秦瑾若

陜西科技大學(xué)教育學(xué)院， 西安 710021

當(dāng)前，以互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息技術(shù)的深入應(yīng)用，使得在線學(xué)習(xí)逐漸興起并成為線下課堂的有效補(bǔ)充。美國(guó)高等教育信息化協(xié)會(huì)(EDUCAUSE)發(fā)布的《2021地平線報(bào)告(教與學(xué)版)》更是將高質(zhì)量的在線學(xué)習(xí)作為推動(dòng)高等教育教與學(xué)變革的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力[1]。2021年9月，中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)信息中心發(fā)布了第48次《中國(guó)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展?fàn)顩r統(tǒng)計(jì)報(bào)告》，該報(bào)告指出，截至2021年6月，中國(guó)在線教育用戶規(guī)模達(dá)到3.25 億，占中國(guó)網(wǎng)民總?cè)藬?shù)的32.1%[2]。整體上看，在線教育發(fā)展態(tài)勢(shì)較好，教育信息化進(jìn)入融合創(chuàng)新階段。然而，隨著教學(xué)實(shí)踐的深入開(kāi)展，一些難題也逐漸凸顯。由于現(xiàn)階段大多數(shù)在線學(xué)習(xí)的應(yīng)用還是基于傳統(tǒng)的二維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，以及依托基于網(wǎng)頁(yè)的在線教育平臺(tái)提供遠(yuǎn)程服務(wù)，這樣很容易出現(xiàn)以下問(wèn)題：①?gòu)馁Y源呈現(xiàn)方式看，在線學(xué)習(xí)主要還是利用傳統(tǒng)的電腦或者手機(jī)屏幕顯示特定的二維平面信息，缺乏生動(dòng)性、立體性和直觀性[3]。②從人機(jī)交互形式看，現(xiàn)階段的在線學(xué)習(xí)僅支持學(xué)生與周圍學(xué)習(xí)環(huán)境的淺層次交互。比如，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤、手機(jī)觸屏等外部設(shè)備進(jìn)行輸入，缺少人機(jī)交互的自然性、高效性與多維性[4]。③從人際互動(dòng)模式看，目前的在線學(xué)習(xí)主要通過(guò)文字、圖片、表情包等方式在討論區(qū)進(jìn)行互動(dòng)，途徑較為單一，效果較為淺層。④從知識(shí)獲取途徑看，還是采用知識(shí)單向傳遞的教學(xué)范式，學(xué)生還是被動(dòng)地接受新知識(shí)，所學(xué)均為由教師預(yù)先準(zhǔn)備好的資源和內(nèi)容[5]。綜上，面對(duì)現(xiàn)階段在線學(xué)習(xí)效率低下、投入不高、程度較淺等現(xiàn)狀，如何突破二維網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的瓶頸，構(gòu)建全新的交互機(jī)制與學(xué)習(xí)模式，有效幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，已成為在線學(xué)習(xí)的一項(xiàng)重點(diǎn)議題。

近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(virtual reality，VR)憑借其特有的沉浸體驗(yàn)、多維感知、自然交流、直觀觸控等優(yōu)勢(shì)，成為在線教學(xué)領(lǐng)域備受關(guān)注的話題[6]。作為新時(shí)代下人才培養(yǎng)的重要載體與工具支撐，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)無(wú)疑是解決當(dāng)前在線學(xué)習(xí)中存在的困難，突破固有技術(shù)瓶頸，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展深度學(xué)習(xí)的核心驅(qū)動(dòng)力。

那么，在實(shí)際教學(xué)過(guò)程中，如何利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)在線學(xué)習(xí)質(zhì)量的實(shí)質(zhì)提升，以達(dá)到既定目標(biāo)？要回答該問(wèn)題，首先需要厘清在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)過(guò)程。事實(shí)上，每一種學(xué)習(xí)樣態(tài)都有其特定的發(fā)展邏輯，學(xué)習(xí)本身就是一個(gè)由淺入深、由表及里的過(guò)程[7]。基于此，該研究首先梳理在線深度學(xué)習(xí)的基本內(nèi)涵與價(jià)值取向，之后厘清其內(nèi)在的演進(jìn)過(guò)程，在此基礎(chǔ)上，探究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)在線深度學(xué)習(xí)的賦能作用。

