顏秀玉 劉丹鳳

摘 要：本文主要論述了VR的概念、VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用、VR對構(gòu)建歷史時空的價值及VR應(yīng)用于歷史教學(xué)，其創(chuàng)造的打破時間界限的虛擬空間有助于構(gòu)建學(xué)生的歷史時空觀，沉浸式體驗?zāi)軌蚣ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，提高學(xué)習(xí)效率。但VR的應(yīng)用現(xiàn)階段還不廣泛且仍存在一些需要改進(jìn)的問題。

關(guān)鍵詞：VR;沉浸式體驗;構(gòu)建歷史時空觀

“參觀路線由我來決定，想看什么就看什么，房內(nèi)的家具跟真的一樣，太過癮了！”“動手一拉，墻上的《平安春信圖》就擺在眼前，還可以點擊按鈕參加互動，好長見識！”這是學(xué)生利用VR技術(shù)體驗了《V故宮》之后興奮的分享。VR技術(shù)創(chuàng)設(shè)出的高度仿真的虛擬世界，讓體驗者沉浸其中，從視覺、聽覺、嗅覺、觸覺、味覺等都有穿越時空、身臨其境的感受。

一、什么是VR

VR（Virtual Reality）即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，又稱靈境技術(shù)。它是指綜合利用計算機(jī)、電子信息、仿真技術(shù)等，在電子計算機(jī)上生成的模擬虛擬環(huán)境、給人提供沉浸式體驗感的技術(shù)。它不僅具有超強的仿真系統(tǒng)，體驗者還可以隨意操作并得到環(huán)境最真實的反饋，真正實現(xiàn)人機(jī)交互。 [1]

二、VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

VR一出現(xiàn)，很快就應(yīng)用于教育領(lǐng)域。

2016年5月12日，美國圣澤維爾學(xué)校850名學(xué)生通過VR技術(shù)學(xué)習(xí)了關(guān)于太陽系的知識，學(xué)生們搭上太空飛船探索了太陽系每一個星球。課程結(jié)束后，學(xué)生們迫不及待地向朋友分享交流他們的經(jīng)歷，學(xué)生表示虛擬現(xiàn)實的體驗讓他們感到教學(xué)非常有趣，也學(xué)到了很多知識。

VR技術(shù)的逐步成熟引發(fā)了國內(nèi)教育領(lǐng)域的巨大變革，國家高度重視教育信息化，推動了VR教育形式落地。南昌二十七中、南師附小等多所學(xué)校建立的VR體驗室已陸續(xù)投入使用。課堂上的VR，讓學(xué)生在虛擬世界中體驗課堂知識的實景演繹、在虛擬平臺上動手演示不同的實驗。結(jié)果表明，學(xué)生非常喜歡這種沉浸感強、交互有序、內(nèi)容豐富的全新教學(xué)形式。

三、VR對構(gòu)建歷史時空的價值

“歷史學(xué)科是一門研究人類社會具體的和多樣性的過去之學(xué)科?！盵2]歷史學(xué)科的研究對象使它具有很強的時空性。掌握時空觀念是學(xué)生學(xué)習(xí)歷史的基本要求，也是歷史學(xué)科核心素養(yǎng)之一。初中《歷史課程標(biāo)準(zhǔn)》（2011年修訂版）要求學(xué)生要學(xué)會在具體的時空條件下對歷史事物進(jìn)行觀察和分析，形成歷史概念，并據(jù)此對史事作出合理解釋，進(jìn)而認(rèn)識歷史發(fā)展的時代特征和基本趨勢。

歷史時空觀是進(jìn)行歷史思維活動和歷史發(fā)展意識的基礎(chǔ)，只有將歷史人物和事件置于特定的時空框架中，才可能對史事有準(zhǔn)確的理解。由于歷史學(xué)科研究的對象對于學(xué)生來說過于抽象，對著幾張歷史地圖、文物圖片和簡單的文字描述，學(xué)生很難代入當(dāng)時的時空去感知歷史、理解歷史人物的行為和歷史事件發(fā)生的必然，準(zhǔn)確地構(gòu)建歷史時空對初中學(xué)生來說具有一定難度。VR技術(shù)可以通過現(xiàn)代信息手段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)動態(tài)、全面、鮮活的歷史情境，直觀、立體地還原歷史的原貌、再現(xiàn)歷史發(fā)展的過程、延伸歷史時空的范圍，引領(lǐng)學(xué)生在高度仿真的情境中感知歷史人物與歷史事件，大大提高了學(xué)生對歷史知識的接受能力，能夠幫助學(xué)生很好地構(gòu)建歷史時空。

