摘要：對2000—2009年近十年間虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育、教學(xué)領(lǐng)域相關(guān)應(yīng)用的189篇文獻(xiàn)采用內(nèi)容分析法進(jìn)行了梳理與統(tǒng)計，在數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)上得出目前該技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢，并指出研究中存在的一些問題。
　　關(guān)鍵詞：教育領(lǐng)域；虛擬現(xiàn)實；內(nèi)容分析
　　
　　虛擬現(xiàn)實是繼多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò)之后，在教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的“明星”技術(shù)，它能夠運用計算機對現(xiàn)實世界進(jìn)行模擬仿真，從而能較好地解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及自然交互性的要求，為教育教學(xué)注入新的活力。虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域發(fā)展至今，已逾十年，研究取得了豐碩的成果。筆者通過對當(dāng)前研究者在教育領(lǐng)域中虛擬現(xiàn)實的研究現(xiàn)狀的分析，從理論層面和技術(shù)應(yīng)用角度探討了虛擬現(xiàn)實的相關(guān)研究特征和發(fā)展趨勢，以期為進(jìn)一步的研究與實踐提供參考。
　　1研究方法與數(shù)據(jù)
　　1.1研究方法與工具
　　本文的研究方法采用內(nèi)容分析法，它是進(jìn)行教育技術(shù)學(xué)研究的一種專門方法，是對傳播內(nèi)容做客觀而又系統(tǒng)的量化并加以描述的一種研究方法。內(nèi)容分析實際上是以預(yù)先設(shè)計的類目表格為依據(jù)，以系統(tǒng)、客觀和量化的方式，對信息內(nèi)容加以歸類統(tǒng)計，并根據(jù)類別項目的統(tǒng)計數(shù)字，做出敘述性的說明[1]。
　　1.2資料來源
　　本研究資料來源于中國學(xué)術(shù)期刊全文數(shù)據(jù)庫，限定時間為2000—2009年，按主題“虛擬現(xiàn)實”進(jìn)行檢索，結(jié)果有將近2萬余條。為此，我們從《中國電化教育》、《電化教育研究》、《中國遠(yuǎn)程教育》、《現(xiàn)代教育技術(shù)》、《開放教育研究》、《遠(yuǎn)程教育雜志》、《中國教育信息化》、《系統(tǒng)仿真學(xué)報》、《計算機仿真》、《計算機輔助設(shè)計與圖形學(xué)學(xué)報》十類期刊中，統(tǒng)計與虛擬現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的研究相關(guān)的文章。以輸入“虛擬現(xiàn)實”為主題，在上述期刊中共搜到文章943篇(教育技術(shù)類147篇，計算機類796篇)，其中與本研究工作密切相關(guān)的文章有189篇(教育技術(shù)類99篇，計算機類90篇)。本研究將從研究內(nèi)容、發(fā)表時間等幾個維度對這些論文進(jìn)行劃分，并以此為類目進(jìn)行內(nèi)容分析。
　　2研究過程與數(shù)據(jù)分析
　　2.1內(nèi)容分析過程
　　本研究以檢索到的相關(guān)的189篇文章作為內(nèi)容分析的樣本，并按照理論研究、學(xué)習(xí)環(huán)境與學(xué)習(xí)資源等對其進(jìn)行分類，為了將信息全部包含在分類中，特增加其他一欄。根據(jù)需要，以篇為分析單元并組成三人小組進(jìn)行分析評判，結(jié)果如表1所示。
　　2.2研究數(shù)據(jù)與情況分析
　　根據(jù)不同年度和類別對樣本進(jìn)行分類和統(tǒng)計，可得到如表1所示的數(shù)據(jù)(表1)。
　　結(jié)合表1，根據(jù)已劃分的類目對其進(jìn)行分類和統(tǒng)計，得到圖1。從該圖可以看出，本領(lǐng)域內(nèi)學(xué)術(shù)論文的研究內(nèi)容主要集中在虛擬學(xué)習(xí)資源建設(shè)方面，在2000—2009年間所有論文中，有69篇論文是與學(xué)習(xí)資源建設(shè)相關(guān)，占論文總數(shù)的37%。另外，在理論研究和學(xué)習(xí)環(huán)境研究方面也是研究者們關(guān)注的焦點，分別占論文總數(shù)的16%和20%。顯而易見，理論、學(xué)習(xí)環(huán)境和資源建設(shè)三大方面的研究是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域研究的重心。
