林齊盼 楊 寧

（福建師范大學(xué)，福建福州，350007）

VR在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用探析
——基于2012至2016年SCI文獻(xiàn)的分析

林齊盼 楊 寧

（福建師范大學(xué)，福建福州，350007）

近年,虛擬現(xiàn)實在產(chǎn)業(yè)、教育、研究等領(lǐng)域受到廣泛關(guān)注。為了解虛擬現(xiàn)實在教育中的研究現(xiàn)狀及未來發(fā)展趨勢,文章對2012年至2016年SCI數(shù)據(jù)庫中VR教育應(yīng)用的文獻(xiàn)進(jìn)行內(nèi)容分析。從VR教育應(yīng)用學(xué)科,VR教育應(yīng)用對象和VR教育應(yīng)用策略等維度進(jìn)行分析,歸納總結(jié)國際上VR教育應(yīng)用的經(jīng)驗成果,以期為我國VR教育應(yīng)用的發(fā)展提供借鑒和啟發(fā)。

VR(Virtual Reality);內(nèi)容分析;模擬仿真;教育應(yīng)用

一、引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)由于其沉浸性、交互性和構(gòu)想性等特點，備受教育領(lǐng)域的關(guān)注。有學(xué)者預(yù)言，虛擬現(xiàn)實技術(shù)將是繼多媒體、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后，在教育領(lǐng)域最有應(yīng)用前景的一項技術(shù)。[1]然而，技術(shù)變革教育的價值不僅與技術(shù)本身有關(guān)，更與技術(shù)在教育中的應(yīng)用方式和教學(xué)策略相關(guān)。我國現(xiàn)階段對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用仍處于探索階段。[2]國際上關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究能夠?qū)ξ覈鳹R教育應(yīng)用的理論與實踐起到一定的啟示與借鑒作用，為此，筆者針對2012年至2016年有關(guān)VR教育應(yīng)用的國際論文內(nèi)容進(jìn)行分析，旨在揭示VR在教育領(lǐng)域應(yīng)用的研究現(xiàn)狀和未來發(fā)展趨勢。

二、虛擬現(xiàn)實的定義和分類

(一)虛擬現(xiàn)實的定義

虛擬現(xiàn)實（簡稱VR）是一項以計算機(jī)技術(shù)為核心的綜合集成技術(shù)，涉及3D圖形技術(shù)，多媒體技術(shù)、仿真技術(shù)、傳感技術(shù)，立體顯示等高新技術(shù)。VR利用計算機(jī)和其他設(shè)備（如輸入/輸出設(shè)備）營造逼真且多感官（觸覺，聽覺和視覺等）的三維虛擬世界。人們在虛擬現(xiàn)實的世界中以自然的方式與虛擬世界中的物體進(jìn)行交互，相互影響，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。[3]

(二)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的分類

虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)按照不同的標(biāo)準(zhǔn)有多種分類方法。目前使用比較多的一種分類方法是結(jié)合沉浸度和用戶規(guī)模進(jìn)行分類，分為桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、增強(qiáng)現(xiàn)實系統(tǒng)，分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)四類。

顧名思義，桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（Desktop VR）是基于普通PC平臺的小型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，是不完全沉浸的。沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是完全沉浸的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，具有高度的實時性和沉浸感。而增強(qiáng)現(xiàn)實（Augmented Reality，AR），也被稱為混合現(xiàn)實（Mixed Reality，MR）。增強(qiáng)式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是將計算機(jī)虛擬圖像疊加在現(xiàn)實世界之上，用戶既能感受真實世界，同時又能看到虛擬對象，從而增強(qiáng)用戶對真實環(huán)境的感受。分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)（Distributed VR，DVR）是一種基于網(wǎng)絡(luò)的虛擬環(huán)境。通過DVR系統(tǒng)，位于不同物理環(huán)境的多個用戶通過網(wǎng)絡(luò)對同一虛擬世界進(jìn)行觀察和操作，共享同一個虛擬環(huán)境，達(dá)到協(xié)同工作的目的。[4]