四、應(yīng)用VR輔助歷史教學(xué)，構(gòu)建歷史時空

1975 年，美國心理學(xué)家 Mihaly Csikszentmihalyi 博士在研究中提出當(dāng)人們?nèi)硇某两谀撤N活動中，就會忽略掉其他干擾，獲得最好的學(xué)習(xí)效果。[3] 傳統(tǒng)課堂教學(xué)是靜態(tài)的、普遍化的，不能很好地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和欲望，特別是解決如時空觀這樣的抽象問題時。VR創(chuàng)設(shè)的真實、互動、情節(jié)化、個性化的沉浸式體驗應(yīng)用于歷史教學(xué)，學(xué)生的感官和思維被充分調(diào)動起來：觸手可及的歷史使時空變得清晰具體，真實有趣的體驗使學(xué)習(xí)變得更高效。

（一）穿越時空，跟著張騫出使西域

實驗心理學(xué)家通過大量的實驗證明，人們一般能記住自己所閱讀信息的10%，所聽到信息的20%，所看到信息的30%，通過個人體驗理解的信息的90%。在《絲綢之路》一課的教學(xué)中，在學(xué)習(xí)張騫出使西域的路線和對張騫鑿空精神的理解時，傳統(tǒng)的教學(xué)一般是教師出示張騫出使西域的路線圖、講解張騫出使西域所遇到的困難，或者播放張騫出使西域的影視剪輯。這條路線上的小國眾多、國名陌生難記，加上距今已有2000多年，抽象的時空讓學(xué)生很難對它形成深刻的記憶并站在當(dāng)時的歷史條件下理解張騫出使西域的意義。VR技術(shù)讓學(xué)生可以穿越時空，身臨其境地感受這段歷史。在VR體驗室里，學(xué)生頭戴VR頭顯，視覺、聽覺被封閉起來后，完全沉浸在一個被立體投影畫面包圍的高級虛擬仿真環(huán)境中，在這個虛擬的環(huán)境中學(xué)生來到了漢武帝時期跟著張騫一起出使西域：在與匈奴人的沖突中體驗和平的可貴;在被匈奴扣押十年中體驗張騫的智慧與堅持;徒步于變化莫測的沙漠體驗行程的兇險;與西域各國人民交流理解了張騫出使西域的意義……學(xué)生不僅可以欣賞絲路沿途的風(fēng)光，還可以在虛擬環(huán)境中選擇自己感興趣的對象進(jìn)行認(rèn)真細(xì)致的觀察與互動，從而開闊視野、增長見識。高度仿真的時空環(huán)境、身臨其境的體驗，不僅能讓體驗者深刻記住絲綢之路的路線，也能夠站在當(dāng)時的歷史條件下更好地理解張騫出使西域的意義。VR運用歷史教學(xué)，使學(xué)生從被動接受教育者轉(zhuǎn)化為主動探究的學(xué)習(xí)者，身臨其境的沉浸式體驗勝過傳統(tǒng)教學(xué)的千言萬語，很好地幫助學(xué)生構(gòu)建了歷史時空。

（二）搭上“時光機(jī)”，游覽繁華長安

在學(xué)習(xí)“盛唐氣象”一課時，很多學(xué)生對長安城的城市布局及東西市的繁華很感興趣，特別是看過電視劇《長安十二時辰》的學(xué)生更是希望能深入“坊”“市”，近距離感受唐朝的繁榮。教材里只有一張長安城平面布局圖、兩段簡單的文字描述和幾幅文物圖片，完全滿足不了學(xué)生的探究欲望。愛因斯坦說過：“興趣是最好的老師?！盵4]面對充滿好奇心和求知欲的學(xué)生，如果能創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，讓學(xué)生秒變唐朝人，像張小敬一樣走遍長安城，學(xué)生對長安城的城市布局、對唐朝農(nóng)業(yè)、手工業(yè)的發(fā)展及商業(yè)的繁榮就能記憶深刻了，教學(xué)也能變得更有效。VR的全息投影數(shù)字沙盤讓學(xué)生能夠搭上“時光機(jī)”，穿梭于唐都長安城的坊市之中，身臨其境感受盛唐風(fēng)韻。交互式沙盤演示，使?jié)M目的亭臺樓閣、雕梁畫棟都“活”了起來，立體活潑、惟妙惟肖，變化多姿的動態(tài)世界，讓學(xué)生體驗到了唐長安城“百千家似圍棋局，十二街如種菜畦”的格局。體驗者還可以根據(jù)自己的興趣對三維沙盤場景進(jìn)行縮放、平移和旋轉(zhuǎn)：高大雄偉的城墻、寬闊筆直的街道、熙熙攘攘的行人、繁華熱鬧的市場就在眼前。盛唐的巍峨、繁盛、大氣與恢宏不再是寫在教科書上要求死記硬背的內(nèi)容，而是學(xué)生在歷史時空中親身的體驗和感受。歷史時空在VR技術(shù)面前再也不是抽象和難以感知的，它成為了具體、形象、生動和有趣的體驗。

