［收稿日期］2024-04-01

［基金項(xiàng)目］國(guó)家社科基金項(xiàng)目“大數(shù)據(jù)背景下高等教育監(jiān)測(cè)評(píng)估的社會(huì)風(fēng)險(xiǎn)與治理策略研究”（項(xiàng)目編號(hào)：BIA22083）；重慶師范大學(xué)智慧教育專項(xiàng)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)踐的國(guó)際經(jīng)驗(yàn)與本土策略“（項(xiàng)目編號(hào)：YZH23005）。［作者簡(jiǎn)介］楊思帆（1976-），男，四川蓬安人，重慶師范大學(xué)教育科學(xué)學(xué)院教授、博士生導(dǎo)師，重慶師范大學(xué)“一帶一路”教育研究中心主任；主要研究方向：比較教育、教師教育。

［通訊作者］朱晏平（1999-），男，廣東深圳人，重慶師范大學(xué)碩士生；主要研究方向：比較教育。

［摘" 要］

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種能夠?qū)W(xué)習(xí)者置身于虛擬環(huán)境中的革命性工具，正在重塑教育的生態(tài)與未來(lái)。美國(guó)最早開(kāi)始運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)輔助教師教育實(shí)踐訓(xùn)練，這一過(guò)程經(jīng)歷了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育的初步結(jié)合、深度交融及催生專業(yè)平臺(tái)新形態(tài)3個(gè)階段。在實(shí)踐效果上，教師教育實(shí)訓(xùn)專業(yè)平臺(tái)通過(guò)多元主體的交互性提升了實(shí)訓(xùn)真實(shí)感、依靠虛擬情境的多感知性營(yíng)造了實(shí)訓(xùn)沉浸感、憑借實(shí)踐過(guò)程的自主性提高了自我效能感。展望未來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能美國(guó)教師教育實(shí)踐訓(xùn)練的趨向包括實(shí)訓(xùn)模式的智能化、實(shí)訓(xùn)理論的多樣化、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容的個(gè)性化和實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)的二元化。世界各國(guó)都在積極應(yīng)對(duì)和推動(dòng)教育教學(xué)智能化。在未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間里，智能化教育教學(xué)將是我國(guó)教育改革的重點(diǎn)方向，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能則是這一改革的重要基礎(chǔ)與路徑。

［關(guān)鍵詞］美國(guó)；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；智能化；教師教育；實(shí)踐訓(xùn)練

［中圖分類號(hào)］G451.6" ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］A "［文章編號(hào)］1005-5843（2024）04-0142-08

［DOI］10.13980/j.cnki.xdjykx.2024.04.021

虛擬現(xiàn)實(shí)之父杰倫·拉尼爾（Jaron Lanier）在他的《新事物的黎明：現(xiàn)實(shí)與虛擬現(xiàn)實(shí)的相遇》一書(shū)中寫(xiě)到，虛擬現(xiàn)實(shí)既是一場(chǎng)科技探險(xiǎn)，也是一場(chǎng)文化盛宴。當(dāng)今世界，科技的進(jìn)步正在不斷改變文化與教育的方式，越來(lái)越多的數(shù)字化教育裝備、智能化教育場(chǎng)景等數(shù)字技術(shù)受到廣泛關(guān)注，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一種能夠?qū)W(xué)習(xí)者置身于虛擬環(huán)境中的革命性工具，正在重塑教育的生態(tài)與未來(lái)。美國(guó)信息技術(shù)與創(chuàng)新基金會(huì)（ITIF）發(fā)布的《沉浸式學(xué)習(xí)的前景：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中的潛力》報(bào)告闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中具有的重要實(shí)踐價(jià)值。在眾多國(guó)家中，美國(guó)最早開(kāi)始運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)輔助教學(xué)并積極探索和創(chuàng)新教育教學(xué)模式，在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)踐訓(xùn)練的理論建構(gòu)、實(shí)施過(guò)程、反饋機(jī)制等方面都取得了卓有成效的經(jīng)驗(yàn)，分析其相關(guān)發(fā)展歷程和實(shí)踐動(dòng)態(tài)有助于把握美國(guó)教育運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的精髓，實(shí)現(xiàn)“他山之石”的功用。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)的歷程演化