由此可見，每種虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)都具有獨(dú)特的效果和性能，這也使得虛擬現(xiàn)實能依據(jù)不同領(lǐng)域的需求創(chuàng)設(shè)多樣化的應(yīng)用方式。

三、研究文獻(xiàn)的篩選過程與結(jié)果

本研究針對2012年至2016年有關(guān)VR教育應(yīng)用的國際論文進(jìn)行內(nèi)容分析。內(nèi)容分析法也稱作信息分析法或文獻(xiàn)分析法。在教育領(lǐng)域，該方法常用于把當(dāng)時與其他時期的教育事件的相似性與差異性進(jìn)行質(zhì)的比較分析，以標(biāo)示一致的趨勢、一系列獨(dú)特的情境，或展開新的方向。[5]

本研究以“VR Education /VR Learning/VR Teaching”為主題關(guān)鍵詞，在Web of Science（WOS）數(shù)據(jù)平臺的SCI數(shù)據(jù)庫中檢索2012-2016年的期刊論文，共檢索出731篇文獻(xiàn)。剔除與教育領(lǐng)域無關(guān)的文獻(xiàn)后，有446篇文獻(xiàn)。由于醫(yī)學(xué)領(lǐng)域VR技術(shù)的應(yīng)用主要涉及手術(shù)培訓(xùn)和患者康復(fù)等方面，與教育領(lǐng)域相關(guān)性較小，且文獻(xiàn)的數(shù)量較多，有287篇。因此本研究將醫(yī)學(xué)領(lǐng)域 VR技術(shù)應(yīng)用的研究文獻(xiàn)剔除，最終本研究選擇158篇英文文獻(xiàn)做內(nèi)容分析。

在158篇文獻(xiàn)中，我們根據(jù)作者分布、研究方向、VR教育應(yīng)用對象、學(xué)科及VR教育應(yīng)用策略等信息進(jìn)行初步統(tǒng)計，其結(jié)果如下：

(一)文獻(xiàn)基本信息

從作者分布來看，我們根據(jù)論文第一作者所在國家或地區(qū)進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果顯示，158篇論文的作者分布共包含34個國家或地區(qū)。其中美國（36篇），我國（24篇）以及中國臺灣（11篇）居前三位。其次，葡萄牙（8篇），英國（6篇）等歐洲國家也開展了諸多研究工作；而澳大利亞（4篇），加拿大（3篇），南非（2篇），以色列（3篇）等澳洲、美洲，非洲國家和中東地區(qū)也有研究成果發(fā)表。

從研究方向來看，我們根據(jù)SCI數(shù)據(jù)庫提供的論文研究方向進(jìn)行統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果顯示，共有36種研究方向，其中有104篇論文的研究方向包含計算機(jī)科學(xué)（Computer Science），67篇論文包含工程學(xué)（Engineering），50篇論文包含教育與教育研究（Education & Educational Research），其余還包括成像科學(xué)和攝影技術(shù)（Imaging Science & Photographic Technology）、運(yùn)籌學(xué)與管理科學(xué)（Operations Research & Management Science）等 33種研究方向。由此可見，計算機(jī)科學(xué)，工程學(xué)，教育與教育研究3個領(lǐng)域的學(xué)者是虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用的主要研究群體。

(二)VR教育應(yīng)用的內(nèi)容分布

進(jìn)一步細(xì)讀這158篇VR教育應(yīng)用的英文文獻(xiàn)后，我們對其進(jìn)行三個維度的分類：按照VR教育應(yīng)用對象，158篇論文中有127篇論文提到了研究對象，可分為特殊教育（22篇）、K12（28篇）、高等教育（47篇）、職業(yè)技術(shù)/成人繼續(xù)教育（30篇）。按照VR教育應(yīng)用學(xué)科，有146篇論文提到了研究學(xué)科，可分為科學(xué)、技術(shù)/技能、工程、人文、數(shù)學(xué)、社會學(xué)、安全教育和體育等，論文研究學(xué)科分布情況見表1。按照VR教育應(yīng)用策略，有145篇論文提到了應(yīng)用策略，可分為超越時空全景呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源（12篇）、提供探究實驗的工具（56篇）和創(chuàng)建實操訓(xùn)練場景（77篇）三種主要策略。

