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智慧教育

让“VR+教育”成为基础教育发展的下一个风

时间:2017-06-16 11:12:00  来源:江苏科技报

  据教育部2016年12月发布的《中国教育概况——2015年全国教育事业发展情况》统计报告显示,2015年各级各类在校生达2.6亿人,其中义务教育阶段在校生1.4亿人,占在校生总数的53.8%。

  义务教育阶段是决定未来国民素质,提升社会发展空间的重要阶段,为此,《教育信息化十年发展规划(2010-2020)》《教育信息化“十三五”规划》和《教师信息技术能力提升工程》等系列文件政策,均把促进义务教育阶段师生信息化应用水平和能力,实现技术支持下的教育均衡发展,作为首要目标和任务。

  在义务教育阶段,学习者处于知识学习和思维发展的重要阶段。多年技术应用实践证明,直观形象的教育资源能够激发学习者的学习兴趣,提升21世纪技能和高级思维。

  VR作为一种新的技术,通过计算机技术模拟真实世界,调动视觉、听觉、嗅觉、味觉、触觉等多种感官,让学习者在接近于真实世界的情境中产生沉浸式的学习体验,下面我就K-12教育阶段如何开展“VR+教育”,分享自己的看法。

  什么是VR技术

  VR技术是指虚拟现实技术,它是利用计算机创建和模拟真实世界的仿真系统,也是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为系统。它具有多感知性特点,除了视觉感知之外,还有听觉感知、触觉感知、运动感知,甚至还包括味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实应该具有人所具有的一切感知功能。

  VR技术最初主要应用于医学院校虚拟实验室和航空航天模拟技能训练当中,它让使用者在近似于真实的环境和体验中训练。随着VR技术的发展,它在艺术欣赏、大型游戏、房产开发、应急演练等领域得到越来越多的应用。基础教育是教育中的一个重要阶段,在此阶段,VR技术可以为学习者提供丰富快捷的感知、理解外部世界的方式,从而调动学习者情感,产生沉浸式学习体验。

  激活学习内驱力,为VR使用者提供沉浸式学习环境

  内驱力是在需要的基础上产生的一种内部唤醒状态或紧张状态,表现为推动有机体活动以达到满足需要的内部动力。当学生对学习产生强烈的学习内驱力之后,教育的过程就成为学生渴求知识、探求知识的过程。

  VR技术由于采用计算机模拟、虚拟现实技术,让使用者在接近于真实的场景中有了身临其境的感觉,激活大脑皮层,调动多种感官,对学习内容产生强烈欲望和兴趣,从而沉浸其中。例如,教师在教学八年级语文《故宫博物院》这篇课文的时候,如果使用传统多媒体技术,学生看到故宫博物院有关图片、文字和专题视频短片之后,无法与实物对照,短时间内也无法感受到故宫博物院的历史文化价值。而使用VR技术之后,学生在初步阅读故宫博物院有关文字、图片资料之后,可以通过VR眼镜寻找自己感兴趣的文物或建筑进行场景式观看,将感兴趣的文字描述与“实物”对应,体会到博物院文物的精妙之处,真正感受故宫博物院的历史文化价值。

  还有在对学生进行防火灾、防溺水、防交通事故等的教育中,VR技术的使用让学生感同身受,产生强烈的自我保护意识,实现传统教育方式无法实现的作用。由此可见,VR虚拟现实技术能为学习者带来沉浸其中的感受,教育的过程在虚拟场景中自然而然产生了。

  改变课堂教学模式,为VR技术提供更有价值的应用空间

  VR技术比起视频动画等多媒体技术,具有更加丰富的真实感和现场感,让学生足不出户就能体验到近似于真实的感受,促进学生对抽象知识的理解。

  在技术支持教育发展过程中,经历了从传统媒体技术到多媒体技术的转变,特别是发展到交互式多媒体技术之后,学生获取知识的广度和深度得到了延伸。维基、百科等知识聚合工具让知识的获取变得简单。虽然互联网时代下知识不再稀缺,但有用知识的获取变得困难。而基于开放、真实、知识整合运用的主题式学习、探究式学习、项目式学习,由于关注了知识运用的过程,能够迁移并增强VR虚拟现实带来的情感体验和学习内驱力,为学生运用知识解决问题能力的形成和高级思维的发展带来更大的空间。

