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基于VR技術(shù)的教育游戲在英語教學中的應(yīng)用與發(fā)展前景

2018-06-14 07:15:08王昱霖吳倩蓮王春艷
軟件 2018年5期
關(guān)鍵詞:英語教學游戲課堂

高 偉,王昱霖,吳倩蓮,王春艷

(遼寧師范大學計算機與信息技術(shù)學院,遼寧 大連 116081)

0 引言

面對世界全球化和新時代課程改革的不斷深入的大背景下,我國對英語教學的重視的程度日益增加。近些年來,教育游戲作為游戲與教育相聯(lián)結(jié)的產(chǎn)物,承載著人們對教育的無限愿望和對游戲的無盡期待,而 VR技術(shù)被認為是教育行業(yè)在多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)之后,在教育領(lǐng)域內(nèi)具有實用前景的“明星”技術(shù)。通過參考和分析國內(nèi)外文獻和實際調(diào)研發(fā)現(xiàn)無論是教育游戲還是 VR技術(shù)在英語教學中的推廣程度與實際應(yīng)用效果都存在著亟待解決的問題。文章旨在對教育游戲和 VR技術(shù)的國內(nèi)外文獻進行分類研究,摸索出適用于英語教學的理論基礎(chǔ)并探索未來 VR教育游戲在英語教學的應(yīng)用,描繪了五種新時代英語教學的發(fā)展前景,為后續(xù)的應(yīng)用與研究開拓道路。

1 處于瓶頸的教育游戲

1.1 教育游戲的理論探索

最初皮亞杰等學者從兒童認知發(fā)展的角度將兒童游戲的發(fā)展劃分為三個階段:練習性、象征性、規(guī)則性游戲階段。上世紀 80年代初,Malone通過電子游戲內(nèi)部動機的研究歸納了游戲動機四要素:挑戰(zhàn),控制,好奇,幻想[1]。此后,蒙臺梭利和陳鶴琴兩人游戲觀的碰撞也為教育游戲打開了新思路。而伽達默爾詮釋學理論中的本體論批判教育游戲中過度重視教育而忽視了游戲的意義,反對一味強調(diào)學習者主體性,提倡生活可以作為游戲來過。美國愛荷華大學的學者從精神分析學的角度以體化依附理論為依據(jù)研究游戲如何為現(xiàn)實生活與探索指明方向,指出在現(xiàn)實中做不到的可以在模擬類游戲中得到滿足[2]。

1.2 教育游戲的實踐探索

就在專家們試圖將主流游戲融入進課堂教學十步一折之時,尚俊杰等學者效仿Kirriemuir和McFarlane推出主流游戲的“清淡(Lite)”版本,提出了“輕游戲”的概念,它可以用一個公式來表示:“輕游戲”=教育軟件+主流游戲的內(nèi)在動機,這樣一來盡管絕大部分學生都沒有把這個軟件視作游戲,但是他們卻被深深地吸引了,甚至感覺比原游戲更有趣[3]。隨著教育游戲事業(yè)的穩(wěn)步向前,IHMC, TEEM等軟件評價組織應(yīng)運而生,他們從功能與科學性上都對我國教育游戲評價標準產(chǎn)生深遠影響。

2 VR 技術(shù)在多領(lǐng)域的融合

紐約大學心理學專家 Jerome Bruner在實驗中發(fā)現(xiàn),聽到和讀到的事物人們能夠記住10%和30%,但是看到的東西卻可以記住 80%。VR所營造的環(huán)境不僅是對現(xiàn)實環(huán)境的機械虛擬,亦是對現(xiàn)實環(huán)境的重構(gòu)與想象,因而創(chuàng)造出的客觀上不存在甚至有悖客觀規(guī)律的環(huán)境,誘使玩家探索理想環(huán)境,獲得超現(xiàn)實體驗。2016年“VR元年”的到來,VR技術(shù)開始涉獵多方位領(lǐng)域。

2.1 VR技術(shù)在游戲領(lǐng)域

2016年中國游戲產(chǎn)業(yè)報告指出:VR游戲成為游戲創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)重點領(lǐng)域,不少 VR游戲團隊成立了相關(guān)的部門布局VR游戲研發(fā)。然而在VR游戲漸行漸近之時也面臨多重挑戰(zhàn):用戶基數(shù)小,免費模式下的VR游戲難以掙到真金白銀;VR設(shè)備參數(shù)標準不同;VR設(shè)備昂貴,便攜性弱,操控方式繁瑣等等,都說明當下的發(fā)展模式難以成為 VR游戲的最終發(fā)展形式[4]。

