喻桃義
(南昌理工學院人文教育學院 江西 南昌 330044)
數(shù)字化技術在教育行業(yè)的應用極大地推動了我國教育現(xiàn)代化的進程,但是我國教育產(chǎn)業(yè)目前尚存在優(yōu)質教育供給不充分,教育理念有待進一步創(chuàng)新等問題,需要加快發(fā)展現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系,利用科技革命和產(chǎn)業(yè)革命的發(fā)展打造科技強國、人才強國。虛擬現(xiàn)實與學前教育的融合應用,對未來的教學環(huán)境、教學內(nèi)容、教學模式等方面的改革有重要的現(xiàn)實意義。
虛擬現(xiàn)實技術是通過計算機網(wǎng)絡技術、數(shù)字圖像處理技術、仿真技術、人機交互技術和微電子技術等多學科技術的融合,將真實的場景或構想的場景以三維虛擬的形式呈現(xiàn)在VR眼鏡等終端設備上,使用戶達到身臨其境的交互效果[1]。虛擬現(xiàn)實是對真實世界的再創(chuàng)造,通過對真實世界的數(shù)字化模擬和基于信息技術的場景構建,創(chuàng)造出超越現(xiàn)實的場景,打破了空間距離的限制,在影音、醫(yī)學、軍事、教育等領域有著廣闊的應用前景。
多感知性?;谔摂M現(xiàn)實技術的設備包含了數(shù)量眾多的微型傳感器,使用戶在體驗虛擬現(xiàn)實場景時不僅僅局限于視覺感知和聽覺感知,還拓展了觸覺感知、運動感知等感知能力,甚至部分設備能夠提高嗅覺、味覺的感知體驗[2]。
交互性。該特性是指在多傳感器和計算機技術的支持下,用戶對虛擬現(xiàn)實構建的環(huán)境內(nèi)的物體進行操作時能夠得到真實、自然的反饋。交互性是虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展的關鍵特性,其核心概念就是以人為中心、和諧自然、高效的人機交互技術。
沉浸性。該特性指用戶作為體驗主體在模擬環(huán)境中的重視程度。虛擬現(xiàn)實能夠根據(jù)人的生理和心理特點,生成具有真實性的虛擬3D圖像,使用戶在體驗虛擬現(xiàn)實場景的時候有一種身臨其境的感受,如同沉浸在現(xiàn)實世界。
在我國的傳統(tǒng)學前教育課堂,主要以游戲、手工、說課等形式開展幼兒教學工作,形式相對單一、枯燥,無法長期刺激幼兒的學習興趣。而基于虛擬現(xiàn)實的教育課堂,能夠利用虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建學習場景,以數(shù)字游戲、情境體驗、自然探索等教學形式,借助虛擬現(xiàn)實的多感知性讓幼兒在視覺、聽覺、觸覺等多感官體驗下探索學習[3]。現(xiàn)實的教育環(huán)境,往往存在各種客觀因素局限幼兒教育的進一步拓展,如教學場地的限制、教學器械的限制、教學安全的限制等,虛擬現(xiàn)實技術的應用解決了這些限制性因素,教師通過虛擬場景的搭建,豐富和拓展了教育形式,可以更加深入地培養(yǎng)幼兒的學習能力和探索精神,更好地實現(xiàn)教學效果。
在學前教育的應用實踐中,由于幼兒對世界的認知還不夠全面,不能對教師所傳授的抽象事物有全面的認識,而虛擬現(xiàn)實應用突破了這一瓶頸。例如,在介紹某一民族或地區(qū)的傳統(tǒng)風俗時,由于地域的空間限制導致幼兒在傳統(tǒng)教學中只能夠通過觀看視頻的方式進行學習,而現(xiàn)在通過教師構建的區(qū)域民族風俗場景,利用虛擬現(xiàn)實的交互特性,能夠讓幼兒在虛擬場景中體驗這一風俗的開展,沉浸式體驗民族文化的內(nèi)涵[4]。因此,虛擬現(xiàn)實技術的應用,大大促進了學前教育的教學效率,突破時空的限制,以身臨其境的方式讓幼兒在“娛樂中學習,在學習中娛樂”。
