虛擬現實技術促進在線課程的具身轉向

侯雅婷 尚曉青 陜西師范大學教育學部

在新冠疫情期間，教育部發布“停課不停學”的相關要求，在線課程以其便利性、靈活性、資源快速共享等優勢脫穎而出。但在線課程在展示其優勢的同時，也陷入了“離身旁觀”的怪圈，具體表現為：①課程內容形式單一，學生難以借助身體及身體活動進行體驗；②課程實施脫離情境，忽視日常生活和真實情境；③課程互動生成有限，師生、生生互動性差。而虛擬現實技術的沉浸性、想象性和交互性三大功能能夠有效克服傳統在線課程“離身旁觀”的問題，為在線課程的具身轉向提供技術支持。

● 虛擬現實技術促進在線課程具身轉向的應然特征

傳統在線課程是基于二維網絡技術平臺的平面化課程，脫離學生個體經驗和具體生活情境，師生交互性較差，具有客觀普遍性、靜態確定性等特征。隨著教育信息化的不斷發展，基于信息技術的智能思維取代傳統的實體思維，為信息技術與課程領域的深度融合提供更加廣闊的空間。因此，虛擬現實技術促進在線課程發展的核心，在于打破傳統思維的限制，發揮智能思維的個性化、情境性、交互性、生成性等特征。虛擬現實技術支持下的在線課程表現出身心合一的課程內容、體場融合的課程實施以及體場生成的課程創生的具身性特征。

1.沉浸式體驗：身心合一的課程內容

身心合一是指在線課程內容具有可操作性和具體性。在虛擬現實技術的支持下，在線課程學習中的學生化身生動鮮活的虛擬人物進入虛擬世界，借助虛擬角色的虛擬身體感知課程內容，參與知識探索。從具身認知理論出發，身體經驗是建構知識的基礎，學生可以通過身體活動和鮮活的生理性體驗進行知識的建構。特別地，針對工程、機械、醫學等實踐性較強的學科，設計支持學生身體參與的在線課程尤為重要，在具身的操作和實驗中，學生可以深切體會到知識的實踐價值，在實踐操作中形塑認知。黃坪等人探討了基于MOOC的醫學虛擬仿真實驗室，學生可以不受倫理學、時空界限、實驗條件等多種限制，自由地在網上預約實驗，將那些無法在病人身上練習或醫療危險性較大的實驗通過模擬訓練的方式操作練習。虛擬現實技術的融入使在線課程以可視化、立體化的形式呈現在學生面前，學生可通過視覺、觸覺、聽覺、嗅覺等多種感官通道在虛擬現實環境中感知和參與。這種積極的身體參與也使深度認知得以產生，身體參與認知激活的交感神經幫助理解復雜概念，同時，交互引導也有助于心智擴展，虛擬現實環境、認知和身體共同構成具身認知系統，打破傳統在線課程的物理限制，拓寬身體通往深度認知的渠道。

2.情境中學習：體場融合的課程實施

體場融合是指在線課程實施具有情境嵌入性和體驗性。在線課程的學習不再是觀看平面化的課程視頻，而是在一個高度逼真的立體化虛擬情境中探索和活動，教師可以在虛擬情境中重現現實世界或創造一個豐富多元的虛擬世界。從具身認知理論出發，身體是嵌入環境的身體，知覺是實時的、發生于具體環境中的行動，與情境密切相關。瓦雷拉認為，具身認知的方法源于佛教的“正念”，“正念”意味著心智呈現在具身的日常經驗中，即將抽象的心智還原到個人經驗的情境中。因此，在線課程的有效實施離不開模擬真實場景的虛擬情境的創設。曲茜美等人設計了情境故事視角下的MOOC游戲化設計模型，借助虛擬現實技術創設虛擬情境，能夠克服MOOC學習中缺少真實情境的弊端，增加MOOC的沉浸感和吸引力，減少MOOC輟學率。在整個MOOC的設計中，教師可以借助視頻創設完整的故事情境，也可以在情境任務中加入MOOC平臺的討論、作業等功能，使學生沉浸于一個真實完整的故事中，感悟知識的生活價值和實踐魅力。虛擬情境的創設為在線課程突破場域限制提供可能，學生成為知識的積極反應者和主動探索者，課程實施取向從知識技能的忠實傳授轉變為創造性思維和自主探究能力的激發與培養。