2.2 VR技術(shù)在教育領(lǐng)域

2017年HTC在深圳舉行的Vive生態(tài)圈大會中提出了多項VR與教育結(jié)合的應(yīng)用范例,從VR為學生帶來沉浸感這一優(yōu)勢出發(fā)為未來的 VR教育領(lǐng)域指明了方向,同時也指出 VR教育并不是無利可圖的雞肋,只要利用好這一資源,VR的教育方向的前途將一片光明[5]。人大附中自2012年開始的VR生物課堂嘗試中將傳統(tǒng)單向教學轉(zhuǎn)化為認知交互式教學。西南科技大學對 VR在品德教育的應(yīng)用進行了研究,使學生在虛擬環(huán)境中進行道德教育,回到現(xiàn)實中后從潛意識或是思考過后的行為得到記憶喚醒以達到知行合一的道德要求[6]。張雨琴和丁永剛則基于VR技術(shù)、3D模擬的交互性虛擬現(xiàn)實建模語言、情境認知理論對立體幾何教學模式進行了探究[7]。奧克蘭理工大學的學者透過移動 VR技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)化學習者中心教學策略和真實性評價體系構(gòu)建了移動 VR生態(tài)環(huán)境框架,列舉了該框架在新聞學,護理學,制圖設(shè)計的教學當中的實際應(yīng)用[8]。愛爾蘭的Immersive VR Education公司設(shè)計了一款以虛擬課堂形式教學的APP-Leture VR;而Unimersiv公司致力于每月發(fā)布 VR教育內(nèi)容;谷歌則創(chuàng)造性地提出將遠程教育與網(wǎng)上VR課堂相結(jié)合;Alchemy VR公司嘗試現(xiàn)場實地采風作為素材,之后做成 VR教育內(nèi)容;Nearpod、EON Reality、ThingLink等公司試圖將全景圖片及全景視頻引入到課堂中。美國阿林頓科學重點小學借用虛擬博物館的形式進行科學知識普及,愛爾蘭卡羅爾的一所中學運用 3D建模還原歷史遺址[9]。

如表1所示,相比于國內(nèi),國外融合的技術(shù)先進、有大企業(yè)的商業(yè)支持、應(yīng)用學科廣泛。而分析應(yīng)用的學科領(lǐng)域,國內(nèi)外在英語學科的涉足較少。

表1 國內(nèi)外VR技術(shù)在各學科教學的應(yīng)用Tab.1 The application of VR technology in all subject teaching at home and abroad

2.3 VR技術(shù)在醫(yī)療領(lǐng)域

ZSpace設(shè)計的軟件在虛擬環(huán)境中對實驗器材動手操作;Curiscope公司則大膽預(yù)想利用手機掃描人體,從而得到人體器官的直觀圖像。英國 British Dental Journal雜志中提出了在牙科中結(jié)合VR技術(shù)[10]。在特殊教育醫(yī)療方面可以通過益智類同地協(xié)作游戲來治療自閉癥譜系障礙的孩子,使用Oculus Rift進行孤僻癥兒童康復(fù)訓練。為了使青少年遠離煙草臨快戒煙,美國的虛擬現(xiàn)實醫(yī)療中心(VRMC)結(jié)合虛擬現(xiàn)實暴露療法對青少年進行治療[11]。十九大報告中強調(diào)了健康中國戰(zhàn)略必要性,越來越多的人對醫(yī)療衛(wèi)生水平和發(fā)展提出了更高的要求,而 VR醫(yī)療勢必會彌補傳統(tǒng)醫(yī)療手段的不足,在診斷治療等眾多方面發(fā)揮巨大作用。

2.4 VR技術(shù)在新聞領(lǐng)域

美國的USA TODAY’s VRtually There就每周以VR小視頻的形式嘗試新聞電視節(jié)目,早在2015年美國廣播公司推出“ABC News VR”的服務(wù)推出作品《敘利亞之旅》,同年11月,《紐約時報》發(fā)表作品《流離失所》,而美聯(lián)合于 2016年利用 AMD Radeon圖形技術(shù)推出了一系列短片,英國《衛(wèi)報》和BBC也推出了一些體驗短片。同時有能力的公司也在助力開發(fā)影游結(jié)合的項目,其中針對 VR制作的花費上,Ray Davis提出了VR作品制作的花銷重點和減小花銷的策略[12]。