1 在線深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵及價(jià)值取向

1.1 在線深度學(xué)習(xí)的內(nèi)涵

關(guān)于在線深度學(xué)習(xí)的具體內(nèi)涵，目前還沒(méi)有統(tǒng)一的界定。具體來(lái)說(shuō)，應(yīng)該綜合在線學(xué)習(xí)環(huán)境特點(diǎn)[8]，以及深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵[9]去理解。通過(guò)分析，該研究認(rèn)為，在線深度學(xué)習(xí)是指在線學(xué)習(xí)環(huán)境中，根據(jù)教師的精心組織與指導(dǎo)，學(xué)生與學(xué)習(xí)共同體利用相應(yīng)的在線學(xué)習(xí)資源，批判性地學(xué)習(xí)新知識(shí)與新內(nèi)容，將新知識(shí)納入到原有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，通過(guò)新舊知識(shí)之間的相互作用與雙向聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)新知識(shí)的深層次理解與真實(shí)問(wèn)題解決，并能夠進(jìn)一步將所學(xué)知識(shí)遷移應(yīng)用到不同學(xué)習(xí)情境中的學(xué)習(xí)。

1.2 在線深度學(xué)習(xí)的價(jià)值取向

1.2.1強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)投入：在線深度學(xué)習(xí)的基本要求

在線深度學(xué)習(xí)的發(fā)生，基于學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)需要與學(xué)習(xí)動(dòng)力，而這主要取決于學(xué)生的投入程度和學(xué)習(xí)持久力，關(guān)照學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的真實(shí)體驗(yàn)。無(wú)論是知識(shí)信息的意義建構(gòu)與高階思維能力的培養(yǎng)，還是積極學(xué)習(xí)態(tài)度與學(xué)習(xí)意志力的保持，都有賴于高質(zhì)量的學(xué)習(xí)投入。這成為在線深度學(xué)習(xí)發(fā)生的內(nèi)在驅(qū)動(dòng)力，也是基本要求。

1.2.2關(guān)注問(wèn)題解決：在線深度學(xué)習(xí)的重要追求

在線深度學(xué)習(xí)是一種以問(wèn)題解決為導(dǎo)向的深層次學(xué)習(xí)方式，這里的問(wèn)題并不是源于書(shū)本上的良構(gòu)性問(wèn)題(well-structured problem)，而是出現(xiàn)在日常生活中的劣構(gòu)性問(wèn)題(ill-structured problem)。通過(guò)問(wèn)題網(wǎng)絡(luò)的有效統(tǒng)領(lǐng)，擴(kuò)大已知與未知之間的張力，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行持續(xù)式的實(shí)踐活動(dòng)。這成為在線深度學(xué)習(xí)的重要追求。

1.2.3注重協(xié)作探究：在線深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵途徑

在線深度學(xué)習(xí)并不僅僅是學(xué)生觀看視頻的個(gè)體活動(dòng)，更是多人開(kāi)展協(xié)作探究的社會(huì)性學(xué)習(xí)。協(xié)作探究是指根據(jù)相應(yīng)主題或者任務(wù)，學(xué)生以小組為單位，組成實(shí)踐共同體，進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)，從而完成協(xié)同知識(shí)建構(gòu)。協(xié)作探究成為在線深度學(xué)習(xí)的關(guān)鍵途徑。

1.2.4重視理解遷移：在線深度學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)

從本質(zhì)上看，在線深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)。知識(shí)的獲得并不是依靠簡(jiǎn)單的知識(shí)記憶與信息疊加，而是理解基礎(chǔ)上的知識(shí)整合與遷移運(yùn)用，只有這樣，學(xué)生才能夠真正地將所學(xué)技能轉(zhuǎn)化為自身能力，舉一反三。這成為在線深度學(xué)習(xí)的核心目標(biāo)。

2 在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)過(guò)程

目前，有學(xué)者從不同視角討論了深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)過(guò)程與變化規(guī)律問(wèn)題，相關(guān)成果值得借鑒。錢旭升[10]認(rèn)為，深度學(xué)習(xí)經(jīng)過(guò)知識(shí)的激活與召喚、解構(gòu)與煉制、判斷與選擇三個(gè)階段。曾明星等[11]基于Solo分類理論，提出了深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)機(jī)理，具體包括堆積與分離、同化與順應(yīng)、重構(gòu)與迭代三個(gè)階段。基于上述分析，該研究結(jié)合在線深度學(xué)習(xí)內(nèi)涵與價(jià)值取向，對(duì)在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)過(guò)程進(jìn)行整體闡釋(如圖1所示)。該過(guò)程由具體階段和教學(xué)事件兩方面構(gòu)成。其中，具體階段是主體，包括激活與調(diào)取、探究與整合、遷移與創(chuàng)生三個(gè)循序漸進(jìn)的發(fā)展過(guò)程；教學(xué)事件則是對(duì)應(yīng)于相應(yīng)過(guò)程階段的教與學(xué)活動(dòng)。