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR）的起源可以追溯到20世紀(jì)60年代，最初它作為一種科研工具被開(kāi)發(fā)出來(lái)。自1965年“虛擬現(xiàn)實(shí)之父”——美國(guó)計(jì)算機(jī)科學(xué)家伊凡·薩瑟蘭（Ivan Sutherland）在論文中首次提出虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基本思想后，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸在各個(gè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。在美國(guó)教育領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能過(guò)程可以劃分為初步結(jié)合、深度融合以及催生新形態(tài)3個(gè)階段。

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育領(lǐng)域的初步結(jié)合

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為擴(kuò)展現(xiàn)實(shí)的一種手段，提供了一個(gè)交互式計(jì)算機(jī)生成環(huán)境，因其持續(xù)降低的設(shè)備成本和日益完善的技術(shù)功能，很早就在軍事、心理學(xué)、醫(yī)學(xué)和教學(xué)等領(lǐng)域引起了眾多學(xué)者的興趣。1987年，賈倫·拉尼爾（Jaron Lanier）和史蒂夫·布賴森（Steve Bryson）將虛擬現(xiàn)實(shí)界定為利用計(jì)算機(jī)技術(shù)創(chuàng)造的一個(gè)交互式三維世界效果，并且物體在其中會(huì)有一種空間存在感［1］。赫塞爾（Helsel）是最早將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育領(lǐng)域進(jìn)行初步結(jié)合的學(xué)者。1992年他與當(dāng)時(shí)的教育工作者對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教育的潛力具有較高的期望，他們初步研究虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并與學(xué)校和社區(qū)探討虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育環(huán)境中的應(yīng)用。赫塞爾認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)將使得教學(xué)實(shí)踐和學(xué)生學(xué)習(xí)發(fā)生重大變革，并且基于文本的學(xué)習(xí)將過(guò)渡為基于符號(hào)和圖像的課程［2］。但在之后的20年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美國(guó)K-12教育系統(tǒng)中的應(yīng)用程度卻愈發(fā)緩慢，直到2019年才出現(xiàn)了一些較為新穎的研究。例如，卡明斯卡（Kaminska）等人提出可在教育環(huán)境中使用的3種類型的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：（1）虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）展示——以靜態(tài)內(nèi)容展示的主題領(lǐng)域的知識(shí)；（2）體感（Kinect）或MYO手勢(shì)型平臺(tái)展示——基于技能的知識(shí)，如工作安全培訓(xùn)等；（3）沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境——使用可穿戴設(shè)備并將其作為一種克服有挑戰(zhàn)性任務(wù)的手段，如醫(yī)學(xué)教學(xué)場(chǎng)景［3］。除此之外，在該領(lǐng)域較為出名的蘇（Suh）等人對(duì)沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究提出了新穎的觀點(diǎn)并做出歸納總結(jié)。蘇等人的研究報(bào)告稱，沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)主要用于科學(xué)、工程和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，并且大多數(shù)研究都是由高水平教育研究者來(lái)開(kāi)展的，最后得出的結(jié)論是沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)了教育實(shí)踐的動(dòng)機(jī)并促進(jìn)了教育概念的融合［4］?？偟膩?lái)說(shuō)，在過(guò)去的幾十年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育領(lǐng)域進(jìn)行初步結(jié)合，并產(chǎn)生了些許基礎(chǔ)性研究，為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育實(shí)訓(xùn)的融合奠定了基礎(chǔ)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教師教育實(shí)訓(xùn)的深度融合

