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(zhuǎn)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(fā)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(zhuǎn)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(zhuǎn)向設計者、專家學者以及導航者.

關鍵詞：VR;教育應用;數(shù)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(fā)展于發(fā)達國家的科學技術，虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality）技術研究已經(jīng)逐漸進入國人視野.2018年教育部將虛擬現(xiàn)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(jù)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(xiàn)實技術與大數(shù)據(jù)為主的新技術融合到教育教學中來.毫無疑問，虛擬現(xiàn)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(xiàn)實（VR）能夠在教育教學哪些方面加以應用，教師角色將會產(chǎn)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(xiàn)實（VR）教育入手，對虛擬現(xiàn)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(fā)展的概述與功用

VR教育在國外已經(jīng)發(fā)展多年，但在國內(nèi)一直處于摸索階段，近年來，隨著國內(nèi)各類技術的成熟與發(fā)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(xiàn)為可以為學生提供沉浸式、個性化以及創(chuàng)造性學習等三方面.

1.1 VR教育發(fā)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(xiàn)實技術是計算機發(fā)展基礎上的新興產(chǎn)物，它是以計算機為核心，構建、生成與再現(xiàn)現(xiàn)實環(huán)境的一種技術.用戶可以借助相應的設備與虛擬環(huán)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(huán)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(jīng)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(fā)行，標志著VR技術已經(jīng)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(yī)學、汽車工程、工程學科、語言教育推廣.隨著虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展，近年來，發(fā)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(jīng)具備美國林肯實驗室開發(fā)的Z-Space、美國的Wikitube、德國Metaio系統(tǒng)，此外，還有諸多沉浸式系統(tǒng)，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(tǒng)教育相比有著較多的優(yōu)勢.具體可以體現(xiàn)為以下三個方面：第一，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)交互式個性化學習，從具身認知的角度上可以看出，虛擬現(xiàn)實技術可以實現(xiàn)與學習者個體一對一的交互，可以為學習者創(chuàng)造一個個性化的學習環(huán)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(huán)境.VR還可以通過多個平臺聯(lián)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(fā)展構想式創(chuàng)造性學習.正如建構主義所講，VR通過虛擬現(xiàn)實技術建構的虛擬環(huán)境，可以引發(fā)學習者對世界的聯(lián)想.由于虛擬技術非常靈活，可以實現(xiàn)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(chuàng)造性思維得到發(fā)展，并且，獲得自主能力實踐的極大提高，恰恰彌補了傳統(tǒng)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(xiàn)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(shù)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(nèi)部結構，傳統(tǒng)教學則需要動手制作、拆解、移動各類物質(zhì)，通過相關儀器進行觀察.而VR出現(xiàn)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(tǒng)，對物質(zhì)進行拆解、移動與旋轉(zhuǎn)，從各個維度、角度地對物體進行深入學習，為后續(xù)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(xiàn)實情況下，大多數(shù)事件均已經(jīng)成為過去事件，難以回顧，VR則可以通過虛擬現(xiàn)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(xiàn)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(jié)，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(xiàn)內(nèi)化.但大多數(shù)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(shù)學習者則難以進行技能的學習與訓練，而VR虛擬現(xiàn)實的技術恰好實現(xiàn)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(nèi)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(nèi)容往往與要學習的內(nèi)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(yī)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(xiàn)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(zhuǎn)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(xiàn)，教師需要基于現(xiàn)實在課堂教學中做較大程度的調(diào)整，無論從角色上，還是從管理上都需要進行一系列的調(diào)整，才能在課堂中發(fā)揮較好的影響作用.

3.1 由教育實施者向教學設計者轉(zhuǎn)變

傳統(tǒng)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(xiàn)，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(zhuǎn)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(nèi)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(huán)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(jīng)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(xiàn)其教學的各種想法，但這需要教師不斷地提高自身的素養(yǎng)，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(tǒng)講授者轉(zhuǎn)向?qū)＜倚蛯W習者

VR應用于教育教學的過程中，教師要由傳統(tǒng)講授者轉(zhuǎn)向?qū)＜倚蛯W習者，這一點是國外教學中呈現(xiàn)的共性經(jīng)驗.在某種程度上來講，在傳統(tǒng)課堂中知識呈“固態(tài)”、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(xiàn)，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(xiàn)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(xiàn)實技術深入課堂時，不斷更新自身專業(yè)知識，掌握運用虛擬現(xiàn)實技術的技巧，及時轉(zhuǎn)變觀念態(tài)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(xiàn)出來”.做一個具有開放心態(tài)的專家型學習者，推動虛擬現(xiàn)實技術與教育的深度融合.

3.3 由課堂掌握者要向?qū)W習導航者轉(zhuǎn)變

在以教師和教材為中心的傳統(tǒng)課堂上，課堂重點通過板書、提問和強調(diào)等方式呈現(xiàn)，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(tǒng)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(shù)學生而言，學生的學習優(yōu)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(xiàn)，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(guī)避了外界的干擾.而在虛擬現(xiàn)實技術環(huán)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(tài)，學生能更加主動積極的思考.在這種情況下，教師已經(jīng)不適合繼續(xù)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(xiàn)實技術為學生提供了一個親自參與、主動思考的環(huán)境，并為學生創(chuàng) 造了可經(jīng)歷實踐與創(chuàng)新的過程.在虛擬現(xiàn)實技術環(huán)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(xiàn)實技術環(huán)境下課堂能力的導航者.

參考文獻：

〔1〕李書杰，鄭利平，謝文軍，賈偉，劉曉平.虛擬現(xiàn)實（VR）教育的問題與思考[J].計算機教育，2019（02）：41-44.

〔2〕朱小婉，丁一，彭緒富，嚴慧.“VR直播+教育”應用發(fā)展狀況分析[J].湖北師范大學學報（哲學社會科學版），2018，38（05）：142-146.

〔3〕趙丹.高校第二課堂實踐育人體系建設研究[J].北京教育（德育），2019（01）：41-44.

〔4〕高海波.VR（虛擬現(xiàn)實）教育應用綜述[J].信息與電腦（理論版），2019（02）：231-232+235.

〔5〕孫鳳，劉曉軍，趙義明，劉曉.第二課堂在應用技術型高校機電類專業(yè)創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)培養(yǎng)中的探索——以中國石油大學勝利學院為例[J].教育教學論壇，2019（03）：150-152.

〔6〕胡博聞，李守明.高校第二課堂建設存在的問題與對策[J].沈陽大學學報（社會科學版），2018，20（06）：758-761.

〔7〕陳清奎，何芹，李學東，徐楠，王全景，王忠雷.VR技術與傳統(tǒng)教育深度融合——“VR+”教學模式創(chuàng)新與實踐[J].中國信息技術教育，2018（23）：83-84.