VR+，沉浸式體驗構建歷史時空的應用探究

顏秀玉 劉丹鳳

摘 要：本文主要論述了VR的概念、VR在教育領域的應用、VR對構建歷史時空的價值及VR應用于歷史教學，其創造的打破時間界限的虛擬空間有助于構建學生的歷史時空觀，沉浸式體驗能夠激發學生學習興趣，提高學習效率。但VR的應用現階段還不廣泛且仍存在一些需要改進的問題。

關鍵詞：VR;沉浸式體驗;構建歷史時空觀

“參觀路線由我來決定，想看什么就看什么，房內的家具跟真的一樣，太過癮了！”“動手一拉，墻上的《平安春信圖》就擺在眼前，還可以點擊按鈕參加互動，好長見識！”這是學生利用VR技術體驗了《V故宮》之后興奮的分享。VR技術創設出的高度仿真的虛擬世界，讓體驗者沉浸其中，從視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺等都有穿越時空、身臨其境的感受。

一、什么是VR

VR（Virtual Reality）即虛擬現實技術，又稱靈境技術。它是指綜合利用計算機、電子信息、仿真技術等，在電子計算機上生成的模擬虛擬環境、給人提供沉浸式體驗感的技術。它不僅具有超強的仿真系統，體驗者還可以隨意操作并得到環境最真實的反饋，真正實現人機交互。 [1]

二、VR在教育領域的應用

VR一出現，很快就應用于教育領域。

2016年5月12日，美國圣澤維爾學校850名學生通過VR技術學習了關于太陽系的知識，學生們搭上太空飛船探索了太陽系每一個星球。課程結束后，學生們迫不及待地向朋友分享交流他們的經歷，學生表示虛擬現實的體驗讓他們感到教學非常有趣，也學到了很多知識。

VR技術的逐步成熟引發了國內教育領域的巨大變革，國家高度重視教育信息化，推動了VR教育形式落地。南昌二十七中、南師附小等多所學校建立的VR體驗室已陸續投入使用。課堂上的VR，讓學生在虛擬世界中體驗課堂知識的實景演繹、在虛擬平臺上動手演示不同的實驗。結果表明，學生非常喜歡這種沉浸感強、交互有序、內容豐富的全新教學形式。

三、VR對構建歷史時空的價值

“歷史學科是一門研究人類社會具體的和多樣性的過去之學科。”[2]歷史學科的研究對象使它具有很強的時空性。掌握時空觀念是學生學習歷史的基本要求，也是歷史學科核心素養之一。初中《歷史課程標準》（2011年修訂版）要求學生要學會在具體的時空條件下對歷史事物進行觀察和分析，形成歷史概念，并據此對史事作出合理解釋，進而認識歷史發展的時代特征和基本趨勢。

歷史時空觀是進行歷史思維活動和歷史發展意識的基礎，只有將歷史人物和事件置于特定的時空框架中，才可能對史事有準確的理解。由于歷史學科研究的對象對于學生來說過于抽象，對著幾張歷史地圖、文物圖片和簡單的文字描述，學生很難代入當時的時空去感知歷史、理解歷史人物的行為和歷史事件發生的必然，準確地構建歷史時空對初中學生來說具有一定難度。VR技術可以通過現代信息手段，為學生創設動態、全面、鮮活的歷史情境，直觀、立體地還原歷史的原貌、再現歷史發展的過程、延伸歷史時空的范圍，引領學生在高度仿真的情境中感知歷史人物與歷史事件，大大提高了學生對歷史知識的接受能力，能夠幫助學生很好地構建歷史時空。

四、應用VR輔助歷史教學，構建歷史時空

1975 年，美國心理學家 Mihaly Csikszentmihalyi 博士在研究中提出當人們全身心沉浸于某種活動中，就會忽略掉其他干擾，獲得最好的學習效果。[3] 傳統課堂教學是靜態的、普遍化的，不能很好地激發學生的學習興趣和欲望，特別是解決如時空觀這樣的抽象問題時。VR創設的真實、互動、情節化、個性化的沉浸式體驗應用于歷史教學，學生的感官和思維被充分調動起來：觸手可及的歷史使時空變得清晰具體，真實有趣的體驗使學習變得更高效。

（一）穿越時空，跟著張騫出使西域

實驗心理學家通過大量的實驗證明，人們一般能記住自己所閱讀信息的10%，所聽到信息的20%，所看到信息的30%，通過個人體驗理解的信息的90%。在《絲綢之路》一課的教學中，在學習張騫出使西域的路線和對張騫鑿空精神的理解時，傳統的教學一般是教師出示張騫出使西域的路線圖、講解張騫出使西域所遇到的困難，或者播放張騫出使西域的影視剪輯。這條路線上的小國眾多、國名陌生難記，加上距今已有2000多年，抽象的時空讓學生很難對它形成深刻的記憶并站在當時的歷史條件下理解張騫出使西域的意義。VR技術讓學生可以穿越時空，身臨其境地感受這段歷史。在VR體驗室里，學生頭戴VR頭顯，視覺、聽覺被封閉起來后，完全沉浸在一個被立體投影畫面包圍的高級虛擬仿真環境中，在這個虛擬的環境中學生來到了漢武帝時期跟著張騫一起出使西域：在與匈奴人的沖突中體驗和平的可貴;在被匈奴扣押十年中體驗張騫的智慧與堅持;徒步于變化莫測的沙漠體驗行程的兇險;與西域各國人民交流理解了張騫出使西域的意義……學生不僅可以欣賞絲路沿途的風光，還可以在虛擬環境中選擇自己感興趣的對象進行認真細致的觀察與互動，從而開闊視野、增長見識。高度仿真的時空環境、身臨其境的體驗，不僅能讓體驗者深刻記住絲綢之路的路線，也能夠站在當時的歷史條件下更好地理解張騫出使西域的意義。VR運用歷史教學，使學生從被動接受教育者轉化為主動探究的學習者，身臨其境的沉浸式體驗勝過傳統教學的千言萬語，很好地幫助學生構建了歷史時空。