表1 VR教育應(yīng)用學(xué)科分布

從分析結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)，VR在教育中應(yīng)用的領(lǐng)域十分廣泛。研究對象主要集中在高等教育和職業(yè)技術(shù)/成人繼續(xù)教育，研究學(xué)科主要分布在工程和社會學(xué)兩大領(lǐng)域。而VR教育應(yīng)用策略集中在利用VR提供探究實驗的工具和創(chuàng)建實操訓(xùn)練場景。下面本文將對VR教育應(yīng)用的三種主要策略做深入研究，通過對文獻(xiàn)的內(nèi)容分析，歸納總結(jié)VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用情況和發(fā)展趨勢。

四、虛擬現(xiàn)實在教育中的策略分析

VR技術(shù)能夠擬真各類場景，提供多種交互，構(gòu)想各類事物。然而，目前虛擬現(xiàn)實在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚未成熟。VR技術(shù)要更好地應(yīng)用于不同學(xué)科的教學(xué)，需要適當(dāng)調(diào)整原有的教學(xué)策略。根據(jù)VR在教育中的應(yīng)用方式和學(xué)習(xí)目標(biāo)，我們將虛擬現(xiàn)實在教育中的主要策略分為超越時空呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源、提供探究實驗的工具和創(chuàng)建實操訓(xùn)練場景這三種類型。在實際教學(xué)實踐中，這三種策略不是完全孤立存在的，而是可以在同一個虛擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)中結(jié)合使用。

(一)利用VR超越時空全景呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源

虛擬現(xiàn)實可超越時空限制將物體的外觀和運(yùn)動等特性在三維空間中立體呈現(xiàn)，提供多感官的學(xué)習(xí)資源，學(xué)習(xí)者可以從多視角學(xué)習(xí)知識。

1.營造虛擬學(xué)習(xí)空間

虛擬現(xiàn)實可以仿真現(xiàn)實生活中不可再現(xiàn)的事物或虛擬某些場景，營造虛擬學(xué)習(xí)空間，實現(xiàn)時間空間的轉(zhuǎn)移。例如，教師可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶領(lǐng)小學(xué)生穿越時空，進(jìn)入侏羅紀(jì)時代，觀察恐龍，切身感受恐龍的兇猛和巨大。[6]也可以讓觀察者猶如潛入海底世界一樣與海洋魚類親密接觸。在虛擬仿真的學(xué)習(xí)空間中，學(xué)生可以探究魚的種類及其棲息地。相比只是教師展示圖片或放映視頻等教學(xué)方式，在虛擬環(huán)境中學(xué)習(xí)者直接與學(xué)習(xí)對象接觸，生動直觀的學(xué)習(xí)體驗更能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，進(jìn)而主動地尋求知識。

2.提供豐富的感官學(xué)習(xí)資源

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可將二維的平面圖像轉(zhuǎn)化為三維立體圖像，可視化抽象概念，為學(xué)習(xí)者提供豐富的感官體驗，促進(jìn)學(xué)習(xí)者對事物的深入理解。例如，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可創(chuàng)設(shè)基于3D虛擬現(xiàn)實的納米仿真（nano-simulations）系統(tǒng)。在3D納米仿真環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以直觀地感受納米材料的微小程度，通過控制“魔杖”在納米材料內(nèi)部自由導(dǎo)航，從不同的空間視角觀察納米材料的結(jié)構(gòu)，從而加深對納米材料的特征、結(jié)構(gòu)等知識的理解。此外，VR技術(shù)還可仿真管弦樂隊的演奏，創(chuàng)設(shè)一種聽覺與視覺相結(jié)合的學(xué)習(xí)資源，為樂器學(xué)習(xí)者打造身臨其境的體驗，從多感官學(xué)習(xí)樂器演奏和表演的技巧。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)呈現(xiàn)全景學(xué)習(xí)資源使學(xué)習(xí)者可以在虛擬學(xué)習(xí)空間中自由導(dǎo)航，從多角度深入觀察，獲取多感官的學(xué)習(xí)資源，擴(kuò)展學(xué)習(xí)視野，解決學(xué)習(xí)過程中的疑問。此外，虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)系統(tǒng)能夠優(yōu)化多媒體的空間接近原則，在三維的空間中將文字與其相對應(yīng)的畫面鄰近呈現(xiàn)，幫助較低空間能力的學(xué)習(xí)者更好地記憶和學(xué)習(xí)，產(chǎn)生有密切關(guān)系的認(rèn)知負(fù)荷，減少無關(guān)的認(rèn)知負(fù)荷，提升學(xué)習(xí)效果。

