◇李志欣 梁小鳳 孫千惠 文巧玲

關(guān)于VR教育顛覆性創(chuàng)新的研究

◇李志欣 梁小鳳 孫千惠 文巧玲

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展,虛擬現(xiàn)實(shí)正掀開(kāi)其神秘的面紗,逐漸走進(jìn)我們的生活.虛擬現(xiàn)實(shí)與教育結(jié)合,將為教學(xué)領(lǐng)域掀起顛覆性的革新風(fēng)暴,使個(gè)別化教學(xué)成為可能.本文從VR技術(shù)概念及應(yīng)用領(lǐng)域出發(fā),探討VR教育的發(fā)展現(xiàn)狀,挖掘VR教育模式相較于傳統(tǒng)教學(xué)模式的優(yōu)勢(shì)以及其面臨的挑戰(zhàn),并為優(yōu)化VR教育發(fā)展環(huán)境提出了相關(guān)建議.

教學(xué)模式;VR教育;優(yōu)化

一、引言

隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展,從最初的黑板、粉筆到現(xiàn)在的多媒體教學(xué),教育方式在不斷地改善與進(jìn)步,漸趨多元化.但是,這樣的教學(xué)方式仍擺脫不了以教師為中心的模式,存在學(xué)生學(xué)習(xí)熱情低下、學(xué)習(xí)效率低等現(xiàn)象.而VR技術(shù)的應(yīng)用為彌補(bǔ)這些缺陷提供了新的可能.

通過(guò)VR技術(shù)可以構(gòu)建一種沉浸式,充滿想象力及交互性的三維虛擬實(shí)物場(chǎng)景,并在這個(gè)場(chǎng)景中實(shí)現(xiàn)對(duì)物體的動(dòng)態(tài)交互感知,學(xué)生可以通過(guò)VR場(chǎng)景直觀地感受要學(xué)習(xí)的內(nèi)容,親自進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作,將所學(xué)的知識(shí)迅速地融入實(shí)踐,實(shí)現(xiàn)知識(shí)向能力的轉(zhuǎn)換,更好地理解和掌控所學(xué)內(nèi)容.

將VR技術(shù)運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中,有利于通過(guò)更深層次的體驗(yàn)式教學(xué)充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性,更好地體現(xiàn)學(xué)生的主體認(rèn)知作用,使學(xué)習(xí)效果和效率邁向新的臺(tái)階.

二、VR技術(shù)的概念及應(yīng)用領(lǐng)域

VR(Virtual Reality,即虛擬現(xiàn)實(shí),簡(jiǎn)稱VR),是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心,結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù),生成與一定范圍真實(shí)環(huán)境在視、聽(tīng)、觸感等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境,用戶借助必要的裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用、相互影響,可以產(chǎn)生親臨對(duì)應(yīng)真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn).

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可廣泛應(yīng)用于游戲、醫(yī)療保健、健身、城市規(guī)劃、室內(nèi)設(shè)計(jì)、工業(yè)仿真、古跡復(fù)原、橋梁道路設(shè)計(jì)、房地產(chǎn)銷(xiāo)售、旅游教學(xué)、水利電力等眾多領(lǐng)域,并為其提供切實(shí)可行的解決方案.

VR技術(shù)通過(guò)視聽(tīng)觸覺(jué)等作用于使用者,對(duì)使用者的控制行為做出動(dòng)態(tài)的交互反應(yīng),其互動(dòng)性和生動(dòng)的表現(xiàn)效果與現(xiàn)代教育理念中的開(kāi)放性理念、多樣化理念不謀而合.

三、VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀

所謂VR教育,即VR技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用,它主要體現(xiàn)在可以構(gòu)建虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境、虛擬實(shí)驗(yàn)基地,能創(chuàng)造虛擬學(xué)習(xí)伙伴,可以建立虛擬仿真校園,還能做虛擬實(shí)驗(yàn).

1.國(guó)內(nèi)VR教育投融資現(xiàn)狀

2016年被譽(yù)為quot;VR元年quot;,VR領(lǐng)域成為資本追逐的對(duì)象.由圖1可知,與2015年相比,2016年我國(guó)VR投融資規(guī)模有了較大提升,達(dá)到了49.8億元,增幅為196.7%.2016年國(guó)內(nèi)VR產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)融資結(jié)構(gòu)(圖2)和VR應(yīng)用各領(lǐng)域的融資結(jié)構(gòu)(圖3)表明,游戲領(lǐng)域是當(dāng)前VR投融資的焦點(diǎn),而教育領(lǐng)域只占11.9%.盡管VR教育的投融資水平較低,但我國(guó)已開(kāi)始重視VR教育產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,國(guó)家政策環(huán)境正在趨好,在可以預(yù)見(jiàn)的將來(lái),VR教育產(chǎn)業(yè)將全面鋪開(kāi),發(fā)展前景廣闊.