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育的初步結(jié)合為其與教師教育實(shí)訓(xùn)的深度融合提供了現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)，許多專家基于此對(duì)教師教育實(shí)訓(xùn)領(lǐng)域與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合的問(wèn)題進(jìn)行探索。馬倫（Mullen）、貝克（Beilke）和布魯克斯（Brooks）在2007年提出了虛擬環(huán)境應(yīng)用于教師實(shí)訓(xùn)的可能性。他們認(rèn)為虛擬環(huán)境可以在一定的限制下創(chuàng)造安全的空間，允許職前教師采用替代身份與“其他身份”進(jìn)行互動(dòng)，從而使得職前教師在教師教育實(shí)訓(xùn)中意識(shí)到社會(huì)類別的建構(gòu)本質(zhì)，并獲得透視法的基本教學(xué)技能［5］。布拉德利（Bradley）和肯德?tīng)枺↘endall）對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)模擬進(jìn)行了探索并作出了突出貢獻(xiàn)，2014年他們將虛擬現(xiàn)實(shí)模擬分為3類：虛擬學(xué)生化身模擬、多用戶虛擬模擬和單用戶虛擬模擬［6］。虛擬學(xué)生化身模擬的典型例子是教師談話游戲（Teacher Talk Game）和教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)（TeachLivE），其中最明顯的特點(diǎn)是同步混合現(xiàn)實(shí)虛擬學(xué)生化身，主要方式是在屏幕當(dāng)中呈現(xiàn)與參與者做出同步動(dòng)作的虛擬學(xué)生，通過(guò)對(duì)虛擬學(xué)生化身動(dòng)作的分析可以更為直觀地了解參與者在這次活動(dòng)中的優(yōu)缺點(diǎn)［7］。多用戶虛擬現(xiàn)實(shí)模擬是指通過(guò)展現(xiàn)多個(gè)專業(yè)人員的日常工作生活情境，來(lái)提供使用者與同行和專家交流接觸的機(jī)會(huì)。相比之下，單用戶虛擬模擬則是從單方面模仿教師和學(xué)生之間的交互，例如模擬學(xué)校（Sim School）、模擬課堂（Classroom Sim）。伴隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教師實(shí)訓(xùn)領(lǐng)域得到了更廣泛的應(yīng)用，世界各地越來(lái)越多的教育中心開(kāi)始引入強(qiáng)大的新技術(shù)工具，以幫助他們滿足不同群體的需求。模擬學(xué)習(xí)環(huán)境、人工智能和沉浸式平臺(tái)等現(xiàn)代技術(shù)引起了教育研究者的極大關(guān)注，同時(shí)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教師實(shí)訓(xùn)的交融也逐漸成熟［8］。在線程序和軟件各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，也正被用來(lái)為職前教師教育實(shí)訓(xùn)做準(zhǔn)備。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)催生教師教育實(shí)訓(xùn)專業(yè)平臺(tái)新形態(tài)

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷進(jìn)步以及與教育領(lǐng)域的深度融合，許多企業(yè)以及高校研究所都在開(kāi)發(fā)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)新形態(tài)，其中最具代表性的就是由美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)（University of Central Florida）教育模擬技術(shù)研究中心提出的教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)（TeachLivE）?，F(xiàn)任中佛羅里達(dá)大學(xué)教育與人類學(xué)院教授麗莎·迪克爾（Lisa Dieker）和邁克爾·海因斯（Michael Hynes）曾在21世紀(jì)初向計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域教授查爾斯·休斯（Charles Hughes）提出教師能否像士兵或飛行員一樣通過(guò)模擬訓(xùn)練來(lái)提高他們的表現(xiàn)這一問(wèn)題。從那時(shí)開(kāi)始，三位教授與一個(gè)跨學(xué)科團(tuán)隊(duì)一起創(chuàng)建了一個(gè)改變教師教育實(shí)訓(xùn)方式的系統(tǒng)［9］。同時(shí)在數(shù)據(jù)收集和分析過(guò)程中，辛西婭·哈欽森（Cynthia Hutchinson）、喬伊斯·努塔（Joyce Nutta）等人提供了較多支持，為教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的開(kāi)發(fā)奠定了基礎(chǔ)［10］。由于這項(xiàng)技術(shù)很昂貴，且當(dāng)時(shí)只有少數(shù)人喜歡在屏幕上與虛擬角色互動(dòng)，這使得他們一開(kāi)始難以有進(jìn)展。但在2012年，教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)團(tuán)隊(duì)獲得了比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)150萬(wàn)美元的資助，用于研究教師使用該系統(tǒng)時(shí)產(chǎn)生的影響，這筆資金還使該團(tuán)隊(duì)能夠與世界各地的教育工作者建立合作伙伴關(guān)系。通過(guò)各方的技術(shù)和資金支持，中佛羅里達(dá)大學(xué)教育模擬技術(shù)研究中心終于成功開(kāi)發(fā)出教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)。由此，該實(shí)驗(yàn)室成為美國(guó)第一個(gè)使用混合現(xiàn)實(shí)環(huán)境來(lái)培訓(xùn)職前教師的實(shí)驗(yàn)室。隨后2014—2015年的數(shù)據(jù)表明，美國(guó)兩年時(shí)間里有70所大學(xué)的1.2萬(wàn)多名用戶體驗(yàn)了該實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)，其中有許多大學(xué)已將使用教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)作為培養(yǎng)師范生的日常項(xiàng)目并取得較好的成效。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)的體驗(yàn)效果