(二)利用VR提供探究實驗的工具

VR在教育中的應(yīng)用不只局限于學(xué)習(xí)資源的三維演示，還可以使學(xué)習(xí)者與虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)進(jìn)行探究交互，進(jìn)而幫助學(xué)習(xí)者在虛擬空間中解決真實問題，最終實現(xiàn)深層次的知識建構(gòu)。

1.建構(gòu)學(xué)習(xí)情境

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可擬真教學(xué)過程中所創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)情境。例如，研究者基于葡萄牙的歷史文化，面向高中生創(chuàng)設(shè)虛擬探索情境。在虛擬學(xué)習(xí)情境中，學(xué)習(xí)者化身為舵手和巨人，體驗15世紀(jì)葡萄牙的海上探險。[7]無獨(dú)有偶，Mentzelopoulos等[8]人在本科生的刑法教學(xué)中，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建構(gòu)真實的案例場景，學(xué)習(xí)者沉浸在虛擬案例情境中，運(yùn)用法律知識，偵查案件，尋找兇手，還可與NPC（Non-Player Character）交流獲取信息。研究表明這種基于虛擬現(xiàn)實的刑法學(xué)習(xí)系統(tǒng)使學(xué)生的操作更為簡便，是一種行之有效的學(xué)習(xí)方式。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學(xué)習(xí)情境的擬真應(yīng)遵循建構(gòu)主義理論，使得學(xué)習(xí)者在虛擬學(xué)習(xí)情境中主動運(yùn)用已有經(jīng)驗，解決問題，學(xué)習(xí)新知識，而教學(xué)者可扮演NPC的角色，引導(dǎo)和幫助學(xué)生完成意義建構(gòu)。

2.建立虛擬實驗室

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可建立各種虛擬實驗室，既包括生物、物理和化學(xué)等自然科學(xué)實驗，也包括建筑設(shè)計，機(jī)械設(shè)計等工程環(huán)境，能夠為學(xué)習(xí)者提供自適應(yīng)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。

虛擬實驗室學(xué)習(xí)系統(tǒng)對不同空間能力的學(xué)生會產(chǎn)生不同的學(xué)習(xí)效果。Lee等人在研究中，設(shè)計實驗組學(xué)生使用桌面VR程序V-FrogTM學(xué)習(xí)解剖青蛙實驗，而對照組使用PPT投影進(jìn)行學(xué)習(xí)。結(jié)果顯示，學(xué)生使用桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)能進(jìn)行更有效地學(xué)習(xí)。并且，基于認(rèn)知負(fù)荷理論，高空間能力的學(xué)生在這兩種學(xué)習(xí)模式下的表現(xiàn)區(qū)別并不大，但實驗組中低空間學(xué)習(xí)能力的學(xué)生在桌面虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中能學(xué)習(xí)得更好。

虛擬實驗室獨(dú)特的構(gòu)想性可滿足不同個體的思維方式（包括設(shè)計和思考），將學(xué)習(xí)者構(gòu)想的藍(lán)圖以虛擬模型或3D打印等方式輸出，簡化了對于二維圖像和文本的運(yùn)用難度。同時可對學(xué)習(xí)者的設(shè)計方案進(jìn)行及時可信的評估，促使學(xué)習(xí)者不斷修改和完善設(shè)計方案。例如，學(xué)生在使用基于云計算的虛擬現(xiàn)實風(fēng)能生態(tài)系統(tǒng)設(shè)計風(fēng)力發(fā)電廠時，學(xué)生的假設(shè)和構(gòu)想可通過仿真技術(shù)預(yù)制并可視化，學(xué)生可根據(jù)預(yù)制結(jié)果自動調(diào)整風(fēng)力發(fā)電廠的設(shè)計，努力得出最佳的建設(shè)方案。