圖1 2015～2016年我國(guó)VR投融資規(guī)模與增長(zhǎng)率

圖2 2016年國(guó)內(nèi)VR產(chǎn)業(yè)鏈環(huán)節(jié)融資結(jié)構(gòu)圖

2.國(guó)內(nèi)VR教育產(chǎn)業(yè)概況

圖3 2016年國(guó)內(nèi)VR應(yīng)用各領(lǐng)域的融資結(jié)構(gòu)圖

近年來(lái),隨著生活水平的提高和新一代父母教育理念的升級(jí),教育市場(chǎng)需求旺盛,VR教育具有廣闊的發(fā)展前景和投資機(jī)會(huì).在良好的形勢(shì)下,國(guó)內(nèi)各大行業(yè)企業(yè)也紛紛布局VR教育市場(chǎng),VR教育行業(yè)迎來(lái)了蓬勃發(fā)展.附表展示了我國(guó)當(dāng)前VR/AR教育行業(yè)百花齊放的情況.

附表 我國(guó)VR/AR教育行業(yè)分類(lèi)及其舉例

3.我國(guó)VR技術(shù)發(fā)展仍存在不足

雖然當(dāng)前我國(guó)VR教育行業(yè)生機(jī)勃勃,但我國(guó)VR教育行業(yè),乃至VR行業(yè)的發(fā)展,仍處于起步階段,與發(fā)達(dá)國(guó)家相比還存在較大差距,尤其是專業(yè)人才數(shù)量.通過(guò)圖4可以看出,當(dāng)前全球VR從業(yè)者主要分布在美國(guó)、英國(guó)、加拿大、德國(guó)、印度等以高科技產(chǎn)業(yè)為主導(dǎo)的創(chuàng)新型國(guó)家和地區(qū).就亞洲國(guó)家來(lái)看,中國(guó)VR人才數(shù)量占全球2%,落后于印度.這樣看來(lái),正在起步期的中國(guó)VR產(chǎn)業(yè),高質(zhì)量、專業(yè)的VR人才的儲(chǔ)備不完善.

圖4 全球VR人才分布情況

此外,VR技術(shù)雖然在國(guó)內(nèi)外的教育教學(xué)中有所應(yīng)用,但在我國(guó)教學(xué)實(shí)踐中僅局限于高校的研究性和探索性教學(xué)當(dāng)中,而在基礎(chǔ)教育等領(lǐng)域的普及則遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠,說(shuō)明我國(guó)的VR教育發(fā)展還處于較低的水平,但發(fā)展空間非常大.

四、VR教育模式的優(yōu)勢(shì)及其面臨的挑戰(zhàn)

1.VR教育模式的優(yōu)勢(shì)

(1)超時(shí)空性.VR技術(shù)模擬的虛擬場(chǎng)景能拓展學(xué)習(xí)的維度,打破空間和時(shí)間,為受教育者提供超越現(xiàn)實(shí)時(shí)空的環(huán)境.此外,VR提供的沉浸式場(chǎng)景能讓線上教育場(chǎng)景更加豐富生動(dòng),而不再是抽象的、概念上的認(rèn)知,能帶給學(xué)習(xí)者沉浸式的直觀體驗(yàn).

(2)交互性與趣味性.學(xué)生可以采用多種交互手段如語(yǔ)言、手勢(shì)、數(shù)據(jù)手套及觸覺(jué)等,與虛擬環(huán)境交流信息,并得到實(shí)時(shí)反饋.此外,將虛擬現(xiàn)實(shí)引入教學(xué),讓學(xué)習(xí)游戲化、情景化,能有效激發(fā)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的興趣,在實(shí)現(xiàn)人機(jī)交流、通過(guò)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行多人互動(dòng)的同時(shí),還能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)的趣味性,真正做到寓教于樂(lè).

(3)安全性.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能通過(guò)情景模擬,讓學(xué)生在特定的模擬情景下進(jìn)行訓(xùn)練與操作,在保證安全的前提下讓學(xué)生提高應(yīng)對(duì)不可預(yù)知危險(xiǎn)的能力,如火災(zāi)、地震等.

由此可知,VR技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域有著非常大的應(yīng)用可行性和優(yōu)勢(shì).

2.VR教育模式面臨的挑戰(zhàn)

(1)技術(shù)方面

①硬件設(shè)備成本較高.目前,VR教育市場(chǎng)用到的VR設(shè)備集中于 HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR 等國(guó)外品牌,以及大朋、3Glasses等國(guó)內(nèi)設(shè)備商.設(shè)備的分辨率、渲染能力都會(huì)制約VR內(nèi)容的體驗(yàn).VR企業(yè)要保證絕佳的用戶體驗(yàn),意味著要承擔(dān)高昂的硬件投入成本.

②健康問(wèn)題.研究顯示,長(zhǎng)期使用虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯會(huì)產(chǎn)生一系列的健康問(wèn)題,如暈動(dòng)癥、疲勞和惡心等.這很大程度會(huì)影響用戶對(duì)VR教學(xué)內(nèi)容的體驗(yàn)效果,不利于VR教育的推廣普及.