3.虛擬式互動：體場生成的課程創生

體場生成是指在線課程的創造與生成具有動態性和互動性。在線課程中的互動不再是靜態的、線性的輸入—輸出過程，而是以多元的、互動生成的非線性思維代替單一的、預定的線性思維，實現課程內容的動態生成，學生在與環境、與他人的動態交互中生成新的經驗體驗。從具身認知理論出發，交互的認知過程既是身體與環境不斷交換信息的動態平衡過程，也是身體在更大場域建構新知識、新概念的生成過程。因此，在線課程中的學習互動是一個連續的動態生成過程。劉萍萍等人探究了“慕課”環境下的虛擬實驗系統，虛擬實驗教學系統由虛擬實驗室、自主學習、實驗報告評閱等模塊組成，支持多用戶同時在線操作，有效改善傳統實驗資源匱乏的問題。學生可以不受場域限制開展在線實驗，在虛擬實驗室中自由地與小組成員互動交流，并通過成員間的合作探究，共筑在線學習共同體。虛擬現實技術融入在線課程，有效促進學生在體場生成的過程中實現人際互動和自我建構：①虛擬現實技術使學生化身為虛擬角色與虛擬情境中的教師和同伴進行互動，師生、生生通過提問、答疑、合作探究等多種形式進行實時互動；②在動態實時的互動中，學生得以將群體的智慧沉淀為自己的智慧，在多元的視角中不斷審視知識和概念的合理性，培養批判性思維和反思意識。

● 虛擬現實技術促進在線課程具身轉向的實踐路徑

在虛擬現實技術的支持下，在線課程與學生身體、具體情境的對立消解于虛擬現實環境中。在線課程的發展，不僅要搭建課程實施的信息技術平臺，更要尊重學生在平臺中的主體地位。因此，在線課程具身轉向的實踐路徑，就是設計立體化、可視化的課程內容，創設生動有效的虛擬情境，打造動態多樣的互動形式以及構建多模態反饋的立體化評價。

1.具身的參與——設計立體化、可視化的課程內容

①概念符號立體化。教師可以設計立體化的知識模型，學生360度全方位觀察模型要素及其結構，并根據自己的需求任意放大或縮小知識模型，促進復雜概念知識的內化。有研究表明，360度的VR視頻有助于學生掌握知識技能，激勵學生自主學習，并且會產生長期的學習效果。例如，在工程教學中，教師可以利用MOOC虛擬交流平臺以可視化、立體化的形式全方位展示建筑物所處的周邊環境，師生可以共同在建筑物內虛擬漫游，獲得一手資料。

②內在邏輯可視化。教師可以將抽象復雜的概念以及它們之間的相互關系以外顯的形式表現出來，學生通過親身觀察和操作立體化的知識模型，挖掘內隱信息，進而深入理解抽象復雜的概念，厘清知識的內在邏輯。例如，構建立體化的化學分子模型，學生可以具身操控分子模型，觀察不同原子之間相互連接的方式，也可以根據化學原理改變分子結構，將抽象的化學分子結構內化于心。

2.具身的想象——創設生動有效的虛擬情境

學習氛圍差、知識脫離生活情境一直以來都是傳統在線課程的弊端。在線課程的學習既缺少面對面的課堂氣氛，又缺少特定文化場域。虛擬現實技術下的在線課程支持“身臨其境”的學習，學生在虛擬情境中的體驗與真實情境類似，甚至可獲得真實情境中無法獲得的體驗。虛擬情境的創設應考慮以下兩點要求：①可操作性強。虛擬情境不應只是學生可觀察的動態場景，而應融合視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等多感官體驗的多模態情境。教師應當選擇和設計簡單可操作的多感官融合虛擬情境，學生通過控制虛擬角色接觸虛擬情境中的事物，進行自主探索。②知識重難點突出。基于情境的學習有利于挖掘其隱性育人功能，潛移默化地影響學生，但也容易產生無關干擾，增加學生的認知負荷。因此，虛擬情境的創設并非將所有知識全部呈現給學生，教師應當考慮具體的課程與教學目標，以目標為導向，突出知識重難點，實現育人目標最大化。