此外，VR還可建立遠(yuǎn)程虛擬實驗室，不僅可以使得學(xué)習(xí)者隨時隨地地進(jìn)入虛擬實驗室，還可實現(xiàn)身處不同地區(qū)的學(xué)習(xí)者在同一虛擬實驗室中進(jìn)行交流協(xié)作。在Lei等人的研究中，通過使用VRML和JavaScript建立了一個基于網(wǎng)絡(luò)的分布式虛擬實驗系統(tǒng)。在此虛擬實驗系統(tǒng)中，通過網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器，可實現(xiàn)師生，和生生之間的互動交流。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展，完善以及硬件設(shè)備成本的降低，研究者認(rèn)為，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的教育媒介，在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。

與現(xiàn)實實驗相比，虛擬實驗室的優(yōu)點可歸納為以下三點：第一，虛擬實驗室打破時間和空間的限制，加強(qiáng)了實驗的安全性和可控性；第二，虛擬實驗室節(jié)約實驗成本，縮短實驗的時長；第三，虛擬實驗室能構(gòu)想學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的假設(shè)、設(shè)計等，并根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況提供實時反饋，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

(三)利用VR創(chuàng)建實操訓(xùn)練場景

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠打造逼真的實操訓(xùn)練場景，這已在許多技能訓(xùn)練中得到應(yīng)用，包括職業(yè)技術(shù)訓(xùn)練、特殊群體的行為矯正以及學(xué)前兒童的社會能力培養(yǎng)等。本文根據(jù)訓(xùn)練場景的不同虛擬方式將其分為創(chuàng)建實訓(xùn)基地和擬真游戲場景兩種。

1.創(chuàng)建實訓(xùn)基地

VR技術(shù)可創(chuàng)建各類實訓(xùn)基地，使學(xué)員在安全可控的環(huán)境下進(jìn)行實踐性的技能操練。Bosché等人的研究中，利用混合現(xiàn)實MR（也稱增強(qiáng)現(xiàn)實型虛擬現(xiàn)實）結(jié)合頭戴現(xiàn)實設(shè)備（HMD）和6DOF頭部跟蹤技術(shù)等創(chuàng)建了一個建筑施工培訓(xùn)系統(tǒng)。此MR系統(tǒng)能夠提供虛實結(jié)合的建筑工地培訓(xùn)，幫助建筑工人積累更多的實訓(xùn)經(jīng)驗，從而能更好地感知潛在的危險，減少實地工作中事故的發(fā)生。同樣，其他重工重機(jī)械工種可以通過MR系統(tǒng)進(jìn)行職前培訓(xùn)，提高員工的技能與素養(yǎng)，減少安全隱患。

Tzanavari等人研究并驗證了沉浸式VR洞穴學(xué)習(xí)應(yīng)用程序能有效訓(xùn)練PDD-NOS（屬于自閉癥的一種疾病類型）兒童學(xué)會穿越人行橫道。在VR環(huán)境中，特殊兒童可以充分調(diào)動視覺、聽覺、觸覺等多種感官進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，這樣不僅能夠彌補(bǔ)傳統(tǒng)教學(xué)方式和康復(fù)治療的不足，而且提高了訓(xùn)練過程的安全性和實效性。在我國有大量需要接受特殊教育和心理矯正的人群，隨著社會發(fā)展和人們觀念的轉(zhuǎn)變，VR在這一領(lǐng)域的前景會越發(fā)廣闊。[9]