　　其次，考慮到關(guān)注該領(lǐng)域的主要研究者是計算機專業(yè)和教育技術(shù)學(xué)專業(yè)的相關(guān)研究人員，我們首先將期刊論文按學(xué)科進(jìn)行分類，然后在此基礎(chǔ)上，根據(jù)專業(yè)期刊類別進(jìn)一步細(xì)化，得到表2。從近年來期刊對領(lǐng)域的關(guān)注度來看，計算機類期刊關(guān)注度比教育技術(shù)
　　類稍高。由表2我們得出如圖2所示的期刊年度論文數(shù)量統(tǒng)計曲線，圖2的小計1(教育技術(shù)類雜志)曲線表明，從2000—2002年論文數(shù)量漸增，2003—2006年進(jìn)入低迷期，2007年又逐漸興起相關(guān)研究；從小計2(計算機類雜志)可以看出，2001年是研究高峰，2002—2005年也有所回落，2006年有所增強，2007—2009年間研究程度也一般。從論文發(fā)表總量看，由2000年的12篇增長到2009年的31篇?？傮w來說，在2000—2009年間，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究進(jìn)展與Gartner Group[2]提出的“新技術(shù)宣傳曲線”是一致的，即發(fā)展中技術(shù)的見報程度，隨時間的發(fā)展遵循一定的模式。
　　圖2期刊年度數(shù)量統(tǒng)計
　　第三，虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域的研究內(nèi)容非常豐富，根據(jù)領(lǐng)域類研究論文的內(nèi)容，我們將虛擬現(xiàn)實的相關(guān)研究內(nèi)容歸納為理論基礎(chǔ)、概述類、應(yīng)用效果、虛擬校園、虛擬教室、虛擬實驗室、虛擬演播室、仿真教學(xué)平臺、學(xué)科教學(xué)、開發(fā)工具、遠(yuǎn)程教育、分布式VR、虛擬學(xué)社、漫游系統(tǒng)、教育游戲、企業(yè)培訓(xùn)和虛擬博物館等17類。近十年來，其研究內(nèi)容和論文數(shù)量呈現(xiàn)關(guān)系如圖3所示。從研究內(nèi)容上看，在近十年的研究進(jìn)程中，虛擬現(xiàn)實在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用始終是人們關(guān)注的最多的。研究內(nèi)容排前三的分別是學(xué)科教學(xué)、虛擬實驗室、仿真教學(xué)平臺。在頭3年中，人們對虛擬現(xiàn)實理論方面研究還不多。虛擬演播室和虛擬學(xué)社方面的研究論文相對較少，虛擬演播室的相關(guān)論文僅在
　　2001年有1篇，虛擬學(xué)社方面的論文直到2007年才開始出現(xiàn)。值得關(guān)注的是，隨著教育游戲的興起，虛擬現(xiàn)實也滲入到了游戲領(lǐng)域，2006年開始后陸續(xù)已有教育游戲和虛擬現(xiàn)實相關(guān)的論文。2006至2009年，研究范圍已發(fā)展到教育游戲、虛擬學(xué)社、虛擬博物館價等各個領(lǐng)域。
　　圖32000—2009年各領(lǐng)域研究論文總量
　　第四，通過考察論文的發(fā)表時間和研究內(nèi)容的關(guān)系(表3)，我們可以看出，虛擬現(xiàn)實的應(yīng)用效果逐漸得到了研究者的關(guān)注。任何一項新技術(shù)剛開始人們僅僅關(guān)注技術(shù)本身，但隨著技術(shù)的成熟，研究者把視角轉(zhuǎn)移到了學(xué)習(xí)效果上。從2003年開始已有2篇相關(guān)的文章，2007年1篇，到了2008年升至3篇，2009年有2篇。
　　3主要的研究結(jié)論
　　3.1研究現(xiàn)狀
　　目前在教育領(lǐng)域研究應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)基本是屬于桌面級虛擬現(xiàn)實類型。所謂桌面級虛擬現(xiàn)實[3]，是指用PC機和低端工作站進(jìn)行模擬仿真的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，將計算機屏幕用作用戶觀察虛擬境界的一個窗口，使用簡單的外部設(shè)備(如鼠標(biāo))來觀察360°范圍內(nèi)的虛擬世界，并操縱虛擬場景中的各種物體。它是一種純軟件解決方案，我們可以應(yīng)用VRML語言、全景環(huán)視技術(shù)、Java語言等技術(shù)來實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實，是一種提供初步虛擬現(xiàn)實體驗的技術(shù)，其最鮮明的特點就是開發(fā)成本低，使用簡單，便于推廣。由于這樣的特點，使得虛擬現(xiàn)實在教育領(lǐng)域中的廣泛應(yīng)用成為可能。
　　正如其他新興技術(shù)一樣，虛擬現(xiàn)實技術(shù)也是許多相關(guān)學(xué)科領(lǐng)域交叉、集成的產(chǎn)物。雖然該領(lǐng)域的潛力是巨大的，應(yīng)用前景是廣闊的，但仍存在著許多尚未解決的理論問題和有待克服的技術(shù)障礙。
　　1) 缺乏需求分析。教育本身強調(diào)“因材施教”，可現(xiàn)在大多利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)制作的平臺、資源(課程、課件、虛擬實驗室平臺)都缺乏對學(xué)習(xí)者的個性分析，這些資源差不多可以說是“演示型”課件的翻版，這樣不利于學(xué)生的個性化發(fā)展。