在世界教育信息化的浪潮下，美國(guó)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)訓(xùn)，提升了職前教師的教學(xué)技能、管理技能、反思技能等教學(xué)核心專業(yè)素養(yǎng)［11］。在眾多虛擬現(xiàn)實(shí)平臺(tái)中，美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)開(kāi)發(fā)的教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)最具有代表性。該校的教育模擬技術(shù)研究中心提出了虛擬教室的概念并付諸實(shí)踐，為職前教師提供了一個(gè)同步的虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境。實(shí)踐證明，在虛擬教室中個(gè)體可以更好地獲得真實(shí)感、沉浸感和自我效能感的體驗(yàn)效果。

（一）多元主體的交互性有效提升實(shí)訓(xùn)真實(shí)感

作為一種在混合現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境中提升教學(xué)技能的工具，美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)的教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)系統(tǒng)主要由模擬設(shè)備、職前教師、指導(dǎo)教師、技術(shù)人員組成。此系統(tǒng)通過(guò)不同主體間的交互來(lái)提升參與者的實(shí)訓(xùn)真實(shí)感，并且能夠使學(xué)生化身執(zhí)行一組類似于真實(shí)課堂學(xué)生的行為。該模擬系統(tǒng)還為職前教師提供了即時(shí)反饋的機(jī)會(huì)，并由監(jiān)督該過(guò)程的教師教育者進(jìn)行指導(dǎo)。教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的使用地點(diǎn)一般處于一個(gè)搭建好的智慧教室中，主要的設(shè)備是屏幕和采集器以及主控電腦［12］。教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的模擬課堂系統(tǒng)依賴于參與者、控制者、教師教育者3個(gè)相互關(guān)聯(lián)的主體（如圖1所示）。主體之一是參與者，一般是指職前教師或進(jìn)行實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)的教育工作者?？刂普邽閰⑴c者創(chuàng)設(shè)虛擬情境，同時(shí)通過(guò)攝像頭和采集器收集位于屏幕前或遠(yuǎn)程位置的參與者實(shí)訓(xùn)信息。主體之二是控制者，一般也被稱為技術(shù)人員?？刂普呖梢允褂妙A(yù)先設(shè)定好的程序?yàn)閰⑴c者提供虛擬情境，同時(shí)操控學(xué)生化身，使其在屏幕中做出相應(yīng)的行為動(dòng)作，從而讓參與者在虛擬環(huán)境中更加真實(shí)地體驗(yàn)到無(wú)延時(shí)的教育實(shí)訓(xùn)情境。主體之三是教師教育者，一般由有經(jīng)驗(yàn)的實(shí)訓(xùn)指導(dǎo)教師或任課老師擔(dān)任。他們能夠?qū)崟r(shí)查看參與者與學(xué)生化身的互動(dòng)過(guò)程，及時(shí)記錄在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題。在模擬實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，教師教育者會(huì)再次觀看錄像做出點(diǎn)評(píng)，幫助職前教師完成剩余實(shí)訓(xùn)任務(wù)。在實(shí)訓(xùn)過(guò)程中，從教師、學(xué)生到技術(shù)人員，各個(gè)主體相互協(xié)作，發(fā)揮自身作用，使得整個(gè)實(shí)訓(xùn)過(guò)程具有高度的真實(shí)感。