此外，VR技術(shù)創(chuàng)建各類高仿真的培訓(xùn)可緩解和替代一些高成本，低效率的技能培訓(xùn)。例如在職業(yè)技術(shù)學(xué)校中將VR技術(shù)應(yīng)用于數(shù)控實踐課程，學(xué)生使用虛擬數(shù)控車床進(jìn)行實踐，降低了教學(xué)成本，解決了供學(xué)生使用的教學(xué)用具不足等問題。在職業(yè)教育領(lǐng)域可利用VR創(chuàng)建場景真實的實操訓(xùn)練系統(tǒng)，打破時間和空間的限制，更好地輔助教學(xué)。[10]

2.擬真游戲場景

虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能以游戲的形式擬真訓(xùn)練環(huán)境，創(chuàng)設(shè)以教育與培訓(xùn)為目的的游戲場景。Chittaro[11]等人提出了一種基于HMD的沉浸式嚴(yán)肅游戲，使得玩家經(jīng)歷一個完整的商務(wù)飛機(jī)緊急著陸和疏散的安全演練。測量結(jié)果顯示使用嚴(yán)肅游戲能有效保障安全知識在學(xué)習(xí)者大腦中的保留。由此可見，將擬真游戲應(yīng)用到地震、火災(zāi)消防演練等安全教育中，能更好地培養(yǎng)學(xué)生的安全意識和自救逃生技能。虛擬現(xiàn)實技術(shù)還可結(jié)合多點觸控技術(shù)創(chuàng)設(shè)交互式游戲環(huán)境，例如Seesaw（蹺蹺板）就是一種是基于強(qiáng)調(diào)心理行為和認(rèn)知的交互式虛擬游戲，用以幫助兒童克服社會交往過程中常見或潛在的恐懼，提升兒童的社會交往能力。[12]

在VR創(chuàng)建的游戲場景中，玩家可直觀地與虛擬對象進(jìn)行交互，保證了學(xué)習(xí)者在游戲過程中的積極性，并在通關(guān)挑戰(zhàn)中不斷深化訓(xùn)練，加強(qiáng)技能的內(nèi)化和遷移。隨著虛擬現(xiàn)實、移動互聯(lián)與情境感知技術(shù)的發(fā)展，游戲虛擬環(huán)境的真實性和可信度會大幅度提高，與現(xiàn)實世界的互動也會更加密切。VR游戲給使用者帶來的體驗不是單一片面的，值得我們深入探究。

總的來說，利用VR全景呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)資源使學(xué)習(xí)者從多空間視角獲得對事物的直觀體驗，進(jìn)而加深對事物的理解。VR提供的實驗探究工具適合于科學(xué)研究和其他探索性的活動，為學(xué)生提供探究學(xué)習(xí)支架等幫助，引導(dǎo)學(xué)生探索新知。VR實操訓(xùn)練場景除了擬真訓(xùn)練平臺，還內(nèi)嵌各類學(xué)習(xí)資源，為學(xué)員提供錯誤診斷和反饋，引導(dǎo)學(xué)生反思，實現(xiàn)知識遷移。[9]

五、總結(jié)

綜合以上研究，可以看出：1.VR教育應(yīng)用研究的作者分布較為寬泛，且主要集中在美國和我國；2.從研究方向來看，虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用的研究群體主要集中在計算機(jī)科學(xué)，工程學(xué)，教育與教育研究3個領(lǐng)域。3.從VR教育應(yīng)用的對象和學(xué)科來看，應(yīng)用對象除高等教育群體數(shù)量較多外，其余幾個應(yīng)用對象的論文數(shù)量相當(dāng)。而應(yīng)用學(xué)科主要集中在工程和社會學(xué)兩大學(xué)科領(lǐng)域。4.從VR教育應(yīng)用策略來看，主要是利用VR提供探究實驗的工具和創(chuàng)建實操訓(xùn)練場景兩種策略，且后者多于前者。

