基于虛擬現實的學前教育直觀性研究

喻桃義

（南昌理工學院人文教育學院 江西 南昌 330044）

數字化技術在教育行業的應用極大地推動了我國教育現代化的進程，但是我國教育產業目前尚存在優質教育供給不充分，教育理念有待進一步創新等問題，需要加快發展現代產業體系，利用科技革命和產業革命的發展打造科技強國、人才強國。虛擬現實與學前教育的融合應用，對未來的教學環境、教學內容、教學模式等方面的改革有重要的現實意義。

1 虛擬現實技術的概念和應用特性

1.1 虛擬現實技術的概念

虛擬現實技術是通過計算機網絡技術、數字圖像處理技術、仿真技術、人機交互技術和微電子技術等多學科技術的融合，將真實的場景或構想的場景以三維虛擬的形式呈現在VR眼鏡等終端設備上，使用戶達到身臨其境的交互效果[1]。虛擬現實是對真實世界的再創造，通過對真實世界的數字化模擬和基于信息技術的場景構建，創造出超越現實的場景，打破了空間距離的限制，在影音、醫學、軍事、教育等領域有著廣闊的應用前景。

1.2 增強現實技術的應用特性

多感知性。基于虛擬現實技術的設備包含了數量眾多的微型傳感器，使用戶在體驗虛擬現實場景時不僅僅局限于視覺感知和聽覺感知，還拓展了觸覺感知、運動感知等感知能力，甚至部分設備能夠提高嗅覺、味覺的感知體驗[2]。

交互性。該特性是指在多傳感器和計算機技術的支持下，用戶對虛擬現實構建的環境內的物體進行操作時能夠得到真實、自然的反饋。交互性是虛擬現實技術發展的關鍵特性，其核心概念就是以人為中心、和諧自然、高效的人機交互技術。

沉浸性。該特性指用戶作為體驗主體在模擬環境中的重視程度。虛擬現實能夠根據人的生理和心理特點，生成具有真實性的虛擬3D圖像，使用戶在體驗虛擬現實場景的時候有一種身臨其境的感受，如同沉浸在現實世界。

2 在學前教育中應用虛擬現實的優勢

2.1 拓展教學條件

在我國的傳統學前教育課堂，主要以游戲、手工、說課等形式開展幼兒教學工作，形式相對單一、枯燥，無法長期刺激幼兒的學習興趣。而基于虛擬現實的教育課堂，能夠利用虛擬現實技術創建學習場景，以數字游戲、情境體驗、自然探索等教學形式，借助虛擬現實的多感知性讓幼兒在視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗下探索學習[3]。現實的教育環境，往往存在各種客觀因素局限幼兒教育的進一步拓展，如教學場地的限制、教學器械的限制、教學安全的限制等，虛擬現實技術的應用解決了這些限制性因素，教師通過虛擬場景的搭建，豐富和拓展了教育形式，可以更加深入地培養幼兒的學習能力和探索精神，更好地實現教學效果。

2.2 打破時空限制

在學前教育的應用實踐中，由于幼兒對世界的認知還不夠全面，不能對教師所傳授的抽象事物有全面的認識，而虛擬現實應用突破了這一瓶頸。例如，在介紹某一民族或地區的傳統風俗時，由于地域的空間限制導致幼兒在傳統教學中只能夠通過觀看視頻的方式進行學習，而現在通過教師構建的區域民族風俗場景，利用虛擬現實的交互特性，能夠讓幼兒在虛擬場景中體驗這一風俗的開展，沉浸式體驗民族文化的內涵[4]。因此，虛擬現實技術的應用，大大促進了學前教育的教學效率，突破時空的限制，以身臨其境的方式讓幼兒在“娛樂中學習，在學習中娛樂”。

2.3 培養學生主動學習意識

在虛擬現實教學的實際應用中，教師作為輔助學習的角色，通過制訂虛擬現實教學內容，設置教學任務點，完善虛擬場景布置等步驟，為幼兒通過虛擬現實教學課堂自主學習做好了準備。憑借虛擬現實多感知性、交互性、沉浸性等特點，能夠使幼兒在自主探索中不斷激發其學習熱情，同時，通過與其他幼兒協同合作，共同探索虛擬教學場景，解決學習難題，達到合作學習的目的。

3 虛擬現實在學前教育中應用的影響因素

3.1 虛擬現實課堂發展受技術發展限制

虛擬現實技術實際應用的關鍵因素是虛擬現實操作設備，在具備完善的虛擬現實配套設施的情況下，才能夠獲得理想的虛擬空間體驗[5]，而目前我國虛擬現實行業存在以下問題：第一，虛擬現實設備質量參差不齊。主要原因是面向低端市場的虛擬現實設備為控制成本，使用硬件落后，性能和功能存在減配等情況，導致使用體驗感大大降低；而高端設備價格過高，消費人群少，同時，能夠體驗的資源不夠豐富，多為付費體驗項目。第二，虛擬現實技術標準不統一。由于虛擬現實在我國發展時間較短，各大研發廠商為生產具有差異化、獨特性的虛擬現實產品而使用私有協議，導致市面上的增強現實配套附件無法共通使用，大大增加了后期的維修成本，同時，各虛擬現實體驗平臺的VR資源存在封閉性，不能在各平臺實現共享，增加了虛擬現實體驗的成本。第三，幼兒適配不足。面向市場的虛擬現實設備多為大眾消費級，缺乏對幼兒的專門設計適配，導致幼兒在佩戴使用虛擬現實設備時存在佩戴不適等情況，亟須開發幼兒專用的人體工程學設備。