③教育資源設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)技術(shù)門(mén)檻高.VR內(nèi)容生產(chǎn)能否真正解決教育用戶痛點(diǎn)是VR教育公司應(yīng)該考慮的最大問(wèn)題.盡管VR公司有資源設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)專業(yè)團(tuán)隊(duì),但如果要將VR長(zhǎng)期應(yīng)用于教學(xué)實(shí)際,形成常態(tài)化,那么VR技術(shù)人員如何把握一線教師的教學(xué)實(shí)際需求,并把這種需求完美地產(chǎn)品化,這是VR教育內(nèi)容生產(chǎn)的核心問(wèn)題.而作為需求端的教師往往難以像設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)傳統(tǒng)課件那樣設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)合適的虛擬教育資源.

(2)教學(xué)方面

①認(rèn)知負(fù)荷挑戰(zhàn).VR虛擬世界豐富多變的場(chǎng)景會(huì)導(dǎo)致學(xué)生難以把注意力集中在學(xué)習(xí)行為上.此外,VR為了注重沉浸式的體驗(yàn)、提高學(xué)生的上課熱情,所采用的多元信息傳遞,如文字、視頻、聲音、圖片等,非常容易增大學(xué)生在單位時(shí)間內(nèi)工作記憶的認(rèn)知負(fù)荷,帶來(lái)負(fù)面教學(xué)效用.

②VR教學(xué)監(jiān)控和成果評(píng)估.在傳統(tǒng)教學(xué)中,教師通?？梢愿鶕?jù)長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)判斷學(xué)生的行為模式和行為習(xí)慣,并依據(jù)學(xué)生不同階段學(xué)習(xí)成果來(lái)為學(xué)生選擇合適的教學(xué)方法和教學(xué)手段.而虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境為教學(xué)過(guò)程的監(jiān)控增添了難度,教師難以觀察學(xué)生在虛擬環(huán)境里的行為表達(dá),無(wú)法及時(shí)跟進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況并適時(shí)提供干預(yù)和引導(dǎo).

五、優(yōu)化VR教育發(fā)展環(huán)境的相關(guān)建議

VR技術(shù)將給教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)顛覆性的革新風(fēng)暴,因此優(yōu)化VR教育發(fā)展環(huán)境、解決VR教育的教學(xué)實(shí)踐問(wèn)題,成為VR教育當(dāng)前發(fā)展的核心.

1.需要對(duì)VR設(shè)備企業(yè)進(jìn)行稅收和信貸政策傾斜,鼓勵(lì)VR設(shè)備的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng).競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程有利于促使VR設(shè)備生產(chǎn)商不斷提高生產(chǎn)水平和產(chǎn)品質(zhì)量,降低設(shè)備生產(chǎn)成本.此外,競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中的企業(yè)合并收購(gòu)行為有利于形成管理協(xié)同效應(yīng)和規(guī)模經(jīng)濟(jì)效應(yīng),整合生產(chǎn)資源和優(yōu)勢(shì),加快VR設(shè)備市場(chǎng)優(yōu)勝劣汰的進(jìn)程.

2.鼓勵(lì)VR教育企業(yè)與一線教師組成VR教學(xué)資源開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì),讓教師最大化參與內(nèi)容生產(chǎn)過(guò)程,精準(zhǔn)把握實(shí)際教學(xué)需求.此外,VR教育企業(yè)也可以開(kāi)發(fā)操作簡(jiǎn)單的VR教學(xué)quot;課件quot;編輯器,供教師按需開(kāi)發(fā)quot;課件quot;.網(wǎng)龍華漁教育2016年已經(jīng)推出了簡(jiǎn)易的VR編輯器.

3.開(kāi)辟優(yōu)質(zhì)教育渠道試點(diǎn),加強(qiáng)VR教育企業(yè)與網(wǎng)校合作,進(jìn)行線上VR教學(xué).著名遠(yuǎn)程基礎(chǔ)教育機(jī)構(gòu)北京四中網(wǎng)校已與新創(chuàng)企業(yè)不可思議科技公司達(dá)成quot;大語(yǔ)文quot;項(xiàng)目合作,互惠互利.

4.設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)VR教學(xué)檢測(cè)評(píng)估系統(tǒng),讓VR教育的教學(xué)過(guò)程和成果在數(shù)據(jù)中透明化、可視化,讓教師更為簡(jiǎn)單地把控學(xué)生的學(xué)習(xí)行為,提高教學(xué)質(zhì)量.

六、結(jié)語(yǔ)

VR技術(shù)為教育教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)了更加豐富先進(jìn)的發(fā)展模式,提供開(kāi)源式的虛擬環(huán)境,使教學(xué)過(guò)程打破時(shí)空限制,改進(jìn)了傳統(tǒng)教學(xué)學(xué)生自主參與度低等問(wèn)題,將為教學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)顛覆性的創(chuàng)新.隨著VR技術(shù)的發(fā)展,VR設(shè)備成本的降低,以及國(guó)家對(duì)VR教學(xué)領(lǐng)域研究的支持,VR教育的應(yīng)用將會(huì)更加廣泛,VR教育全民化道路不會(huì)遙遠(yuǎn).

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(作者單位:上海立信會(huì)計(jì)金融學(xué)院)

10.13999/j.cnki.scyj.2017.11.005

本文受上海立信會(huì)計(jì)金融學(xué)院2016年大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(編號(hào):201611639009)資助.