  这样的学习方式必将成为VR技术支持学生学习的重要途径。下面我就以一个项目式学习案例,来说明VR技术如何更有效地支持学习者高级思维的发展。

  《古老城墙的前世与今生》

  年级:五年级

  项目概述:河北正定县文物古迹众多,有些被世人熟知,成为著名的旅游景点,而有些却湮没在历史的长河中,渐渐被人们遗忘。

  本项目从探究正定县古城墙的兴衰入手,要求学生作为编辑、记者,制作《古老城墙的前世与今生》小册子。项目进行中,学生可以通过采访历史专家、博物馆馆长等来了解正定县古城墙的历史,通过网络查找城墙的历史渊源、历史故事、修缮情况、建筑风格以及城墙现在的保护工作,项目后期提出对历史遗迹的保护设想。让学生在项目研究中亲身感受正定县厚重的历史文化,激发学生热爱家乡、保护家乡历史文化遗产的情感。

  整个学习过程可以分为四个阶段:

  1.项目发布,介绍项目背景;

  2.资料搜集,调查走访专家;

  3.资料整理,小组成果展示;

  4.加工编辑,形成项目产品。

  在项目式学习的四个阶段中,最重要的是第二个阶段。在调查走访历史学家和博物馆馆长的过程中,由于知识背景、思维方式等方面的差异,学生与专家的访谈可能会无法深入展开。而在使用了VR技术之后,学生可以欣赏到大量有关古代城墙的实景史料,甚至可以任意选择自己感兴趣的历史片段反复观看。有了这样的学习体验,他们对将要到来的与历史学家和博物馆馆长的访谈产生了强烈需求和渴望,VR技术促进了项目深度开展。

  创新硬件普及模式,为VR教育应用提供更有效的推广方式

  VR硬件推广普及是制约VR教育应用的关键点,先前的1∶1数字化学习被提出了很多年,但是因为数字化学习终端缺乏有效的普及模式,政府集中采购不现实,学校买单无实力,家庭购买存质疑,这让数字化学习无法普及推广。

  VR技术作为一种需要依赖学习终端的技术,也必须解决硬件普及问题,否则“VR+教育”也会成为少数人、少数课堂的专利,无法体现技术在解决义务教育均衡发展过程中的价值。

  目前在很多城市出现了共享单车、共享汽车、共享充电器等,共享经济的新形态也为我们使用共享模式进行VR硬件的普及推广提供了思路。

  我们可以将VR硬件在义务教育阶段学校部署,开通简单方便的支付途径和方法,企业按照使用次数和资源内容收费,将课堂集中学习所需要的VR资源和学生自主的VR资源需求相结合,为VR技术使用确定合理的价格定位,加速VR硬件普及速度,为VR更大范围推广使用提供硬件基础。

  重构资源开发模式,为VR内容提供高质量的开发建设策略

  VR教育资源内容开发是VR及其相关企业最大的收益,而数字化产品的开发成本具有无限接近于0的特点。在VR技术支持教育的过程中,优质的VR资源内容是影响技术推广最重要的因素。在我国技术支持教育的发展过程中,资源的开发使用,经历了从专业技术人员制作教育资源到一线教师个性化修订资源的过程。在这个发展过程中一直存在着资源个性化需求与企业规模化制作的矛盾,而这种矛盾在当前的VR资源建设中也同样存在,如何解决开发者和使用者的矛盾是VR资源开发的重要问题。

  在VR教育资源的开发机制上,我们应该着手建设VR资源应用生态系统,技术研发人员、一线教师甚至学生,都可以纳入这个生态系统,每个用户既是消费者也是创造者,资源创建与资源迭代共存,VR硬件普及与VR资源建设联通。VR资源需求可以由教师和学生提出,教师利用自己的教学优势设计资源的呈现方式和呈现过程,技术人员则利用技术优势将需求和设计过程进行专业制作,并不断迭代,满足使用者需求。在资源建设过程中校企合作,用户与开发者共同建设VR资源,产品收益多方共享,建构起资源建设应用的新生态。

  在VR技术为学习者提供沉浸式学习的过程中,学习者会出现像玩游戏一样沉浸其中不能自拔的情况。对于正处在身心快速成长的青少年来说,我们需要在课堂教学中进行正确合理的引导,企业也要通过技术来改进使用者的使用方式和习惯。

  虚拟现实不是脱离现实,而是跨时空认知;多感官刺激不是炫耀技术,而是增强学习内驱力。当记忆和存储不再是这个时代的问题之后,如何通过情感调动学习内驱力,增强学生解决问题的能力,已成为这个时代技术支持教育发展的新动力。

  丁玉海

  教育部信息技术能力提升工程授课专家,中央电化教育馆创客教育培训专家,英特尔未来教育培训项目国家主讲教师,河北省信息技术能力提升工程专家组成员,“国培计划”专家库成员。现任河北省邯郸市邯山区教师进修学校副校长。

标签:学生;学习;学习者
责任编辑:秦倩清(实习)