朱雷，邢偉

情景教學(xué)是一種有效的學(xué)習(xí)方式，已經(jīng)被越來越多的人所認(rèn)知和接受。它能使學(xué)習(xí)者在情景中通過活動與合作，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)動機(jī)和學(xué)習(xí)興趣。計算機(jī)技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，為情景教學(xué)實施提供了技術(shù)實現(xiàn)可能。運用虛擬現(xiàn)實軟件和計算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合人機(jī)工程學(xué)原理，針對文科教學(xué)課程內(nèi)容，開發(fā)情景教學(xué)軟件，能實現(xiàn)學(xué)習(xí)者與計算機(jī)系統(tǒng)的人機(jī)交互，轉(zhuǎn)而達(dá)到實現(xiàn)情景教學(xué)的目的。

本文以旅游英語為例，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在聽障學(xué)生文科情景教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行初步探討，尋找虛擬現(xiàn)實技術(shù)在情景教學(xué)中應(yīng)用的切入點，開發(fā)交互性強、實用價值高的虛擬情景教學(xué)系統(tǒng)，為聽障學(xué)生開展情景教學(xué)提供幫助。

一、聽障學(xué)生情景教學(xué)的理論依據(jù)

（一）情景教學(xué)理論

建構(gòu)主義認(rèn)為，學(xué)習(xí)是獲得知識的過程，獲得知識的多少取決于學(xué)習(xí)者根據(jù)自身經(jīng)驗去建構(gòu)有關(guān)知識的意義和能力。建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論強調(diào)創(chuàng)設(shè)真實情境，把創(chuàng)設(shè)情境看做是“意義建構(gòu)”的必要前提。[1]“通過情景進(jìn)行教學(xué)和操練”，是情景教學(xué)法的主要特點。[2]

（二）互補理論

互補理論認(rèn)為,一種感覺的缺失會導(dǎo)致對剩余感覺的更大依賴,從而增強剩余感覺。某一感覺通道內(nèi)輸入的缺失會導(dǎo)致完好通道內(nèi)的感覺變得異常敏感。[3]腦成像及行為實驗研究結(jié)果證明，聾人在視覺圖象識別的敏度、視覺工作記憶廣度、外周注意等方面都要優(yōu)于正常人；當(dāng)視覺任務(wù)需要復(fù)雜加工時,聾人未損傷通道中的加工效率更高。[4]視覺是個體接受外界刺激并獲取信息的主要途徑,據(jù)估計,信息總量的70%-80%是通過視覺獲得，充分發(fā)揮聾人視覺補償功能，可有效彌補其聽力缺陷，實現(xiàn)其身心全面發(fā)展。由于聽力缺損，聾人感受情景的主要通道來自視覺，重點突出視覺情景有助于聾人發(fā)揮視覺補償功能，提高聾人課堂教學(xué)效果。

二、目前聽障學(xué)生情景教學(xué)的實施手段與不足

（一）情景教學(xué)的實施手段

目前聽障學(xué)生文科進(jìn)行情景教學(xué)的主要教學(xué)手段有：（1）手語;（2）通過圖片、幻燈片、PPT來演示；（3）運用直觀教具和動作模擬;（4）課上真人互動；（5）電腦平面圖像的直觀呈現(xiàn)。

（二）情景教學(xué)手段的不足

雖然目前常用的教學(xué)手段都充分考慮到情景教學(xué)對聽障學(xué)生文科實際運用能力提高的實際意義，在教學(xué)中通過創(chuàng)設(shè)一定的情景進(jìn)行互動,強化記憶，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性和興趣，但是以上教學(xué)手段仍存在兩點不足。

1.很多文科授課內(nèi)容難以利用課堂實景、圖形或文字來模擬創(chuàng)建教學(xué)所需情景，無法實現(xiàn)高度模擬現(xiàn)實情況下的應(yīng)用教學(xué)。

2.教學(xué)環(huán)境仍舊沒有脫離課堂，情景應(yīng)用環(huán)境沒有得到切實改變，授課手段缺乏交互性，無法激發(fā)起學(xué)生對于情景環(huán)境產(chǎn)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、虛擬現(xiàn)實理論基礎(chǔ)

（一）虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念及應(yīng)用范圍

虛擬現(xiàn)實是人們對計算機(jī)及其非常復(fù)雜的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化及交互操作的一種方法，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界、由計算機(jī)生成的高技術(shù)模擬系統(tǒng)。[5]計算機(jī)用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境進(jìn)行多模態(tài)交互，從而產(chǎn)生置身于相應(yīng)的真實環(huán)境中的真實感受。虛擬現(xiàn)實技術(shù)最初主要應(yīng)用于飛行模擬訓(xùn)練、娛樂、數(shù)據(jù)和模型可視化、虛擬戰(zhàn)場環(huán)境仿真等領(lǐng)域?，F(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用范圍已經(jīng)擴(kuò)展到人們生產(chǎn)生活中的各個領(lǐng)域。[6]