（二）虛擬情境的全過(guò)程性充分營(yíng)造實(shí)訓(xùn)沉浸感

在教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的具體運(yùn)行過(guò)程中，職前教師可以通過(guò)虛擬情境的多感知性體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)生的情境，從而充分感受實(shí)訓(xùn)沉浸感。美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)的教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的過(guò)程包括創(chuàng)設(shè)情境、角色交互、評(píng)價(jià)反饋3個(gè)階段，其運(yùn)行機(jī)制具體如圖2所示。首先是創(chuàng)設(shè)虛擬情境階段，顯示器中的虛擬環(huán)境是由現(xiàn)實(shí)教室以及模仿學(xué)生的化身組成?？刂普邥?huì)根據(jù)參與者的能力水平，與教師教育者交流后操縱學(xué)生化身提供一系列個(gè)性化情境，包括聽(tīng)覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知等多重感受。其次是參與者與虛擬角色交互，控制者通過(guò)操控學(xué)生化身，讓他們出現(xiàn)在屏幕中并做出相應(yīng)行為，包括聲音、動(dòng)作，甚至眼神交流，而參與者要依靠其專業(yè)水平來(lái)作出反應(yīng)。最后在評(píng)價(jià)與反饋階段，教師教育者會(huì)根據(jù)實(shí)訓(xùn)過(guò)程中所記錄的問(wèn)題給予參與者建議與評(píng)分，包括行為體態(tài)、話語(yǔ)表達(dá)以及授課方式等；并且會(huì)根據(jù)錄像再次記錄職前教師在實(shí)訓(xùn)中頻率高發(fā)的錯(cuò)誤并制作成數(shù)據(jù)庫(kù)，供之后的職前教師使用。在職前教師與虛擬角色交互的過(guò)程中，他們完全以自身的實(shí)際情況出發(fā)，把所學(xué)的理論知識(shí)和以往經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于實(shí)踐，自主控制課程進(jìn)度，就如同在真實(shí)教室中授課一樣。教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在實(shí)訓(xùn)的過(guò)程中，通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性，可以為參與者營(yíng)造強(qiáng)烈的沉浸感，讓職前教師體驗(yàn)真實(shí)世界的課堂情境，從而使得他們充分沉浸在虛擬的教育實(shí)訓(xùn)之中。

（三）實(shí)踐過(guò)程的自主性顯著提高自我效能感

作為一項(xiàng)相對(duì)較新的技術(shù)，美國(guó)中佛羅里達(dá)大學(xué)的教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)在實(shí)踐模擬中具有同步的人機(jī)交互功能，參與者擁有高度的自主性，而不是根據(jù)千篇一律的實(shí)踐準(zhǔn)則進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，這能更好地提升職前教師的自我效能感。從2012年教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)研究開(kāi)始至今，已有130多篇研究論文、演示文稿和學(xué)位論文討論教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)對(duì)職前教育實(shí)訓(xùn)體驗(yàn)的影響，其中相當(dāng)多的內(nèi)容涉及通過(guò)模擬提高教師的自我效能感和教學(xué)技能等。烏魯達(dá)格-包蒂斯塔（Uludag-Bautista）和布恩（Boone）在2015年研究了教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)對(duì)于職前幼兒教師對(duì)研究性科學(xué)的理解和自我效能感的影響。結(jié)果表明，其有助于職前教師提高他們對(duì)科學(xué)教學(xué)的理解和信心［13］。埃爾福德（Elford）在2013年調(diào)查了職前和在職特殊教育工作者對(duì)于使用教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)作為識(shí)字教學(xué)策略的實(shí)踐工具的看法、功效和態(tài)度。結(jié)果顯示，所有參與者都認(rèn)為教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的模擬測(cè)試對(duì)他們的體驗(yàn)感和自信心產(chǎn)生了積極影響［14］。除此之外，迪克爾（Dieker）等人的研究表明，10分鐘的教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)模擬大致相當(dāng)于45—60分鐘的真實(shí)課堂體驗(yàn)。在梅蘭妮·里斯·道森（Melanie Rees Dawson）和本杰明·利尼努加里斯（Benjamin Lignugaris）的研究中表明，使用過(guò)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的職前教師都認(rèn)為其是真實(shí)課堂環(huán)境的再現(xiàn)，通過(guò)與虛擬角色的互動(dòng)了解學(xué)生的不同個(gè)性［15］。蘇珊·萊杰（Susan Ledger）和扎拉·埃爾索茲盧（Zara Ersozlu）等人通過(guò)結(jié)構(gòu)化問(wèn)題、皮爾遜相關(guān)分析、自我報(bào)告量表等調(diào)查方式分析使用教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)的職前教師的教學(xué)策略、教學(xué)信心、授課質(zhì)量、融洽關(guān)系的建立和教學(xué)質(zhì)量的相關(guān)性（如表1所示），并通過(guò)研究表明，當(dāng)職前教師使用教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行教育實(shí)訓(xùn)時(shí)，教師的自我效能感和授課質(zhì)量呈現(xiàn)較高的相關(guān)性［16］?？梢?jiàn)，職前教師能夠通過(guò)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)來(lái)提前熟悉復(fù)雜多變的課堂環(huán)境，在虛擬環(huán)境中進(jìn)行自主教學(xué)，從而提升其自我效能感，并且在真實(shí)課堂中面臨復(fù)雜問(wèn)題時(shí)可以做到從容不迫，以此來(lái)促進(jìn)職前教師教學(xué)水平的提升。