圖1 在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)過(guò)程

2.1 激活與調(diào)取：在線深度學(xué)習(xí)的發(fā)生前提

在線深度學(xué)習(xí)是一種高投入性的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)具身參與和全面感知。因此，激活學(xué)習(xí)狀態(tài)與調(diào)取知識(shí)概念，為后續(xù)知識(shí)結(jié)構(gòu)重組奠定基礎(chǔ)，這成為在線深度學(xué)習(xí)的發(fā)生前提。

首先，需要激活學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)，引起好奇心和求知欲。一般來(lái)說(shuō)，學(xué)習(xí)興趣會(huì)受到教師所使用或支持的任務(wù)和材料的影響[12]。綜合以上考慮，該研究認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的激發(fā)與學(xué)習(xí)狀態(tài)的激活主要從以下方面考慮：第一，準(zhǔn)備種類豐富的在線資源。第二，設(shè)計(jì)多樣化問(wèn)題。利用技術(shù)工具和教學(xué)手段創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，激發(fā)思考和參與。

其次，在激活學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的基礎(chǔ)上，學(xué)生認(rèn)識(shí)到新問(wèn)題與原有經(jīng)驗(yàn)之間的聯(lián)系，并意識(shí)到問(wèn)題解決的重要性。接下來(lái)，該階段的另一個(gè)重要任務(wù)就是根據(jù)面對(duì)的問(wèn)題，調(diào)取出與之有聯(lián)系的先前知識(shí)內(nèi)容以及相關(guān)概念，厘清舊知。教師可以基于相應(yīng)問(wèn)題情境與任務(wù)，結(jié)合在線學(xué)習(xí)資源，引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)過(guò)多次的知識(shí)提取練習(xí)(資源刺激、課前測(cè)試和課堂提問(wèn)等方式)，回憶先前知識(shí)和信息[13]。

2.2 探究與整合：在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)關(guān)鍵

在線深度學(xué)習(xí)是面向復(fù)雜問(wèn)題解決的探究式學(xué)習(xí)。學(xué)生之間圍繞相應(yīng)任務(wù)所開(kāi)展的深度學(xué)習(xí)，是對(duì)問(wèn)題方案的探究與經(jīng)驗(yàn)整合過(guò)程，這成為在線深度學(xué)習(xí)的演進(jìn)關(guān)鍵。

首先，學(xué)生小組利用數(shù)字化資源與工具進(jìn)行探究。在實(shí)際過(guò)程中，主要包括兩個(gè)階段：失穩(wěn)與解構(gòu)。其一，失穩(wěn)階段。學(xué)生面對(duì)復(fù)雜問(wèn)題，意識(shí)到原有概念與方法已經(jīng)不能解決當(dāng)前問(wèn)題，就會(huì)進(jìn)入失穩(wěn)階段。其二，解構(gòu)階段。經(jīng)歷認(rèn)知失穩(wěn)階段后，學(xué)生便會(huì)產(chǎn)生學(xué)習(xí)困惑，并進(jìn)一步引發(fā)質(zhì)疑和思考，開(kāi)始深入理解與剖析問(wèn)題，也就是問(wèn)題解構(gòu)。

其次，學(xué)生在之前探究問(wèn)題本質(zhì)的基礎(chǔ)上，通過(guò)篩選、概括與整理，將搜集到的不同類型的信息和經(jīng)驗(yàn)放在一起，并拓展出用以連接它們的框架或者體系，提出問(wèn)題解決方案，即整合過(guò)程。

2.3 遷移與創(chuàng)生：在線深度學(xué)習(xí)的結(jié)果呈現(xiàn)

在線深度學(xué)習(xí)是基于理解的學(xué)習(xí)方式，強(qiáng)調(diào)知識(shí)建構(gòu)基礎(chǔ)上的遷移應(yīng)用與創(chuàng)造生成，這成為在線深度學(xué)習(xí)結(jié)果的重要呈現(xiàn)方式。

首先，利用技術(shù)手段引導(dǎo)學(xué)生從一個(gè)問(wèn)題向另一個(gè)問(wèn)題遷移，使其能夠融會(huì)貫通。目前，根據(jù)新任務(wù)與原任務(wù)之間的相似性，把遷移分為任務(wù)相似情況下的“低通路遷移”(low-road transfer)與任務(wù)不相似情況下的“高通路遷移”(high-road transfer)[14]。第一階段，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)與原任務(wù)類似的問(wèn)題情境，掌握基本思路方法；第二階段，準(zhǔn)備難度更大，且與原任務(wù)有差異的任務(wù)與問(wèn)題，掌握抽象原理。