在虛擬現(xiàn)實教學的實際應用中,教師作為輔助學習的角色,通過制訂虛擬現(xiàn)實教學內(nèi)容,設置教學任務點,完善虛擬場景布置等步驟,為幼兒通過虛擬現(xiàn)實教學課堂自主學習做好了準備。憑借虛擬現(xiàn)實多感知性、交互性、沉浸性等特點,能夠使幼兒在自主探索中不斷激發(fā)其學習熱情,同時,通過與其他幼兒協(xié)同合作,共同探索虛擬教學場景,解決學習難題,達到合作學習的目的。
虛擬現(xiàn)實技術實際應用的關鍵因素是虛擬現(xiàn)實操作設備,在具備完善的虛擬現(xiàn)實配套設施的情況下,才能夠獲得理想的虛擬空間體驗[5],而目前我國虛擬現(xiàn)實行業(yè)存在以下問題:第一,虛擬現(xiàn)實設備質量參差不齊。主要原因是面向低端市場的虛擬現(xiàn)實設備為控制成本,使用硬件落后,性能和功能存在減配等情況,導致使用體驗感大大降低;而高端設備價格過高,消費人群少,同時,能夠體驗的資源不夠豐富,多為付費體驗項目。第二,虛擬現(xiàn)實技術標準不統(tǒng)一。由于虛擬現(xiàn)實在我國發(fā)展時間較短,各大研發(fā)廠商為生產(chǎn)具有差異化、獨特性的虛擬現(xiàn)實產(chǎn)品而使用私有協(xié)議,導致市面上的增強現(xiàn)實配套附件無法共通使用,大大增加了后期的維修成本,同時,各虛擬現(xiàn)實體驗平臺的VR資源存在封閉性,不能在各平臺實現(xiàn)共享,增加了虛擬現(xiàn)實體驗的成本。第三,幼兒適配不足。面向市場的虛擬現(xiàn)實設備多為大眾消費級,缺乏對幼兒的專門設計適配,導致幼兒在佩戴使用虛擬現(xiàn)實設備時存在佩戴不適等情況,亟須開發(fā)幼兒專用的人體工程學設備。
教育現(xiàn)代化的本質依舊是教育內(nèi)容,在虛擬現(xiàn)實融入學前教育課堂的同時,更要把控虛擬現(xiàn)實教學的教學內(nèi)容和教學質量。第一,VR教學資源開發(fā)門檻高。由于基于虛擬現(xiàn)實技術的教學資源的設計開發(fā)技術門檻較高,普遍由專業(yè)的VR開發(fā)者制作學前教育的VR教學資源,導致目前行業(yè)可用資源比較單一并且存在與現(xiàn)實教育課程不匹配的問題。第二,教學資源開發(fā)標準不統(tǒng)一。由于虛擬現(xiàn)實設備開發(fā)企業(yè)為保持自身產(chǎn)品的獨特性、新穎性,沒有主動進行操作軟件平臺開源化,導致不同品牌不同產(chǎn)品所擁有的VR資源不流通。第三,資源內(nèi)容良莠不齊[6]。市面上雖然存在著較多的基于虛擬現(xiàn)實的學前教育VR教學資源,但是由于開發(fā)者不能完全了解一線學前教育的痛點難點和幼兒教育的需求,導致開發(fā)的VR資源存在脫離教學目標、不適合幼兒學習、操作難度大等實際問題,直接影響了學前教育和VR資源的教學便利性。
教育教學離不開教師的支持,在虛擬現(xiàn)實支持下的現(xiàn)代化教育課題,教師的能力素養(yǎng)直接影響虛擬現(xiàn)實與學前教育的契合程度[7]。當前,學前教育教師存在以下幾方面的問題。第一,教師技術能力有待提升。隨著數(shù)字化課堂的部署,對教師使用現(xiàn)代化設備的要求也逐漸提高,虛擬現(xiàn)實課堂的發(fā)展要求教師能夠初步構建教育環(huán)境,能夠熟練地引導幼兒在虛擬環(huán)境中進行學習,而目前我國學前教育行業(yè)的教師對現(xiàn)代化教學的接納程度和適應程度與理想有較大的差異,側面要求學前教育從業(yè)教師不斷提升自我的能力素養(yǎng),以跟進時代發(fā)展的步伐。第二,教師的地位需要明晰。虛擬現(xiàn)實課堂的應用,將原先“教與學”的模式升級成“幼兒主動學習教師輔助學習”的新型教學模式。