VR技術(shù)在多領(lǐng)域地涉獵既有助于VR技術(shù)本身的向上發(fā)展,同時也在悄悄打破各領(lǐng)域的固有模式。在2017年發(fā)布的中國高教版《地平線報告》中指出未來兩到三年內(nèi)高等教育教育技術(shù)重點發(fā)展增強現(xiàn)實及虛擬現(xiàn)實技術(shù)[13],然而通過VR技術(shù)文獻的統(tǒng)覽可以看出國內(nèi)研究仍處于落后水平。接下來對于VR技術(shù)的研究應(yīng)當更多地向教育領(lǐng)域靠攏,向教學支撐點發(fā)力,加快VR技術(shù)與教育游戲的融合創(chuàng)新。

3 V R教育游戲應(yīng)用于英語教學的理論支持

3.1 情境主義理論

情境主義提倡游戲中知識與情景的融合,學習活動在學習者與情景的交互中得到遷移,只有結(jié)合了真實情境的學習過程,有意義的知識建構(gòu)才能發(fā)生。時金如就以情境主義理論為基礎(chǔ)結(jié)合英語聽力教學進行了研究[14],提出了行之有效的教學策略。而在教學實踐中發(fā)現(xiàn)場景式英語教學是將 VR技術(shù)和英語教學結(jié)合的有效方法,并建議學校策略性地引進同時掌握 VR技術(shù)與英語的跨學科教師人才,以便推廣該教學模式。Shih和 Yang設(shè)計了桌面虛擬現(xiàn)實英語學習系統(tǒng)VEC3D,學習者通過游戲角色扮演、任務(wù)合作來進行真實情境下的口語練習[15]。

3.2 具身認知理論

具身認知理論指出認知源自身體的體驗,身體是連接認知與環(huán)境的中介和認知本身,并且學習過程是認知、身體和環(huán)境的動態(tài)統(tǒng)一過程,外界環(huán)境亦屬于認知系統(tǒng),身體可以借助外界環(huán)境來降低認知負荷,即認知來源于身體與世界的相互作用。新疆師范大學的學者就依據(jù)該理論框架開發(fā)了一款“環(huán)衛(wèi)斗士”英語教育游戲[16]。

3.3 英語教學理論

文秋芳教授的產(chǎn)出導(dǎo)向法英語教學為 VR教育游戲中加入英語教學內(nèi)容提供了理論可能[17],而王崢教授巧妙地將 VR技術(shù)和二語動機自我系統(tǒng)理論相結(jié)合,在游戲中創(chuàng)造“化身”,設(shè)定化身的“理想二語自我”與“應(yīng)該二語自我”VR形象,使學習者自我產(chǎn)生意愿去消弭現(xiàn)實二語自我與理想/應(yīng)該二語自我之間的差距,從而激發(fā)二語學習的動力[18],L2MSS理論與VR技術(shù)相結(jié)合可以極大提高英語學習動機:前者幫助學習者發(fā)掘理想自我與應(yīng)該自我,制定彌合理想與現(xiàn)實差距的行動路線圖;后者有助于學習者理想英語自我與應(yīng)該英語自我的生動、逼真呈現(xiàn),方便學習者直觀地在虛擬空間中實踐語言學習與使用,逐步實現(xiàn)愿景[19]。

3.4 沉浸理論

近年來游戲防沉迷已成為熱點,在設(shè)計 VR教育游戲時應(yīng)當考慮到時間限制與沉浸體驗的雙向影響,這樣既能達到學生的深度學習,又能防止游戲沉迷,為了更好的運用沉浸理論,Kristian Kiili又將沉浸分為三類,沉浸前因,沉浸體驗,沉浸結(jié)果[20]。例如,沉浸前因中包括了學生的先前知識水平,游戲設(shè)計者應(yīng)當尊重學生的先前經(jīng)驗,在英語教學中應(yīng)當規(guī)避學生的默會知識,以達到學生的“沉浸最近發(fā)展區(qū)”。

4 總結(jié)與展望

4.1 研究結(jié)論

①VR教育游戲是服務(wù)于教學,而課堂教學是一個雙向的過程,必須牢牢把握學生的主體地位,真正把課堂還給學生,培養(yǎng)學生的創(chuàng)造性和批判性思維。②提升技術(shù)本身的硬質(zhì)量,消弭眩暈和不適之感,增強虛擬場景的真實感和代入感,將更多精力投入到聽覺、觸覺(力覺)的開發(fā)研究。③提升游戲內(nèi)容軟質(zhì)量,其中教學部分要保證教學的質(zhì)量及內(nèi)容的嚴謹性。游戲本身要提供反饋機制,通過虛擬角色升級、虛擬裝備獎勵、多重支線任務(wù)推動等多種手段增加游戲可玩性。④加強游戲控制和引導(dǎo),避免學生虛擬成癮,把握好游戲尺度。而虛擬教學與現(xiàn)實教學之間的強烈反差,也容易引起青少年學生對現(xiàn)實教學的厭倦心理。教師應(yīng)當“虛實結(jié)合”,積極引導(dǎo)學生把控虛擬空間和真實世界。⑤培養(yǎng)和挖掘技術(shù)人才,制作英語VR 教育內(nèi)容不僅僅只需要視頻技術(shù)人員,更需要英語教師的深入?yún)⑴c,這就需要培養(yǎng)和挖掘跨學科技術(shù)人才。⑥科研人員需要對準研究方向,防止基礎(chǔ)研究與社會現(xiàn)實的脫節(jié)。同時把握輿論風向標,獲得政府、學校、家長的多方面支持。