其次，創(chuàng)生主要體現(xiàn)在知識(shí)內(nèi)容和方法思路方面的創(chuàng)造上，是遷移基礎(chǔ)上的進(jìn)一步延伸。通過(guò)學(xué)生自身理解的不斷加深，發(fā)現(xiàn)新的疑惑和挑戰(zhàn)，以形成新的理解和體驗(yàn)，提出新的觀點(diǎn)和概念，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的創(chuàng)生并拓寬認(rèn)知范圍。

3 在線深度學(xué)習(xí)之虛擬現(xiàn)實(shí)賦能

當(dāng)前，虛擬現(xiàn)實(shí)以其自身所具有的沉浸性(im- mersion)、交互性(interaction)、構(gòu)想性(imagina- tion)和智能化(intelligence)等特征(簡(jiǎn)稱“4I”特征，如表1所示)[15]，成為在線學(xué)習(xí)環(huán)境下促進(jìn)學(xué)生深層次能力發(fā)展的重要驅(qū)動(dòng)力。

表1 虛擬現(xiàn)實(shí)的核心特征

虛擬現(xiàn)實(shí)賦能在線深度學(xué)習(xí)演進(jìn)過(guò)程的機(jī)制如圖2所示。首先，虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性為在線深度學(xué)習(xí)提供體驗(yàn)支持。通過(guò)提高學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的沉浸感與置入感，產(chǎn)生“激活與調(diào)取”的正面效應(yīng)，促進(jìn)在線深度學(xué)習(xí)切實(shí)發(fā)生。其次，虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性為在線深度學(xué)習(xí)提供具身支持。通過(guò)實(shí)現(xiàn)自然交互，促進(jìn)具身體驗(yàn)，為“探究與整合”的開(kāi)展提供保障，保障在線深度學(xué)習(xí)持續(xù)演進(jìn)。再次，虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)想性為在線深度學(xué)習(xí)提供遷移支持。設(shè)計(jì)多樣化的問(wèn)題情境，為“遷移與創(chuàng)生”的落實(shí)奠定基礎(chǔ)，助力在線深度學(xué)習(xí)結(jié)果呈現(xiàn)。最后，虛擬現(xiàn)實(shí)的智能化為在線深度學(xué)習(xí)提供動(dòng)力支持。借助人工智能技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)能提供更為智能化、精準(zhǔn)化與科學(xué)化的服務(wù)，從整體上強(qiáng)化對(duì)在線深度學(xué)習(xí)的“賦能”效果。

圖2 虛擬現(xiàn)實(shí)賦能在線深度學(xué)習(xí)演進(jìn)過(guò)程的機(jī)制

3.1 虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性為在線深度學(xué)習(xí)提供體驗(yàn)支持，促進(jìn)其切實(shí)發(fā)生

虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境能夠提高學(xué)習(xí)興趣與動(dòng)力，做到“寓教于樂(lè)”，有效豐富學(xué)習(xí)體驗(yàn)，促進(jìn)在線深度學(xué)習(xí)切實(shí)發(fā)生。主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

①創(chuàng)設(shè)逼真學(xué)習(xí)環(huán)境，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)由于受時(shí)空和技術(shù)所限，難以實(shí)現(xiàn)逼真環(huán)境的打造，割裂學(xué)習(xí)與生活的聯(lián)系。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)創(chuàng)建高度仿真和自然的三維動(dòng)態(tài)數(shù)字化環(huán)境，建立虛擬世界與真實(shí)生活之間的有機(jī)聯(lián)系，從根本上變革了在線學(xué)習(xí)的空間場(chǎng)域，使學(xué)生能夠盡情地感知、徜徉與回味，有效激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)并調(diào)取原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，提升其學(xué)習(xí)體驗(yàn)。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)多樣化的逼真問(wèn)題情境，引導(dǎo)學(xué)生思考和參與，有助于使學(xué)生更好地沉浸于學(xué)習(xí)過(guò)程中，提高臨場(chǎng)感，從而進(jìn)一步增加認(rèn)知投入與情感投入。比如，有研究表明，相比于傳統(tǒng)的在線學(xué)習(xí)環(huán)境，在虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境下，學(xué)生的認(rèn)知投入與行為投入更高，學(xué)習(xí)效果也更好[16]。