（二）虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于情景教學(xué)的優(yōu)勢

沉浸、交互、構(gòu)想是虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的三大特征，基于以上特征虛擬現(xiàn)實技術(shù)，通過顯示子系統(tǒng)、檢測子系統(tǒng)和模擬子系統(tǒng)實現(xiàn)虛擬情景教學(xué)，其主要優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個方面。[7]

1.時間上的伸縮性。使用計算機(jī)虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將任何時間、任何地點的外界系統(tǒng)活動在計算機(jī)上模擬運行出來，根據(jù)課程的需要設(shè)計模擬系統(tǒng)建立交互性較強、與現(xiàn)實比較接近的模擬環(huán)境。

2.廣泛性和開放性。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以按照授課內(nèi)容建立跨時空的仿真世界，并以開放式平臺方式將授課內(nèi)容在網(wǎng)上呈現(xiàn)。

3.可控性。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時間伸縮性、廣泛性和開放性的特點，虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)可對教學(xué)內(nèi)容實現(xiàn)有效的控制，還可實現(xiàn)教學(xué)流程可視化，將平面教學(xué)立體化。

（三）聽障學(xué)生文科虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

我們開發(fā)的聽障學(xué)生文科虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)主要采取桌面式結(jié)構(gòu)。該教學(xué)系統(tǒng)通過計算機(jī)顯示屏幕生成的環(huán)境來提供給學(xué)生。在使用時，系統(tǒng)設(shè)定一個虛擬觀察者的位置，學(xué)生通過鼠標(biāo)與系統(tǒng)進(jìn)行交互，在屏幕上顯示出用戶與虛擬世界交互的過程。在虛擬情景教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生通過顯示屏幕看到虛擬世界。該系統(tǒng)允許多個用戶同時加入系統(tǒng)，對用戶數(shù)的限制較小。桌面虛擬情景教學(xué)系統(tǒng)重要的功能塊包括計算機(jī)系統(tǒng)、顯示系統(tǒng)、光學(xué)跟蹤系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

四、聽障學(xué)生旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計構(gòu)想

英語作為一種外國語言，其學(xué)習(xí)過程中的情景構(gòu)建較之于歷史、語文等學(xué)生較為熟悉的課程，存在一定的困難性和局限性。所以我們選擇將虛擬現(xiàn)實技術(shù)首先應(yīng)用于聽障學(xué)生英語教學(xué)。旅游英語在聽障學(xué)生國外生活中應(yīng)用最為廣泛，因此，我們選擇在旅游英語項目課程上應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行情景教學(xué)。

聽障學(xué)生旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)利用視景建模軟件Multigen Creator和視景仿真環(huán)境軟件Vega，構(gòu)建如大使館、飛機(jī)場、海關(guān)、邊檢、旅館等旅游英語應(yīng)用場景。每一單元都由若干場景構(gòu)成。采取流程式體驗方式，通過學(xué)生操控化身（在虛擬世界代表自己的人物）與各個場景的NPC進(jìn)行點擊式對話。對話流程是學(xué)生點擊場景，NPC會彈出問題對話框和備選答案，學(xué)生選擇正確答案可進(jìn)行隨后的對話，待完成所有對話后進(jìn)入下一個場景，完成所有場景即完成一個單元的情景體驗。完成單元情景體驗的時間以及選擇正確對話的準(zhǔn)確率，是考察學(xué)生知識點掌握的重要參數(shù)。

五、聽障學(xué)生旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)實施

（一）實施步驟

聽障學(xué)生旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)實施步驟由視頻教學(xué)——靈境學(xué)習(xí)——課外網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)——測試與評價四部分構(gòu)成。

（二）實施案例

《走出國門》是本課程第一單元，學(xué)習(xí)重點包括：掌握申請護(hù)照、辦理簽證、機(jī)場候機(jī)、通過邊檢與海關(guān)相關(guān)流程和用語。

1.視頻教學(xué)。教師首先在課堂上講授申請護(hù)照、辦理簽證、機(jī)場候機(jī)、通過邊檢等方面的重點詞匯、句式和語法要點，然后指導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)中的情景對話視頻。學(xué)生重復(fù)觀看視頻，對知識點進(jìn)行消化理解。

