)課程的對象主要是按年級分班的“小班”和“大班”，其中“小班”為一年級至三年級的本校參與夏令營的學(xué)生，約60人;“大班”為四年級至六年級的本校參與夏令營的學(xué)生，約50人。上課地點(diǎn)是學(xué)校的普通教室，設(shè)備由教師自行帶入教室。

②學(xué)生體驗與教師感受。班上學(xué)生之前均未體驗過VR眼鏡，對于設(shè)備非常感興趣，發(fā)言和體驗的學(xué)生非常多，對于展示的VR場景也非常感興趣，學(xué)生反饋和課堂效果比較好，但是他們多聚焦于設(shè)備的體驗，對知識點(diǎn)的學(xué)習(xí)興趣不大。

研究者在授課的時候發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備使用的城鄉(xiāng)差距較大，如兩邊同上主題為“慶祝建國70周年，共游祖國大好河山”的虛擬現(xiàn)實(shí)課程，城市的學(xué)生對虛擬現(xiàn)實(shí)呈現(xiàn)的景色并不感興趣，且踴躍表達(dá)自己親身去旅游的經(jīng)歷;而鄉(xiāng)村的學(xué)生則對“眼前的景色”充滿興趣和期待，他們中的大部分連縣城都沒有去過。如果設(shè)計VR相關(guān)課程，還需要充分考慮城鄉(xiāng)差距。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)課程在課堂中運(yùn)用的困境

可用課程資源缺乏? 由于技術(shù)限制，很多目前市場上在用的虛擬現(xiàn)實(shí)課程的源文件都來自國外，沒有根據(jù)國內(nèi)課程需要進(jìn)行再開發(fā)，一方面是因為缺乏這類人才，另一方面是因為開發(fā)成本較高，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在游戲、商業(yè)推銷等方面運(yùn)用更為廣泛。教育系統(tǒng)中目前存在的虛擬現(xiàn)實(shí)課程，多數(shù)是由國內(nèi)的教師根據(jù)國外的虛擬現(xiàn)實(shí)科普素材，開發(fā)一門適用于小學(xué)課堂的虛擬現(xiàn)實(shí)課程，課程資源包包括虛擬現(xiàn)實(shí)文件、教案以及課堂上播放的幻燈片。

國外的虛擬現(xiàn)實(shí)資源雖然具備一定的體系，但是這種體系只是從科學(xué)的角度進(jìn)行分類，缺乏對學(xué)生主體性的關(guān)照，即使教師在課程開發(fā)的過程中照顧了學(xué)生的需要，但是始終被已有內(nèi)容牽絆，課程內(nèi)容需要始終兼顧虛擬現(xiàn)實(shí)資源的內(nèi)容，使得課程缺乏系統(tǒng)性，教學(xué)缺乏連貫性。除此之外，作為課程開發(fā)人員的教師也很難劃分科學(xué)的分段教學(xué)內(nèi)容，課程能否達(dá)到其應(yīng)有作用，值得商榷。

授課方式傳統(tǒng)單一? 在虛擬現(xiàn)實(shí)的授課過程中，根據(jù)教師的課程設(shè)計，虛擬現(xiàn)實(shí)的角色總共有三種，分別是作為導(dǎo)入的虛擬現(xiàn)實(shí)材料、作為佐證的虛擬現(xiàn)實(shí)材料和作為總結(jié)的虛擬現(xiàn)實(shí)材料（見表1）。

1）作為導(dǎo)入的虛擬現(xiàn)實(shí)材料。在一些虛擬現(xiàn)實(shí)內(nèi)容較少的課程中，虛擬現(xiàn)實(shí)材料會擔(dān)任“導(dǎo)入”的角色，吸引學(xué)生的興趣，但是課堂紀(jì)律很難管控。

2）作為佐證的虛擬現(xiàn)實(shí)材料。在這種課程設(shè)置中，虛擬現(xiàn)實(shí)材料在課程中間出現(xiàn)，作為輔助的教學(xué)內(nèi)容呈現(xiàn)。

3）作為總結(jié)的虛擬現(xiàn)實(shí)材料則在教學(xué)的最后一部分出現(xiàn)，如此安排可以較好地控制課堂紀(jì)律，加深學(xué)生印象。

由此可見，目前虛擬現(xiàn)實(shí)材料所承擔(dān)的角色與之前多媒體幻燈片承擔(dān)的角色相仿，兩者并沒有本質(zhì)區(qū)別，區(qū)別只在于一個是三維空間，一個是二維圖片。當(dāng)下尚未找到虛擬現(xiàn)實(shí)材料在課堂中的不可取代的作用，虛擬現(xiàn)實(shí)課程是否值得走進(jìn)課堂仍需商榷。

課堂紀(jì)律難以把握? 課堂紀(jì)律是小學(xué)課堂中需要重點(diǎn)管理的部分，虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備迎合了小學(xué)生喜歡具體形象事物的思維特點(diǎn)，一旦在課堂上使用虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備，紀(jì)律管理是個難題。研究者無論在鄉(xiāng)村還是在城市，在授課的時候都需花很大精力管理紀(jì)律，占用了寶貴的教學(xué)時間。

4 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中使用的建議

開發(fā)適用于教學(xué)的虛擬現(xiàn)實(shí)材料? 目前的虛擬現(xiàn)實(shí)材料多為國外現(xiàn)有的文件，如果要在國內(nèi)的課程中運(yùn)用，需要計算機(jī)、心理學(xué)、人類工程學(xué)等專家共同開發(fā)研究，使得虛擬現(xiàn)實(shí)材料兼具學(xué)科性與技術(shù)性。在授課過程中，教師也要設(shè)計適用于虛擬現(xiàn)實(shí)材料的教學(xué)過程。

挖掘虛擬現(xiàn)實(shí)材料的現(xiàn)實(shí)意義? 虛擬現(xiàn)實(shí)是否有必要融入小學(xué)課程是亟待澄清的問題，不能因為新奇而盲目引入，要思考對教育是否有新的貢獻(xiàn)和價值。雖然已經(jīng)討論虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于教育教學(xué)的理論基礎(chǔ)，但是并不說明其進(jìn)入教學(xué)是必要的，學(xué)者需要進(jìn)一步思考虛擬現(xiàn)實(shí)的特殊意義。

5 總結(jié)與展望

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及相關(guān)設(shè)備在小學(xué)中主要運(yùn)用于科學(xué)課的教授，但是它并不是不可取代的，與傳統(tǒng)的多媒體設(shè)備相比，雖然其呈現(xiàn)的內(nèi)容更加形象化，但是其成本和管理都存在很大的難題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育技術(shù)領(lǐng)域雖然并不是新角色，但是關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)如何走進(jìn)課堂，在課堂中科學(xué)應(yīng)用的理論和實(shí)踐研究還很少，只有弄清虛擬現(xiàn)實(shí)的本質(zhì)特點(diǎn)，才能讓其更好地服務(wù)于教育，而不是教育被一種教育技術(shù)所綁架。

參考文獻(xiàn)

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