　　2) 缺乏應(yīng)用效果研究。對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用效果研究不夠，很多都是追新，從某種意義上說實用意義不是很大。最近，人們才開始對虛擬現(xiàn)實教學(xué)應(yīng)用效果有所關(guān)注，尤其是教育技術(shù)工作者，這是因為我們在教育中應(yīng)用、推廣信息技術(shù)的主要目的只有一個，那就是促進(jìn)有效學(xué)習(xí)。
　　3) 技術(shù)本身的缺陷。盡管虛擬現(xiàn)實技術(shù)有著“21世紀(jì)的明星技術(shù)”的美譽，在虛擬仿真情境中進(jìn)行觀察和交互可促進(jìn)知識的學(xué)習(xí)，促進(jìn)自主創(chuàng)新。虛擬實驗室避免了真實實驗或操作帶來的各種危險等。但它本身仍存在一定的不足，即使它的沉浸程度很高，與真實環(huán)境相比，仍是無法取代的，畢竟“人—機交互”缺乏情感等因素，有些學(xué)習(xí)者無法適應(yīng)虛擬世界。
　　
　　3.2發(fā)展趨勢
　　隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷深入，其發(fā)展主要呈現(xiàn)以下幾種趨勢：
　　第一，從研究的廣度上，可以看到研究范圍由最初的集中于學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)環(huán)境的構(gòu)建的研究擴展到教育游戲、虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)、虛擬校園、培訓(xùn)、效果評價等各個方面，研究覆蓋面不斷擴大。
　　第二，研究的重心也在發(fā)生著變化，對技術(shù)在教育中的應(yīng)用效果的反思受到廣泛的重視，尤其是教育技術(shù)研究者的重視。在開發(fā)了大量資源及平臺之后，如何實現(xiàn)資源的共享，如何實現(xiàn)資源的有效利用，如何對資源進(jìn)行評價，如何消除信息孤島問題受到人們的重視。因此，教育技術(shù)類期刊中很大一部分論文都是對技術(shù)應(yīng)用于教育的反思。
　　第三，虛擬學(xué)習(xí)資源建設(shè)方面主要是教學(xué)設(shè)計和系統(tǒng)架構(gòu)，很多論文關(guān)注開發(fā)工具的使用。一部分文章已經(jīng)開始研究虛擬現(xiàn)實和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的融合，隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，通過網(wǎng)絡(luò)開展虛擬實驗?zāi)壳罢絹碓奖蝗藗兯匾?。網(wǎng)上虛擬實驗室不僅為實驗類課程的教學(xué)改革及現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育提供了技術(shù)支持，還為學(xué)習(xí)者開拓思維，積極創(chuàng)新提供了新的平臺，也是人們對已有概念進(jìn)行深化和獲取新知識的有力工具。例如，目前已經(jīng)有不少學(xué)科的虛擬實驗室網(wǎng)站，所包含的內(nèi)容也十分豐富。利用網(wǎng)上虛擬實驗室，無論學(xué)生還是教師，都可以不受時空限制，自由地進(jìn)入虛擬實驗室去體驗學(xué)習(xí)的快樂。
　　另外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在理論基礎(chǔ)方面，越來越強調(diào)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計理論的應(yīng)用；在教學(xué)應(yīng)用方面，強調(diào)
　　網(wǎng)絡(luò)教學(xué)模式的探索和研究；在技術(shù)上，強調(diào)場景建模、bcb21bb79eef9a8c4a74296f5b4f752f虛擬效果等技術(shù)的攻關(guān)；在開發(fā)中，強調(diào)操作便捷、學(xué)科特點突出，研制開放、協(xié)作的仿真平臺。
　　4結(jié)語
　　通過上述分析，我們得出如下結(jié)論：目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究熱點仍是虛擬資源的建設(shè)研發(fā)和虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的研究。在開發(fā)方面，新的教育理念、教育方式等新的學(xué)習(xí)設(shè)計思想將成為指導(dǎo)虛擬環(huán)境構(gòu)建和資源開發(fā)的理論基礎(chǔ)，而Web2.0、分布式理論技術(shù)等新技術(shù)的發(fā)展也必將為虛擬平臺的開發(fā)提供新的動力支持。
　　參考文獻(xiàn)：
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