4.2 移動端VR英語教學游戲

隨著手機等移動端的普及,理想境界(Idealsee)創(chuàng)始人宋海濤指出 VR移動一體機將是未來發(fā)展新方向,Idealsee新品移動一體機也將于二季度上市發(fā)售。涉及到移動端VR游戲的開發(fā)就不得不提Unity 3D,通過Unity 3D進行VR教育游戲的開發(fā)首先對教學設(shè)計的需求和可行性分析,接著在場景模型的制作上可以選擇 3DMAX軟件,并將制作好的 3D模型導(dǎo)入到Unity 3D進行開發(fā)。在Unity內(nèi),我們利用兩個攝像機來分別拍攝物體,兩個攝像機的位置略有不同,通過兩個攝像機的拍攝,在屏幕上分屏顯示,再利用光學設(shè)備將屏幕放大,就得到一個人腦無法分別分辨立體感[21]。羅馬尼亞的學者借助Unity和Google VR SDK在安卓平臺開發(fā)了一款學習人體骨骼的游戲化學習軟件[22],而國內(nèi)學者基于基于暴風魔鏡的硬件和unity平臺,設(shè)計和開發(fā)了一款運行在移動終端上的 VR英語教學軟件。該軟件將玩家置身于模擬現(xiàn)實的虛擬環(huán)境中,學習者經(jīng)歷了從剛剛學會講話,到說出第一個英語單詞等學習過程中。整個故事分為多集,學習者也可以依據(jù)自己的英語水平,選擇從相應(yīng)的故事情節(jié)開始學習,圖1為移動端VR游戲的開發(fā)流程。

4.3 微課—VR課堂—教育游戲

隨著近些年在線教育的不斷升溫和慕課的流行所暴露出的弊端,清華大學的三位學者提出了基于MOOC與雨課堂的混合式教學范式。雨課堂是MOOC平臺“學堂在線”與清華大學在線教育辦公室共同研發(fā)的一款線上的混合式教學工具,它將復(fù)雜的信息技術(shù)融入到教師最熟悉的PPT和微信中,通過創(chuàng)建線上虛擬課堂,營造互動、高效的學習環(huán)境,確保師生在課前預(yù)習、課堂教學與課后復(fù)習進行有效互動,從而提升學生的自主學習能力,適應(yīng)學生的個性化學習需求。該范式將教學活動設(shè)計為課前慕課、課中雨課堂、課后慕課[23]。

而本文創(chuàng)造性地將該范式進行了改進(如圖2),將課前微課與第三方直播軟件合作進行教育直播微課,從直播的學生反饋到課中 VR虛擬課堂的彈幕問答、課堂形成性評價,決定了課后每位學生的個性化游戲任務(wù)布置,在家長監(jiān)督下學生將游戲存檔反饋,利用大數(shù)據(jù)調(diào)整下次慕課直播內(nèi)容。該范式更加貼合學生需要,極大提升了培養(yǎng)學生積極性、主動性、創(chuàng)造性能力的空間,減小了教師的教學壓力。