②實(shí)現(xiàn)多感官刺激，產(chǎn)生心流體驗(yàn)受條件所限，傳統(tǒng)基于二維顯示技術(shù)的在線教學(xué)僅僅能夠?qū)崿F(xiàn)聽(tīng)覺(jué)和視覺(jué)的淺層次體驗(yàn)，加工信息的通道單一，難以保證學(xué)習(xí)方式與行為空間上的真實(shí)感與沉浸感，所帶來(lái)的感官?zèng)_擊并不強(qiáng)。虛擬現(xiàn)實(shí)通過(guò)利用多維傳感器和可穿戴設(shè)備，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生視、聽(tīng)、觸等多個(gè)感官，為其提供豐富的感知線索與多通道反饋，讓身體充分感知多通道信息與刺激。這種方式不僅增加了體驗(yàn)的真實(shí)感，而且通過(guò)“占領(lǐng)”諸多感官機(jī)能，切斷學(xué)生與外界世界的聯(lián)系，促進(jìn)其完全沉浸在虛擬的學(xué)習(xí)氛圍中，產(chǎn)生出非常享受的心理狀態(tài)，即形成心流體驗(yàn)，使原本“死氣沉沉”的在線學(xué)習(xí)活動(dòng)變得更加生動(dòng)、形象和鮮活。這種方式能夠促進(jìn)學(xué)生從多種角度調(diào)取知識(shí)經(jīng)驗(yàn)。

③設(shè)計(jì)多模態(tài)的在線學(xué)習(xí)資源，促進(jìn)知識(shí)理解模態(tài)即是人類通過(guò)感官(如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)等)與外部環(huán)境(人、機(jī)器、物件等)之間的互動(dòng)形式，當(dāng)使用三個(gè)或三個(gè)以上的感官進(jìn)行互動(dòng)時(shí)，可以稱為多模態(tài)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過(guò)將語(yǔ)言、圖像、聲音、動(dòng)作等多模態(tài)要素有機(jī)整合，形成多模態(tài)在線課程資源(虛擬微課、虛擬實(shí)物、虛擬仿真實(shí)驗(yàn))，充分調(diào)動(dòng)多項(xiàng)感官潛能，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的多模態(tài)理解與意義建構(gòu)，加深知識(shí)印象。比如，在學(xué)習(xí)生物相關(guān)課程中，觸摸事物外表可以了解其質(zhì)感，觀看視頻以及實(shí)驗(yàn)可以掌握變化過(guò)程。綜上可以看出，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所支持的在線學(xué)習(xí)資源有效擴(kuò)展了資源作為學(xué)習(xí)對(duì)象的內(nèi)涵與外延，通過(guò)為學(xué)生準(zhǔn)備多模態(tài)的學(xué)習(xí)資源，構(gòu)建集心流、感知、沉浸于一體的知行合一學(xué)習(xí)場(chǎng)景，有效豐富學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)?？梢哉f(shuō)，這既是對(duì)傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)資源的優(yōu)化與補(bǔ)充，更是變革原有的學(xué)習(xí)資源形態(tài)。

3.2 虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性為在線深度學(xué)習(xí)提供具身支持，保障其持續(xù)演進(jìn)

突破利用鼠標(biāo)、鍵盤等外部設(shè)備進(jìn)行輸入的傳統(tǒng)人機(jī)交互方式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供三維自然交互界面，交互方式更為直接方便，包括觸摸、動(dòng)作、語(yǔ)言、面部表情等更日常的形式。這種將用戶本身作為輸入設(shè)備的自然交互方式，有效將身體感知的即時(shí)性行為與學(xué)習(xí)環(huán)境的變化相互協(xié)調(diào)，使學(xué)習(xí)發(fā)生于學(xué)生與周圍環(huán)境相互作用的“感知—行動(dòng)”循環(huán)過(guò)程中，以誘發(fā)和強(qiáng)化具身效應(yīng)，促進(jìn)“探究與整合”的順利實(shí)施。根據(jù)Moore的交互理論，可以把人與環(huán)境的自然交互進(jìn)一步從人與物交互(學(xué)生與虛擬對(duì)象交互)、人與人交互(虛擬環(huán)境中學(xué)生與教師、同伴交互)兩方面闡釋：