VR應(yīng)用于教育，讓傳統(tǒng)的歷史教學(xué)擺脫了程序化的過程，沉浸式體驗讓抽象的歷史時空變成學(xué)生樂于去主動學(xué)習(xí)、愿意與之互動、探索的領(lǐng)域。根據(jù)教育心理學(xué)的研究，初中學(xué)生的各種認(rèn)知過程雖得到發(fā)展但又都發(fā)展得不完善。在空間知覺上，傾向于熟練地掌握三維的空間關(guān)系;在時間知覺上，對“世紀(jì)”、“年代”這樣的歷史時間單位，常處于不能精確理解的抽象狀態(tài);在邏輯思維上，大多還屬于經(jīng)驗型。VR創(chuàng)設(shè)的三維虛擬空間打破了歷史時空的界限，使過去的事變成了身邊的人和事;身臨其境的體驗使學(xué)生能夠在具體的時空條件下對歷史事物、歷史現(xiàn)象進(jìn)行觀察和分析，并作出合理解釋，從而形成歷史概念、認(rèn)識歷史發(fā)展的時代特征和基本趨勢。

五、VR+教育存在的問題

科技的發(fā)展會推動教育的進(jìn)步。VR兼具知識性與娛樂性的直觀沉浸式體驗融入教育，可以解決很多原有常規(guī)教育在知識的傳遞和教學(xué)方面解決不了的問題。但現(xiàn)階段，VR主要活躍于游戲和影視等領(lǐng)域，在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還處于初步階段，投入使用的還比較少。VR技術(shù)作為一個輔助的工具融入到教育還有很長的路要走：

（一） VR教育軟件開發(fā)內(nèi)容分散，優(yōu)質(zhì)內(nèi)容較少。很多企業(yè)和相關(guān)工作者制作出的內(nèi)容不能符合教師和學(xué)生需求，VR教育課程體系不完善，日常教學(xué)的應(yīng)用受到限制。

（二）VR的硬件和軟件研發(fā)還有待進(jìn)步。目前，VR硬件種類多，標(biāo)準(zhǔn)、性能參差不齊，軟硬件難以兼容。VR要在教育領(lǐng)域應(yīng)用和推廣，還需要有可以像制作PPT一樣簡單的編輯軟件及操作平臺，就如北京航空航天大學(xué)軟件學(xué)院創(chuàng)始院長孫偉所說 “我們要完成沉浸式的教學(xué)，最大的挑戰(zhàn)是能不能讓每一個人不需要懂編程、不需要懂沉浸式、不需要懂三維就能夠做出沉浸式課件?！?/p>

參考文獻(xiàn)

[1]石宇航.淺談虛擬現(xiàn)實的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用[J].中文信息，2019，（1）：20.

[2]蘇聯(lián)科學(xué)院主編.《蘇聯(lián)大百科全書》.〔M〕.蘇聯(lián)百科全書出版社，1947年出版

[3]王紅.姚崗：《沉浸式教學(xué)法課堂研究》[J]《中國市場》. 2017 年第 03 期

[4]愛因斯坦著：《愛因斯坦文集》，第三卷，商務(wù)印書館，1979年第1版，第144頁。

作者簡介 ：顏秀玉;1977年4月，女，籍貫：福建永春;單位：福建省泉州第五中學(xué);初中歷史;中學(xué)一級;本科學(xué)歷;自主學(xué)習(xí)的課堂教學(xué)與信息化教學(xué)

泉州市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃（第二批）課題? ?編號：QG1352-226