三、美國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)的趨勢(shì)走向

（一）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)訓(xùn)的模式趨向智能化

智能化是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)發(fā)展的一個(gè)顯著趨勢(shì)，在美國(guó)已經(jīng)有了很明顯的表現(xiàn)。美國(guó)的許多學(xué)校通過(guò)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提升綜合辦學(xué)水平和社會(huì)影響力，讓教育實(shí)訓(xùn)可以根據(jù)不同的需求產(chǎn)生更高效的實(shí)訓(xùn)模式，從而促進(jìn)教育實(shí)訓(xùn)模式趨向智能化。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用對(duì)于美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)模式的改革與創(chuàng)新具有深遠(yuǎn)影響，以往是教師到達(dá)教室，以聽(tīng)取學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)豐富教師的授課方式為主的教師教育實(shí)訓(xùn)模式，而教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等沉浸式技術(shù)則可以實(shí)現(xiàn)職前教師或者畢業(yè)生在學(xué)?；蚣抑羞M(jìn)行遠(yuǎn)程線上實(shí)訓(xùn)。在后疫情時(shí)代，除了預(yù)防公共衛(wèi)生緊急狀況時(shí)無(wú)法實(shí)訓(xùn)的問(wèn)題，對(duì)于職前教師來(lái)說(shuō)也可以更加方便地進(jìn)行遠(yuǎn)程實(shí)訓(xùn)。隨著技術(shù)進(jìn)步，美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)模式也會(huì)更加智能，高校在開(kāi)發(fā)以及應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過(guò)程中會(huì)與當(dāng)前的科技前沿企業(yè)合作，一改傳統(tǒng)的實(shí)訓(xùn)模式，通過(guò)更加智能化的模式共同建設(shè)虛擬現(xiàn)實(shí)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)。平臺(tái)實(shí)現(xiàn)企業(yè)與學(xué)校、學(xué)校與學(xué)校之間數(shù)據(jù)共享，可以將一方收集的實(shí)訓(xùn)信息傳輸給另一方，從而完善數(shù)據(jù)管理，形成智能化實(shí)訓(xùn)模式。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)開(kāi)發(fā)層面，美國(guó)高校借助高新企業(yè)行業(yè)優(yōu)勢(shì)，深化校企融合度，不斷更新教學(xué)理念，從而形成多方協(xié)作的智能實(shí)訓(xùn)格局。不僅如此，虛擬現(xiàn)實(shí)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)還包含教學(xué)資源庫(kù)、教學(xué)管理平臺(tái)等智能數(shù)據(jù)庫(kù)，使職前教師能夠通過(guò)智能平臺(tái)實(shí)時(shí)查看實(shí)訓(xùn)進(jìn)度和效果、跟蹤管理實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，并進(jìn)行優(yōu)秀課堂案例學(xué)習(xí)、在線實(shí)訓(xùn)操作、課后實(shí)訓(xùn)考核等實(shí)訓(xùn)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。在教師實(shí)訓(xùn)結(jié)束后，對(duì)于職前教師的教學(xué)能力、創(chuàng)新創(chuàng)造能力、團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力以及綜合實(shí)踐素質(zhì)都有較大的提升。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)促進(jìn)美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)模式不斷趨向智能化，這同樣也是未來(lái)職業(yè)教育人才培養(yǎng)模式中實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)的必然趨勢(shì)。