①實(shí)現(xiàn)學(xué)生與虛擬對(duì)象的交互，助力具體經(jīng)驗(yàn)的獲取虛擬現(xiàn)實(shí)能夠有效改變傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)的交互方式，利用動(dòng)作捕捉技術(shù)，支持學(xué)生利用手勢(shì)以及身體行為等自然方式進(jìn)行動(dòng)作性學(xué)習(xí)。根據(jù)復(fù)雜問(wèn)題，通過(guò)與虛擬實(shí)踐對(duì)象進(jìn)行自然交互獲得積累具體經(jīng)驗(yàn)，開(kāi)展實(shí)踐探究，并經(jīng)過(guò)深入歸納、演繹和反思，以及信息整合，進(jìn)一步形成抽象經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)問(wèn)題的深入解構(gòu)，切實(shí)建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)結(jié)。比如，在由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)設(shè)的學(xué)習(xí)環(huán)境中，可以對(duì)知識(shí)要點(diǎn)進(jìn)行三維可視化。通過(guò)生動(dòng)、立體和逼真的形式展示學(xué)習(xí)內(nèi)容，可以方便學(xué)生從不同角度來(lái)探究，更重要的是可以與虛擬事物進(jìn)行動(dòng)態(tài)互動(dòng)，即對(duì)具體知識(shí)要素進(jìn)行任意操作、觸摸、翻轉(zhuǎn)、放大與縮小，甚至可以重新組織相應(yīng)的知識(shí)結(jié)構(gòu)。這有助于學(xué)生對(duì)相關(guān)知識(shí)、概念及問(wèn)題有更深入的理解，提升其實(shí)踐探究能力，從而構(gòu)建出更完整的知識(shí)體系。再比如，開(kāi)展虛擬仿真實(shí)驗(yàn)，學(xué)生可以使用虛擬實(shí)驗(yàn)室中的任何器件，通過(guò)實(shí)際動(dòng)手操作，以完成相應(yīng)的探究任務(wù)。所以，這種具身式的交互方式能夠調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性與主動(dòng)性，真正體會(huì)到知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)獲得的過(guò)程。

②促進(jìn)學(xué)生與教師以及同伴的交互，助力協(xié)作問(wèn)題解決虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沖破遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)平臺(tái)、直播軟件等學(xué)習(xí)空間的距離障礙，通過(guò)創(chuàng)設(shè)逼真的教學(xué)情境，將散落在不同地理位置的學(xué)生串聯(lián)起來(lái)組成在線學(xué)習(xí)共同體，構(gòu)建出“人人在場(chǎng)”的協(xié)作學(xué)習(xí)空間，以達(dá)到虛擬仿真教學(xué)、具身體驗(yàn)的目的。在共同體中，教師能夠真實(shí)觀察到學(xué)生的舉動(dòng)，學(xué)生也能感受到教師和同伴的存在，彼此之間能夠通過(guò)表情、觸碰、動(dòng)作、語(yǔ)言等自然的方式進(jìn)行信息交流，有助于最大化地模擬出面對(duì)面的人際互動(dòng)效果，從而為在線學(xué)習(xí)提供有力的社會(huì)互動(dòng)支持和情感支持。首先，社會(huì)互動(dòng)方面。通過(guò)使線上學(xué)習(xí)融入仿真情境、交互式主體協(xié)作等傳統(tǒng)課堂的優(yōu)勢(shì)元素，將教的行為與學(xué)的行為有機(jī)融合，實(shí)現(xiàn)多人遠(yuǎn)程在場(chǎng)的協(xié)作學(xué)習(xí)，使得人與人之間的社會(huì)互動(dòng)更加直接、自然和高效。這可以促使教師與學(xué)生、學(xué)生與同伴在虛擬空間中進(jìn)行同步聯(lián)動(dòng)與實(shí)時(shí)交流，避免傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)中由于交互距離的存在而導(dǎo)致的學(xué)習(xí)效率低下問(wèn)題。學(xué)生與學(xué)習(xí)共同體圍繞教師拋出的問(wèn)題，分小組開(kāi)展協(xié)作探究，得出開(kāi)放性的答案。其次，情感互動(dòng)方面。這種面對(duì)面的在場(chǎng)互動(dòng)能夠拉近人與人之間的距離，就如同在真實(shí)場(chǎng)景一樣發(fā)現(xiàn)學(xué)生情緒的變化，有效降低由于學(xué)習(xí)孤獨(dú)感而引起的在線學(xué)習(xí)倦怠等問(wèn)題，從而建立一個(gè)良好的情感互動(dòng)學(xué)習(xí)場(chǎng)域，有效提升師生雙方的心理舒適感，為情感交互提供支持。

3.3 虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)想性為在線深度學(xué)習(xí)提供遷移支持，助力其結(jié)果呈現(xiàn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有強(qiáng)大的構(gòu)想性，使學(xué)生充分發(fā)揮其想象力，有效擴(kuò)大認(rèn)知范圍，在體驗(yàn)探究活動(dòng)的同時(shí)，不斷培養(yǎng)發(fā)散思維，為在線深度學(xué)習(xí)提供遷移支持，保障“遷移與創(chuàng)生”的落實(shí)。主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面：