2.靈境學(xué)習(xí)。學(xué)生進(jìn)入旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)靈境情景體驗?zāi)K進(jìn)行學(xué)習(xí)。本單元情景體驗包括以下場景：申請護(hù)照場景（模擬公安局出入境管理中心）、簽證場景（模擬美國駐上海領(lǐng)事館）、機(jī)場場景（模擬上海機(jī)場候機(jī)大廳、機(jī)票辦理處）、邊檢與海關(guān)場景（模擬上海機(jī)場邊檢口與海關(guān)）。學(xué)生在課堂上進(jìn)入系統(tǒng)靈境情景體驗?zāi)K，創(chuàng)立屬于自己的虛擬人物（化身）。其需要完成的任務(wù)包括申請護(hù)照、申請簽證、兌換登機(jī)牌、通過安檢、通過海關(guān)，這些人物都是通過學(xué)生操控的化身與NPC做對話選擇來完成。如果對話選擇錯誤，系統(tǒng)會提示正確選項，選擇錯誤選項將無法完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教師在控制臺對學(xué)生自主學(xué)習(xí)狀況進(jìn)行監(jiān)控和指導(dǎo)。

3.課外網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)。學(xué)生組成課外學(xué)習(xí)小組，課后登陸系統(tǒng)課外資源模塊，拓展了解申請護(hù)照、辦理簽證等相關(guān)知識，在該模塊建立的學(xué)習(xí)論壇進(jìn)行經(jīng)驗交流。

4.測試與評價。單元學(xué)習(xí)結(jié)束后，教師采取課堂在線測試方式對學(xué)生學(xué)習(xí)成果進(jìn)行考查。教師在旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)系統(tǒng)測試模塊設(shè)計考核參數(shù)?？己藚?shù)包括完成情景測試所需時間，與NPC對話選擇正確率。學(xué)生通過操控化身，完成“走出國門”單元全部場景通關(guān)任務(wù)。系統(tǒng)根據(jù)所設(shè)變量，對學(xué)生進(jìn)行評分，將學(xué)生測試過程錄制成視頻，供教師進(jìn)行分析。教師選取具有代表性的測試視頻，在課堂上進(jìn)行錯誤剖析。

（三）教學(xué)效果與反饋

通過半年的教學(xué)實踐，我們采用靈境測試和試卷測試方式，對教學(xué)效果進(jìn)行考察。靈境測試由計算機(jī)隨機(jī)抽取課程內(nèi)容，對學(xué)生進(jìn)行靈境通關(guān)測試，不同機(jī)位學(xué)生的測試內(nèi)容各不相同，設(shè)置合格標(biāo)準(zhǔn)為15分鐘，要完成所有測試場景，與NPC對話錯誤率低于20%。試卷測試由教師統(tǒng)一命題，采取閉卷考試方式對學(xué)生進(jìn)行考查，考試內(nèi)容包括旅游英語常用詞匯和句式。測試結(jié)果顯示，參與測試30人全部通過靈境測試，其中7人僅用時10分鐘就通過測試，且正確率為100%。試卷測試中有1人成績低于60分，3人成績達(dá)到90分以上，平均成績?yōu)?6.6。與學(xué)生訪談結(jié)果顯示，學(xué)生普遍認(rèn)為，應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的情景教學(xué)比傳統(tǒng)課堂教學(xué)更具吸引力，更有興趣學(xué)習(xí)，內(nèi)容應(yīng)用性很強且容易理解。

總之，聽障學(xué)生旅游英語虛擬現(xiàn)實情景教學(xué)實踐證明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)ξ目剖谡n內(nèi)容進(jìn)行跨時空的情景再現(xiàn)，其營造的逼真場景和良好的交互性能夠有效地發(fā)揮聽障學(xué)生的視覺補償功能。虛擬情景教學(xué)系統(tǒng)為聽障學(xué)生開展情景教學(xué)提供了一種新的理論方法和應(yīng)用模式。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在聽障學(xué)生教學(xué)中的應(yīng)用前景會更加廣泛。

[1]何克抗.建構(gòu)主義——革新傳統(tǒng)教學(xué)的理論基礎(chǔ)[J].電化教育研究,1997（4）：25-27.

[2]束定芳，莊智象.現(xiàn)代外語教學(xué):理論、實踐與方法[M].上海:上海外語教育出版社,1996：168.

[3]Kujala T,Alho K,Naatanen R.Cross-modal reorganization of human cort ical functions[J].Trends inNeuroscience,2000,23（3）：115-120.

[4]Paroksch J,Bavelier D.Changes in the spatial distribution of visual attention after early deafness[J].Joumal of Cognitive Neuroscience,2002,14（5）：687-701.

[5]郭根生.走進(jìn)虛擬現(xiàn)實[J].多媒體世界,2000,6（3）：75-77.

[6]Loftin RB.Aerospace Application of Virtual Environment Technology[J].Computer Graphics,1996,30（11）：33-35.

[7]S.ottosson.Virtual reality in the product development process.Engineering design[M].London:Taylor&Francis Ltd,2002:159-173.