圖1 移動端VR游戲開發(fā)流程Fig.1 Mobile VR game development process

圖2 改進后的雨課堂混合式教學范式Fig.2 Improved version of rain classroom teaching paradigm

4.4 模擬類VR教育游戲

本文現(xiàn)對 VR英語教育游戲有一個初步構(gòu)想,即以“輕游戲”[3]為母本,基于Second Life、Kitely等開源虛擬學習環(huán)境開發(fā)軟件設(shè)計混合型模擬類VR教育游戲[24]。總體框架是把學習者置身在一個模擬真實的世界中,主角從英語小白到英語大神的過程(如圖3)。在主人公剛開始接觸英語時也是玩家剛接觸該游戲之時,應(yīng)當基于二語動機自我系統(tǒng)理論理論的游戲?qū)脒M行英語語音教學。一段時間后,主人公走進校園,設(shè)計游戲內(nèi)的虛擬課堂并基于沉浸理論的游戲診斷模式進行英語語法教學,并基于具身認知理論的游戲練習模式應(yīng)用到英語詞匯教學。期間主人公可以進行校園內(nèi)的博物館、圖書館、操場的虛擬場景參觀并加入小游戲以供游戲者獎勵。接著該游戲基于情境主義理論的游戲合作模式進行英語口語教學,主人公可以任意選擇場景(大自然,虛擬教室,名勝古跡等等),與場景內(nèi)的虛擬人物(自適應(yīng)所選環(huán)境的本地英語口音)進行口語練習。其中游戲里的NPC均能進行任務(wù)傳遞,可以在游戲里設(shè)置獎勵類小游戲,例如在學校操場進行足球射門,射到球門上指定的字母來組合成一個單詞。同時應(yīng)當對游戲進行存檔和局域聯(lián)網(wǎng),在虛擬課堂環(huán)節(jié)設(shè)計彈幕提問和彈幕留言,促進師生交流。

4.5 第一人稱360°VR虛擬課堂

目前,黑晶科技VR超級教室推出K12教育版,模擬真實學習環(huán)境,實現(xiàn)全沉浸、交互式中小學教學課程,成為成功的VR教學案例。運用VR技術(shù)的構(gòu)想性、沉浸感、交互性構(gòu)建符合學習者心理訴求的自定義 VR學習空間,改善情感學習環(huán)境與物理學習環(huán)境,提高學習者學習興趣與學習效率。而谷歌公司將360°全景圖像應(yīng)用于谷歌街景軟件中,Nearpod VR預(yù)見了未來的課堂形式,將全景圖片與全景視頻應(yīng)用到課堂中。美國德銳大學的學者針對傳統(tǒng)的高等教育把設(shè)定好的問題角度拋給學生從而無法從自己的角度去思考問題,以至于誤導(dǎo)學生,無法培養(yǎng)學生的批判性、創(chuàng)造性思維,因而提出了360°VR在高等教育的教學實踐。360°VR作為 VR的子設(shè)備,為觀眾提供了一種模擬的試聽教材,學生可以以第一人稱360°地到處查看周圍的虛擬環(huán)境[25]。作者為此試圖借助 VR頭顯將影像截取虛擬實境技術(shù)與全景技術(shù)融入到虛擬課堂中。學生可以在該360°VR虛擬課堂中進行英語口語和聽力的實戰(zhàn)教學并將該技術(shù)與改進后的雨課堂混合式教學相結(jié)合。

4.6 VR遠程面對面英語口語互動平臺

EON Reality創(chuàng)設(shè)的未來教室把3D技術(shù)和VR技術(shù)結(jié)合在一起,旗下的EON Coliseum是一個互動的平臺軟件使師生在虛擬環(huán)境中的溝通交流變得可能,學生和老師們可以在任何時間和任何地點,通過 EON Coliseum 在一個多用戶(multi-user)在線的虛擬平臺中“見面”[26]。作者試圖借鑒EON Coliseum的互動平臺創(chuàng)設(shè)VR遠程面對面英語口語互動平臺。圖4為學生和教師(外教)均已虛擬的人物形態(tài)在平臺上進行口語交流,師生足不出戶就可以進行英語口語交流。如此一來不僅極大的增加了學生的沉浸感,又克服了師生異地的尷尬,保證學生學習時間,方便了教師。

圖4 VR 遠程面對面英語口語互動平臺Fig.4 Face-to-face English speaking interactive remote VR platform

5 結(jié)語

本文基于對國內(nèi)外教育游戲,VR技術(shù),英語教學的文獻的總結(jié)和研究,提出了五類基于 VR技術(shù)的教育游戲在英語教學中的發(fā)展前景,希望能夠?qū)罄m(xù)的研究開辟新的道路。VR技術(shù)與教育游戲有機結(jié)合能夠強化課堂互動,增強學習的主動性,多維度結(jié)合的視聽和動手交互的學習方式。強化學生的知識點,擴大學生的知識面。使學生身臨其境地學到知識。總而言之,基于 VR技術(shù)的教育游戲在英語教學中應(yīng)用的前景毫無疑問是光明的,但新技術(shù)的融合并不是一蹴而就,要想在探索過程中利用好、使用好,還需要長時間的實踐與探索,今后的研究將根據(jù)該五類基于 VR技術(shù)的教育游戲在英語教學中的發(fā)展前景進行深入研究,為推動中國特色社會主義教育體系在教育技術(shù)領(lǐng)域的發(fā)展貢獻力量。

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