（二）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)訓(xùn)的理論趨向多樣化

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)目前已體現(xiàn)了不同的理論依據(jù)。這些理論觀點(diǎn)各有側(cè)重，也互相交融，共同為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供理論支撐。在教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的過(guò)程中依照了眾多理論，其中最具有代表性的是具身認(rèn)知理論、情境學(xué)習(xí)理論以及體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論。具身認(rèn)知理論是近30年來(lái)發(fā)生在認(rèn)知科學(xué)中的一種新的主張和進(jìn)路。與離身學(xué)習(xí)論和傳統(tǒng)認(rèn)知科學(xué)中的符號(hào)主義立場(chǎng)不同，具身認(rèn)知研究強(qiáng)調(diào)對(duì)身體的認(rèn)知功能，重視個(gè)體的主觀感受、主動(dòng)參與以及與情境和環(huán)境的互動(dòng)生成［17］。在使用教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)進(jìn)行模擬的過(guò)程中十分強(qiáng)調(diào)職前教師的主觀感受以及主動(dòng)參與，將其頭腦中的符號(hào)形式真正轉(zhuǎn)化為身體認(rèn)知，通過(guò)個(gè)性化的學(xué)習(xí)提高自身的教學(xué)效果。情境學(xué)習(xí)理論最早是由美國(guó)加利福尼亞大學(xué)、加州伯克利大學(xué)的教授讓·萊夫（Jean Lave）與獨(dú)立研究者愛(ài)丁納·溫格（Etienne Wenge）共同提出的一種學(xué)習(xí)理論。該理論認(rèn)為，學(xué)習(xí)者之間、學(xué)習(xí)者與學(xué)習(xí)情境間的互動(dòng)可以產(chǎn)生知識(shí)價(jià)值、自我意識(shí)以及角色認(rèn)同。目的是將學(xué)習(xí)者的角色認(rèn)同、身份意識(shí)、實(shí)踐活動(dòng)、生活體驗(yàn)深度融入真實(shí)性、情境化的樣態(tài)之中［18］。在教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等沉浸式系統(tǒng)中，職前教師融入具有情境化的虛擬課堂環(huán)境中，根據(jù)不同的情境來(lái)做出不同的反應(yīng)，予以指導(dǎo)教師以及虛擬學(xué)生化身進(jìn)行互動(dòng)從而產(chǎn)生具有個(gè)性化的反饋以及自我意識(shí)。體驗(yàn)式學(xué)習(xí)理論是指?jìng)€(gè)體直接認(rèn)知、主動(dòng)接受，并且運(yùn)用知識(shí)的過(guò)程，強(qiáng)調(diào)主體親身經(jīng)歷某件事并反思，在這個(gè)過(guò)程中獲得認(rèn)知與情感。對(duì)于實(shí)習(xí)教師來(lái)說(shuō)，只有主動(dòng)經(jīng)歷了實(shí)習(xí)過(guò)程，并且將原先學(xué)習(xí)的教育理論和教學(xué)技能運(yùn)用在課堂中，才能獲得完整的認(rèn)知和學(xué)習(xí)體驗(yàn)，相對(duì)于傳統(tǒng)的實(shí)習(xí)方式，教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)（TeachLivE）等沉浸式平臺(tái)更加重視實(shí)習(xí)教師的體驗(yàn)，目的在于讓實(shí)習(xí)教師在體驗(yàn)中感受教學(xué)中的各類情境，并且生成反思。在美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等沉浸式平臺(tái)的開(kāi)發(fā)與使用中，豐富多樣的理論都會(huì)相互促進(jìn)，從而共同推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育實(shí)訓(xùn)中的進(jìn)步。

（三）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教育實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容趨向個(gè)性化