同時，基于對VR教育應(yīng)用策略的案例分析和整理，筆者發(fā)現(xiàn)，虛擬現(xiàn)實可滿足多種教學(xué)需要，既可創(chuàng)建身臨其境的三維學(xué)習(xí)場景，又可提供符合實際的交互功能。其強(qiáng)大的游戲化功能和仿真模擬技術(shù)可增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主動性和學(xué)習(xí)自信心，提高學(xué)習(xí)質(zhì)量和教學(xué)效率。但VR在教育中的應(yīng)用仍存在技術(shù)和教學(xué)方法兩方面的挑戰(zhàn)。一方面，虛擬現(xiàn)實作為一項高新技術(shù)，對大部分教師而言存在一定的難度，所以在加強(qiáng)教師VR技能培訓(xùn)的同時也要開發(fā)兼容性高、易操作和易設(shè)計的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)；另一方面，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用需要與教學(xué)設(shè)計相結(jié)合。為此，研究者（包括技術(shù)人員和教學(xué)者等）應(yīng)以學(xué)習(xí)者為中心，考慮學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷及在虛擬環(huán)境中互動行為的特點等因素。并運(yùn)用恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略，開發(fā)有效的學(xué)習(xí)監(jiān)控和評估工具。[2]

當(dāng)然，本研究也存在一些不足:一是文獻(xiàn)來源是SCI索引論文，論文數(shù)量較少，而且本研究排除了VR在醫(yī)學(xué)教育領(lǐng)域的研究，使得一些重要的研究沒有被本文所涉獵；二是受筆者的視野和經(jīng)驗所限，文中對于VR教育應(yīng)用的分析和總結(jié)可能會有不當(dāng)之處。但可以肯定的是，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)不斷發(fā)展完善以及與教育理論的深度融合，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用前景會越來越廣闊。

[1］ 史鐵君.虛擬現(xiàn)實在教育中的應(yīng)用[D］. 長春:東北師范大學(xué),2008:1.

[2］ 劉德建,劉曉琳,張琰,等.虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育應(yīng)用的潛力,進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J］.開放教育研究,2016,22(4): 25-31.

[3］ 胡小強(qiáng).虛擬現(xiàn)實技術(shù)[M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社, 2005:2-3.

[4］ 黃海.虛擬現(xiàn)實技術(shù)[M］.北京:北京郵電大學(xué)出版社, 2014:3-7.

[5］ 李葆萍,江紹祥,江豐光,等.智慧學(xué)習(xí)環(huán)境的研究現(xiàn)狀和趨勢:近十年國際期刊論文的內(nèi)容分析[J］.開放教育研究, 2014,2(5): 111-119.

[6］ Huang G Q, Yang T H, Xu S. Application of Virtual Reality Technology in Teaching[A］Applied Mechanics and Materials[C］. Trans Tech Publications,2014,475: 1230-1234.

[7］ Alves Fernandes L M, Cruz Matos G,Azevedo D, et al. Exploring educational immersive videogames: an empirical study with a 3D multimodal interaction prototype[J］. Behaviour & Information Technology,2016,35(11): 907-918.

[8］ Mentzelopoulos M, Parrish J, Kathrani P, et al. REVRLaw: An Immersive Way for Teaching Criminal Law Using Virtual Reality[A］International Conference on Immersive Learning[C］. Springer International Publishing,2016: 73-84.

[9］張志禎. 虛擬現(xiàn)實教育應(yīng)用: 追求身心一體的教育:從北京師范大學(xué) “智慧學(xué)習(xí)與 VR 教育應(yīng)用學(xué)術(shù)周” 說起[J］. 中國遠(yuǎn)程教育,2016, (6): 5-15.

[10］覃斌. VR虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用價值評述[J］. 遼寧高職學(xué)報,2017,(2):107-109.

[11］Chittaro L, Buttussi F. Assessing knowledge retention of an immersive serious game vs. a traditional education method in aviation safety[J］. IEEE transactions on visualization and computer graphics,2015,21(4): 529-538.

[12］Yang C, Wang S J. Seesaw: An Interactive Display to Facilitate Social Interaction[J］. Procedia Technology,2015,(20): 104-110.

[責(zé)任編輯：姚青群]

G420

A

1008-7346（2017）02-0001-06

2017-03-02

林齊盼,女,福建泉州人,福建師范大學(xué)教育學(xué)院碩士研究生。楊寧,女,吉林長春人,福建師范大學(xué)教育學(xué)院教育技術(shù)系副教授,博士。