（二）搭上“時光機”，游覽繁華長安

在學習“盛唐氣象”一課時，很多學生對長安城的城市布局及東西市的繁華很感興趣，特別是看過電視劇《長安十二時辰》的學生更是希望能深入“坊”“市”，近距離感受唐朝的繁榮。教材里只有一張長安城平面布局圖、兩段簡單的文字描述和幾幅文物圖片，完全滿足不了學生的探究欲望。愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師。”[4]面對充滿好奇心和求知欲的學生，如果能創設教學情境，讓學生秒變唐朝人，像張小敬一樣走遍長安城，學生對長安城的城市布局、對唐朝農業、手工業的發展及商業的繁榮就能記憶深刻了，教學也能變得更有效。VR的全息投影數字沙盤讓學生能夠搭上“時光機”，穿梭于唐都長安城的坊市之中，身臨其境感受盛唐風韻。交互式沙盤演示，使滿目的亭臺樓閣、雕梁畫棟都“活”了起來，立體活潑、惟妙惟肖，變化多姿的動態世界，讓學生體驗到了唐長安城“百千家似圍棋局，十二街如種菜畦”的格局。體驗者還可以根據自己的興趣對三維沙盤場景進行縮放、平移和旋轉：高大雄偉的城墻、寬闊筆直的街道、熙熙攘攘的行人、繁華熱鬧的市場就在眼前。盛唐的巍峨、繁盛、大氣與恢宏不再是寫在教科書上要求死記硬背的內容，而是學生在歷史時空中親身的體驗和感受。歷史時空在VR技術面前再也不是抽象和難以感知的，它成為了具體、形象、生動和有趣的體驗。

VR應用于教育，讓傳統的歷史教學擺脫了程序化的過程，沉浸式體驗讓抽象的歷史時空變成學生樂于去主動學習、愿意與之互動、探索的領域。根據教育心理學的研究，初中學生的各種認知過程雖得到發展但又都發展得不完善。在空間知覺上，傾向于熟練地掌握三維的空間關系;在時間知覺上，對“世紀”、“年代”這樣的歷史時間單位，常處于不能精確理解的抽象狀態;在邏輯思維上，大多還屬于經驗型。VR創設的三維虛擬空間打破了歷史時空的界限，使過去的事變成了身邊的人和事;身臨其境的體驗使學生能夠在具體的時空條件下對歷史事物、歷史現象進行觀察和分析，并作出合理解釋，從而形成歷史概念、認識歷史發展的時代特征和基本趨勢。

五、VR+教育存在的問題

科技的發展會推動教育的進步。VR兼具知識性與娛樂性的直觀沉浸式體驗融入教育，可以解決很多原有常規教育在知識的傳遞和教學方面解決不了的問題。但現階段，VR主要活躍于游戲和影視等領域，在教育領域的應用還處于初步階段，投入使用的還比較少。VR技術作為一個輔助的工具融入到教育還有很長的路要走：

（一） VR教育軟件開發內容分散，優質內容較少。很多企業和相關工作者制作出的內容不能符合教師和學生需求，VR教育課程體系不完善，日常教學的應用受到限制。

（二）VR的硬件和軟件研發還有待進步。目前，VR硬件種類多，標準、性能參差不齊，軟硬件難以兼容。VR要在教育領域應用和推廣，還需要有可以像制作PPT一樣簡單的編輯軟件及操作平臺，就如北京航空航天大學軟件學院創始院長孫偉所說 “我們要完成沉浸式的教學，最大的挑戰是能不能讓每一個人不需要懂編程、不需要懂沉浸式、不需要懂三維就能夠做出沉浸式課件。”

參考文獻

[1]石宇航.淺談虛擬現實的發展現狀及應用[J].中文信息，2019，（1）：20.

[2]蘇聯科學院主編.《蘇聯大百科全書》.〔M〕.蘇聯百科全書出版社，1947年出版

[3]王紅.姚崗：《沉浸式教學法課堂研究》[J]《中國市場》. 2017 年第 03 期

[4]愛因斯坦著：《愛因斯坦文集》，第三卷，商務印書館，1979年第1版，第144頁。

作者簡介 ：顏秀玉;1977年4月，女，籍貫：福建永春;單位：福建省泉州第五中學;初中歷史;中學一級;本科學歷;自主學習的課堂教學與信息化教學

泉州市教育科學“十三五”規劃（第二批）課題? ?編號：QG1352-226