①創(chuàng)建多樣性的問(wèn)題情境，促進(jìn)知識(shí)遷移虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不僅可以模擬現(xiàn)實(shí)世界，創(chuàng)設(shè)出仿真日常生活的問(wèn)題情境，更能夠超越現(xiàn)實(shí)世界，在現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行理論虛構(gòu)與實(shí)踐操作，包括再造、重組與升級(jí)，營(yíng)造出現(xiàn)實(shí)中不存在的虛擬情境，拓寬思維空間與認(rèn)知張力。這從根本上改變了傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)中情境種類單一、情境體驗(yàn)缺乏、知識(shí)理解淺層等限制。比如，在“第二人生”(Second life)虛擬社區(qū)中，可以創(chuàng)建多個(gè)以真實(shí)世界為基礎(chǔ)而又不完全等同現(xiàn)實(shí)世界的模擬世界，使學(xué)生實(shí)現(xiàn)難以在現(xiàn)實(shí)世界中實(shí)現(xiàn)的夢(mèng)想[17]。通過(guò)使學(xué)生在類似問(wèn)題情境中分析彼此差異，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)科概念與問(wèn)題情境相結(jié)合的非結(jié)構(gòu)化知識(shí)的掌握，并將這種深度加工知識(shí)的能力不斷地運(yùn)用于新的問(wèn)題情境中，實(shí)現(xiàn)“舉一反三、融會(huì)貫通”的遷移運(yùn)用，掌握抽象原理，從而完成相應(yīng)的現(xiàn)實(shí)復(fù)雜任務(wù)。

②提供情節(jié)性的學(xué)習(xí)內(nèi)容，助力知識(shí)創(chuàng)生這部分主要是指虛擬現(xiàn)實(shí)中的學(xué)習(xí)內(nèi)容具有情節(jié)化的特征，引導(dǎo)學(xué)生在情節(jié)化的模擬生活中主動(dòng)建構(gòu)并創(chuàng)造知識(shí)。具體從兩個(gè)角度體現(xiàn)：故事性[18]與隱喻[19]。首先，是故事性，即將內(nèi)容嵌入到一個(gè)虛構(gòu)的故事中。利用虛擬現(xiàn)實(shí)的化身功能(avatar)使學(xué)生實(shí)現(xiàn)角色扮演(role-play)，在具體過(guò)程中，學(xué)生主要受人物命運(yùn)、故事情節(jié)和故事主題等三種驅(qū)動(dòng)力的影響。通過(guò)對(duì)虛擬故事脈絡(luò)的經(jīng)歷，有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)和學(xué)習(xí)趣味，激發(fā)想象、判斷、分析和創(chuàng)造等高階思維活動(dòng)，使學(xué)生在不斷的感悟中發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、構(gòu)建新概念，從而實(shí)現(xiàn)知識(shí)創(chuàng)生。其次，有些內(nèi)容不方便以故事的形式呈現(xiàn)，而是以比較巧妙的隱喻方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持情節(jié)性隱喻、畫(huà)面式隱喻和內(nèi)容式隱喻等。這些手段可以進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生深入挖掘信息，豐富知識(shí)框架。

3.4 虛擬現(xiàn)實(shí)的智能化為在線深度學(xué)習(xí)提供動(dòng)力支持，實(shí)現(xiàn)其整體提升

中國(guó)工程院院士趙沁平教授指出，虛擬現(xiàn)實(shí)與人工智能有著天然的聯(lián)系，二者融合是必然趨勢(shì)[20]。通過(guò)在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上融入人工智能技術(shù)，使之變得更加智能化、科學(xué)化和精準(zhǔn)化，從整體上為在線深度學(xué)習(xí)提供動(dòng)力支持。具體包括以下四個(gè)方面：

①?gòu)?qiáng)化環(huán)境逼真度，增加學(xué)習(xí)體驗(yàn)通過(guò)運(yùn)用系統(tǒng)動(dòng)態(tài)建模、智能識(shí)別、自動(dòng)化控制、動(dòng)態(tài)感知、計(jì)算機(jī)視覺(jué)、自然語(yǔ)言處理等人工智能技術(shù)手段，有助于創(chuàng)設(shè)出集自適應(yīng)學(xué)習(xí)、情境體驗(yàn)、探究實(shí)踐、學(xué)習(xí)行為捕捉、智能交互等于一身的智能化虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，進(jìn)一步增加在線學(xué)習(xí)環(huán)境的情境性、逼真性和具身性，使學(xué)生通過(guò)對(duì)真實(shí)問(wèn)題的切實(shí)感知，增加在線學(xué)習(xí)體驗(yàn)的深度與廣度，有效促進(jìn)身心投入。