3.2 虛擬現實課堂的發展受教學內容的限制

教育現代化的本質依舊是教育內容，在虛擬現實融入學前教育課堂的同時，更要把控虛擬現實教學的教學內容和教學質量。第一，VR教學資源開發門檻高。由于基于虛擬現實技術的教學資源的設計開發技術門檻較高，普遍由專業的VR開發者制作學前教育的VR教學資源，導致目前行業可用資源比較單一并且存在與現實教育課程不匹配的問題。第二，教學資源開發標準不統一。由于虛擬現實設備開發企業為保持自身產品的獨特性、新穎性，沒有主動進行操作軟件平臺開源化，導致不同品牌不同產品所擁有的VR資源不流通。第三，資源內容良莠不齊[6]。市面上雖然存在著較多的基于虛擬現實的學前教育VR教學資源，但是由于開發者不能完全了解一線學前教育的痛點難點和幼兒教育的需求，導致開發的VR資源存在脫離教學目標、不適合幼兒學習、操作難度大等實際問題，直接影響了學前教育和VR資源的教學便利性。

3.3 虛擬現實課堂的發展受教師素養的限制

教育教學離不開教師的支持，在虛擬現實支持下的現代化教育課題，教師的能力素養直接影響虛擬現實與學前教育的契合程度[7]。當前，學前教育教師存在以下幾方面的問題。第一，教師技術能力有待提升。隨著數字化課堂的部署，對教師使用現代化設備的要求也逐漸提高，虛擬現實課堂的發展要求教師能夠初步構建教育環境，能夠熟練地引導幼兒在虛擬環境中進行學習，而目前我國學前教育行業的教師對現代化教學的接納程度和適應程度與理想有較大的差異，側面要求學前教育從業教師不斷提升自我的能力素養，以跟進時代發展的步伐。第二，教師的地位需要明晰。虛擬現實課堂的應用，將原先“教與學”的模式升級成“幼兒主動學習教師輔助學習”的新型教學模式。

4 虛擬現實在學前教育中應用的建議

4.1 政府對學前教育發展的政策落實

政府作為我國社會發展的指導決策部門，擁有全面長遠的大局觀和宏觀調控的能力，建議政府根據目前學前教育與虛擬現實融合發展存在的問題，以政策指導的方式，穩定和促進教育現代化的發展。第一，建議政府明確基于虛擬現實的學前教育課堂的建設標準，宏觀把控現代化教學課堂的教學模式，避免出現錯誤的發展趨勢。第二，建議政府引導虛擬現實企業共同制訂統一的開發標準，促進虛擬現實設備的互通性、軟件資源的共享性，使用戶能夠享受到優質的虛擬現實體驗。第三，基于虛擬現實的教學課堂建設成本較大，對于大部分幼兒園來說是一筆巨大的開支，建議政府對幼兒園的財政進行一些補貼支持，并提高學前教育教師的福利薪資，提高教師的職業認同感、調動教師的職業積極性。

4.2 虛擬現實企業開發技術的提升

企業作為虛擬現實與學前教育課堂融合的重要部分，是將理念化為現實的重要力量，為進一步促進數字化教育的發展，與虛擬現實相關的企業仍有很大的空間優化和改進。第一，設計適合幼兒使用、符合幼兒人體工程學的虛擬現實佩戴設備，輕便化、舒適化、便攜化的設計更符合幼兒的使用習慣，提高幼兒使用虛擬現實設備的頻率。第二，增加研發投入，升級相關硬件，利用AI大數據、5G、云計算等技術提高虛擬現實的算力，降低交互延遲并提高場景構建的逼真度，將虛擬現實的操作體驗更上一個臺階。第三，開發者應聯合基層教師、教研專家共同開發和優化教學資源，針對不同的學齡、學制、地域開發與之匹配的教學資源，同時，通過互聯網的云技術生成VR教育資源庫，用戶可以通過付費的方式獲取需要的教學資源，解決了各企業間版權的問題，也促進了資源的利用效率。第四，企業要加強與幼兒園的聯系，通過專業的團隊為需要建設數字化校園的園方提供專業的服務，以實地考察、模型設計和提出方案的流程為校園匹配合適的建設改造方案，降低學校的建設成本，促進虛擬現實與學前教育課堂的融合。

4.3 基層虛擬現實教育的開展建設

為推進教育現代化開展虛擬現實教學課堂，需要加強基層教育的建設。第一，幼兒園要有推進教育現代化的覺悟和決心，積極學習和引入數字化教學的模式，加強幼兒園在虛擬現實教育課堂建設的財政投入，推進虛擬現實與學前教育的融合進程，促進幼兒教育的發展。第二，加強教師的培訓，聘請專業的虛擬現實工作人員為教師進行技能培訓，針對基于虛擬現實的教學課堂的實際操作需求和場景構建方法進行系統性培訓學習，以更好地利用虛擬現實技術開展教學工作，提高教學的質量和效率。第三，優化教學內容和教學模式，隨著新技術的引入，傳統的教育模式亟須改變。教研組和基層教師需要根據幼兒的行為學習模式和虛擬現實教學特點設計適合幼兒學習的教學模式，并重新設計教學內容，利用虛擬現實技術的沉浸性、多感知性等特點，加強教學內容的學習體驗，激發幼兒學習的興趣和熱情。第四，教師和家長要時刻關注幼兒的身心健康發展，不能過度依賴數字化教學數據而忽視幼兒潛在的心理健康問題，同時需要加強對幼兒的信息設備使用教育，避免產生過度沉迷虛擬現實的情況，影響幼兒的現實教育發展。