3.具身的互動——打造動態多樣的互動形式

傳統在線課程使學生處于孤立狀態，難以獲得線下課堂教學中師生、生生之間親密無間的互動體驗?；谔摂M現實技術的在線課程能夠打造動態多樣的互動形式，主要包括以教師指導為主的互動、以同伴協作為主的互動和以自主探究為主的互動。此外，每種互動形式都不是孤立無援的，而是與其他形式相互融合、相輔相成，共筑“虛擬情境—教師—學生”的線上學習共同體。

①以教師指導為主。教師借助替身對學生進行針對性指導，開展個性化教學，學生也可求助于虛擬輔助教師，與輔助教師進行虛擬問答。例如，教師可以通過學生的身體語言和面目表情理解其要表達的意思,學生可以實時舉手發言，增強教學的交互性。

②以同伴協作為主。學生及同伴紛紛化作虛擬角色，在虛擬情境中合作交流，完成共同的任務。

③以自主探究為主。學生可以依據教學目標設計自主學習目標，選擇感興趣的內容進行自主探究，在“身臨其境”的學習環境中發現問題、分析問題、解決問題和自我反思，促進顯性知識的內化，實現隱性知識的有效挖掘。

4.具身的反思——構建多模態反饋的立體化評價

傳統在線課程的評價僅僅關注客觀知識和技能的學習，以線上章節測試和期末考試為主要形式。評價過分強調認知層面，往往忽視學生參與多模態活動的身體主體層面。在虛擬現實環境中，教學數據和學習數據一并存入云端數據庫中，師生可以隨時監控學習過程進展，并通過分析多模態數據獲得教學和學習反饋，完成對整個學習過程的立體化評價和對自身的反思?；谔摂M現實技術的在線課程評價應當充分發揮其記錄多模態數據和實時反饋的優勢，構建多模態反饋的立體化評價。

①關照身體信息的評價。將對學生身體結構和感知覺—運動系統的評價納入評價范圍。課前，教師創設虛擬情境，預估學生可能出現的身體行為變化；課中，教師在虛擬教室和虛擬實驗室中觀察并記錄學生的身體表現；課后，教師通過分析虛擬現實技術收集的多模態數據，對學生的身體參與程度進行全方位評估。與傳統在線課程相比，教師更加聚焦于學生的身體信息，如行為表現、表情、姿態、手勢等非語言信息，創造性地將動覺或身體動作納入在線課程評價。有研究表明，在學習期間（形成性或過程中）和學習行為之后（總結性）的手勢設計可以揭示學習者的心理狀態。

②關照師生互動的評價。將師生交互納入評價范圍，圍繞師生主體互動設計評價指標，如主體主動程度、主體互動程度、主體互動效果等?；谔摂M現實技術的在線課程評價應當突破教師單方面評價的限制，借助虛擬現實技術打造線上學習共同體，從答疑與交流、合作與探究、共同解決問題等師生互動的多個方面進行評估。

③關照動態生成的評價。將師生在共同學習過程中生成的知識經驗納入評價范圍，收集整個學習過程中產生的新概念和新體驗。教師可以充分利用虛擬現實技術實時記錄和整理數據，并對存入云端數據庫中的新知識和新經驗進行統計與分析，關照在線課程學習中的知識生成。

● 結語

從具身認知理論出發，身體及身體所存在的環境塑造著認知過程，認知過程是“心—身—境”相互作用的動態生成過程。虛擬現實技術下的在線課程發展，不應只是技術的簡單應用，而應轉變教育理念，牢牢把握在線課程的具身性特征，使學生的身體體驗與心靈體驗相遇，促進身心統一的學習。

在“身臨其境”的虛擬現實環境中，學生能夠不斷獲得具身化的、情境化的、互動生成化的身體體驗。相比傳統在線課程而言，課程學習變得具身化、情境化、交互化，體現出“身心合一”“體場融合”“體場生成”的具身特征。借助虛擬現實技術搭建的MOOC虛擬交流平臺和虛擬實驗室，教師可以與學生共筑在線學習共同體，實現在線課程中身與心的融合和升華。