②提供個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，助力新舊知識(shí)之間的融合問(wèn)題的設(shè)置與知識(shí)的呈現(xiàn)都是需要從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)的，然而，受到在線時(shí)空分離或者學(xué)生自身知識(shí)局限等因素的影響，會(huì)導(dǎo)致難以準(zhǔn)確識(shí)別先前知識(shí)儲(chǔ)備，知識(shí)理解與遷移也容易受阻。在這種情況下，借助表情識(shí)別、圖像判斷、語(yǔ)言識(shí)別等人工智能技術(shù)，有效采集、捕捉學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下的學(xué)習(xí)行為、學(xué)習(xí)情緒、動(dòng)作軌跡等數(shù)據(jù)[21]。經(jīng)過(guò)信息調(diào)取、學(xué)習(xí)診斷、數(shù)據(jù)挖掘、情感分析、結(jié)果可視化呈現(xiàn)等方法，深層次解讀數(shù)據(jù)背后蘊(yùn)含的內(nèi)容，科學(xué)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)態(tài)，并識(shí)別存在的短板，智能化地從海量資源中為學(xué)生推送個(gè)性化的資源內(nèi)容與學(xué)習(xí)路徑，促進(jìn)學(xué)生開(kāi)展探究學(xué)習(xí)、自適應(yīng)學(xué)習(xí)。

③促進(jìn)信息整合，提高學(xué)習(xí)效率通過(guò)運(yùn)用數(shù)據(jù)挖掘、學(xué)習(xí)分析、深度學(xué)習(xí)算法、智能感知、精準(zhǔn)推送等技術(shù)將不同類型、不同領(lǐng)域、不同情境的知識(shí)信息進(jìn)行采集、提取、挖掘與整合，并將知識(shí)以虛擬微課視頻、可視化實(shí)物、虛擬仿真實(shí)驗(yàn)等多種信息形態(tài)展示給學(xué)生。這有助于使學(xué)生全身心投入到學(xué)習(xí)過(guò)程中，提高學(xué)習(xí)績(jī)效。

④提高人機(jī)交互效果，增強(qiáng)具身體驗(yàn)近年來(lái)，如何促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境下人機(jī)交互效果成為了一項(xiàng)重要的研究課題，也是決定在線深度學(xué)習(xí)效果的關(guān)鍵。智能技術(shù)在這方面提供了很好的支持：一是增加人機(jī)交互的移動(dòng)性。通過(guò)使用可穿戴計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理等工具，幫助學(xué)生與周圍環(huán)境實(shí)現(xiàn)移動(dòng)交互，大大增加了交互的效率。二是增加人機(jī)交互的智能化。在機(jī)器識(shí)別、全息立體顯示、智能計(jì)算等技術(shù)的支持下，可以提高人機(jī)交互的智能水平，使交互變得更加直接、真實(shí)和自然[22]。

4 結(jié)束語(yǔ)

隨著在線教學(xué)實(shí)踐的持續(xù)推進(jìn)，如何解決學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中出現(xiàn)的淺層學(xué)習(xí)問(wèn)題，幫助其實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)，改善在線學(xué)習(xí)效果，成為專家和學(xué)者關(guān)注的重點(diǎn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為創(chuàng)新基點(diǎn)，能夠成為變革在線學(xué)習(xí)方式、解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題、優(yōu)化在線學(xué)習(xí)質(zhì)量的核心驅(qū)動(dòng)力。從本質(zhì)看，在線深度學(xué)習(xí)是一種基于理解的學(xué)習(xí)，強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)投入，關(guān)注問(wèn)題解決，注重協(xié)作探究，重視理解遷移。從發(fā)展看，在線深度學(xué)習(xí)是認(rèn)知能力與思維結(jié)構(gòu)不斷變化與縱向發(fā)展的動(dòng)態(tài)過(guò)程，包括激活與調(diào)取、探究與整合、遷移與創(chuàng)生三個(gè)層層遞進(jìn)的階段。虛擬現(xiàn)實(shí)賦能在線深度學(xué)習(xí)，一是虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性為在線深度學(xué)習(xí)提供體驗(yàn)支持，產(chǎn)生“激活與調(diào)取”的正面效應(yīng)，促進(jìn)在線深度學(xué)習(xí)切實(shí)發(fā)生；二是虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性為在線深度學(xué)習(xí)提供具身支持，為“探究與整合”的開(kāi)展提供保障，保障在線深度學(xué)習(xí)持續(xù)演進(jìn)；三是虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)想性為在線深度學(xué)習(xí)提供遷移支持，為“遷移與創(chuàng)生”的落實(shí)奠定基礎(chǔ)，助力在線深度學(xué)習(xí)結(jié)果呈現(xiàn)；四是虛擬現(xiàn)實(shí)的智能化為在線深度學(xué)習(xí)提供動(dòng)力支持，從整體上強(qiáng)化對(duì)在線深度學(xué)習(xí)的“賦能”效果。