政府作為我國社會發(fā)展的指導決策部門,擁有全面長遠的大局觀和宏觀調(diào)控的能力,建議政府根據(jù)目前學前教育與虛擬現(xiàn)實融合發(fā)展存在的問題,以政策指導的方式,穩(wěn)定和促進教育現(xiàn)代化的發(fā)展。第一,建議政府明確基于虛擬現(xiàn)實的學前教育課堂的建設標準,宏觀把控現(xiàn)代化教學課堂的教學模式,避免出現(xiàn)錯誤的發(fā)展趨勢。第二,建議政府引導虛擬現(xiàn)實企業(yè)共同制訂統(tǒng)一的開發(fā)標準,促進虛擬現(xiàn)實設備的互通性、軟件資源的共享性,使用戶能夠享受到優(yōu)質的虛擬現(xiàn)實體驗。第三,基于虛擬現(xiàn)實的教學課堂建設成本較大,對于大部分幼兒園來說是一筆巨大的開支,建議政府對幼兒園的財政進行一些補貼支持,并提高學前教育教師的福利薪資,提高教師的職業(yè)認同感、調(diào)動教師的職業(yè)積極性。
企業(yè)作為虛擬現(xiàn)實與學前教育課堂融合的重要部分,是將理念化為現(xiàn)實的重要力量,為進一步促進數(shù)字化教育的發(fā)展,與虛擬現(xiàn)實相關的企業(yè)仍有很大的空間優(yōu)化和改進。第一,設計適合幼兒使用、符合幼兒人體工程學的虛擬現(xiàn)實佩戴設備,輕便化、舒適化、便攜化的設計更符合幼兒的使用習慣,提高幼兒使用虛擬現(xiàn)實設備的頻率。第二,增加研發(fā)投入,升級相關硬件,利用AI大數(shù)據(jù)、5G、云計算等技術提高虛擬現(xiàn)實的算力,降低交互延遲并提高場景構建的逼真度,將虛擬現(xiàn)實的操作體驗更上一個臺階。第三,開發(fā)者應聯(lián)合基層教師、教研專家共同開發(fā)和優(yōu)化教學資源,針對不同的學齡、學制、地域開發(fā)與之匹配的教學資源,同時,通過互聯(lián)網(wǎng)的云技術生成VR教育資源庫,用戶可以通過付費的方式獲取需要的教學資源,解決了各企業(yè)間版權的問題,也促進了資源的利用效率。第四,企業(yè)要加強與幼兒園的聯(lián)系,通過專業(yè)的團隊為需要建設數(shù)字化校園的園方提供專業(yè)的服務,以實地考察、模型設計和提出方案的流程為校園匹配合適的建設改造方案,降低學校的建設成本,促進虛擬現(xiàn)實與學前教育課堂的融合。
為推進教育現(xiàn)代化開展虛擬現(xiàn)實教學課堂,需要加強基層教育的建設。第一,幼兒園要有推進教育現(xiàn)代化的覺悟和決心,積極學習和引入數(shù)字化教學的模式,加強幼兒園在虛擬現(xiàn)實教育課堂建設的財政投入,推進虛擬現(xiàn)實與學前教育的融合進程,促進幼兒教育的發(fā)展。第二,加強教師的培訓,聘請專業(yè)的虛擬現(xiàn)實工作人員為教師進行技能培訓,針對基于虛擬現(xiàn)實的教學課堂的實際操作需求和場景構建方法進行系統(tǒng)性培訓學習,以更好地利用虛擬現(xiàn)實技術開展教學工作,提高教學的質量和效率。第三,優(yōu)化教學內(nèi)容和教學模式,隨著新技術的引入,傳統(tǒng)的教育模式亟須改變。教研組和基層教師需要根據(jù)幼兒的行為學習模式和虛擬現(xiàn)實教學特點設計適合幼兒學習的教學模式,并重新設計教學內(nèi)容,利用虛擬現(xiàn)實技術的沉浸性、多感知性等特點,加強教學內(nèi)容的學習體驗,激發(fā)幼兒學習的興趣和熱情。第四,教師和家長要時刻關注幼兒的身心健康發(fā)展,不能過度依賴數(shù)字化教學數(shù)據(jù)而忽視幼兒潛在的心理健康問題,同時需要加強對幼兒的信息設備使用教育,避免產(chǎn)生過度沉迷虛擬現(xiàn)實的情況,影響幼兒的現(xiàn)實教育發(fā)展。