美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)結(jié)合職前教師的個(gè)人情況，有針對(duì)性地滿足不同需求，并使得職前教師可以通過(guò)個(gè)性化體驗(yàn)、協(xié)作學(xué)習(xí)、網(wǎng)絡(luò)空間教學(xué)等不同方式來(lái)提高實(shí)訓(xùn)的效率和教學(xué)的質(zhì)量，讓實(shí)訓(xùn)內(nèi)容更加趨于個(gè)性化。美國(guó)教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)等借助采集器、攝像機(jī)、屏幕顯示器等硬件設(shè)備使得職前教師獲得清晰的沉浸式感知，讓職前教師在虛擬環(huán)境中得到聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)等多感官體驗(yàn)，按照不同教師個(gè)性化需求創(chuàng)建虛擬環(huán)境，并在此過(guò)程中提高他們的教學(xué)水平。對(duì)于師生個(gè)體的價(jià)值而言，目前的教育實(shí)訓(xùn)存在多變性、情境復(fù)雜性等問(wèn)題，職前教師可能因?yàn)榫o張等因素?zé)o法在實(shí)訓(xùn)中發(fā)揮自身水平，而通過(guò)虛擬環(huán)境使得職前教師可以根據(jù)自身問(wèn)題，有針對(duì)性地多次反復(fù)訓(xùn)練教學(xué)技能，從而更好地提高教學(xué)能力。教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)等沉浸式技術(shù)可以通過(guò)不同的職前教師的特點(diǎn)，進(jìn)行定制化的教育實(shí)訓(xùn)，同時(shí)能夠及時(shí)反饋并提供反復(fù)練習(xí)的機(jī)會(huì)，從而促進(jìn)職前教師的專業(yè)發(fā)展和綜合能力的提高。除此之外，不同于真實(shí)教室情境，沉浸式平臺(tái)更加安全可靠，在虛擬現(xiàn)實(shí)情境中，教師在實(shí)訓(xùn)中的行為不會(huì)對(duì)學(xué)生產(chǎn)生傷害，這就為職前教師的實(shí)訓(xùn)提供了更多的可能性以及自由發(fā)揮的空間。在當(dāng)前的課堂教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為師生提供個(gè)性化的教學(xué)和學(xué)習(xí)。例如，初中生物課，教師讓學(xué)生分組進(jìn)入個(gè)性化定制的虛擬空間，在面對(duì)依據(jù)現(xiàn)實(shí)模擬的生物時(shí)，學(xué)生可以從視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)方面進(jìn)行更加直觀且真實(shí)的全方位感受，還可以在各自的虛擬空間中交流學(xué)習(xí)，互不打擾；教師則可以借助虛擬設(shè)備出入各個(gè)虛擬空間旁觀或參與討論，選擇不同的方式和視角進(jìn)行全方位的觀察學(xué)習(xí)，從而產(chǎn)生不同的感受。在此過(guò)程中，職前教師可以拓展自己的經(jīng)驗(yàn)，豐富實(shí)訓(xùn)歷程，促進(jìn)個(gè)體認(rèn)知自主建構(gòu)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)主動(dòng)搜集并整合參與者的教師實(shí)訓(xùn)數(shù)據(jù)，科學(xué)地分析參與者的學(xué)習(xí)特征，推斷職前教師的實(shí)訓(xùn)需求，并且及時(shí)進(jìn)行反饋。職前教師可以根據(jù)自身的興趣來(lái)自由地選擇實(shí)訓(xùn)的內(nèi)容，最大程度地滿足其個(gè)性需求，實(shí)現(xiàn)其個(gè)性發(fā)展。

（四）虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)的評(píng)價(jià)趨向二元化

目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于教師教育實(shí)訓(xùn)平臺(tái)已在美國(guó)多所高校試點(diǎn)并且成效顯著，獲得了較廣泛的肯定性評(píng)價(jià)，但同時(shí)也存在一些爭(zhēng)議性評(píng)價(jià)。這表明虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)的評(píng)價(jià)趨向二元化。爭(zhēng)議性評(píng)價(jià)主要集中在4個(gè)方面：一是教學(xué)媒介與教學(xué)活動(dòng)的匹配性問(wèn)題。在當(dāng)前教師實(shí)訓(xùn)中，大多數(shù)職前教師希望將教學(xué)媒介融入課程中，如演示的材料或朗讀的書(shū)籍。在一個(gè)完全沉浸式的虛擬環(huán)境模型中，職前教師的教學(xué)活動(dòng)基本是面對(duì)顯示屏并且以講授為主，這導(dǎo)致許多現(xiàn)實(shí)中的教學(xué)媒介無(wú)法使用，諸如在智能板上寫(xiě)作、朗讀書(shū)籍或用物體展示一個(gè)概念等活動(dòng)將會(huì)變得非常困難。特別是當(dāng)教學(xué)對(duì)象是高年級(jí)的學(xué)生時(shí)，單純的提問(wèn)與講解是無(wú)法滿足實(shí)訓(xùn)需求的。而在虛擬環(huán)境中豐富的教學(xué)媒介是否有助于或阻礙教學(xué)實(shí)踐，這也是一個(gè)開(kāi)放的研究問(wèn)題，所以教學(xué)媒介與教學(xué)活動(dòng)無(wú)法完全匹配使得職前教師不一定能完全將實(shí)訓(xùn)經(jīng)驗(yàn)運(yùn)用于現(xiàn)實(shí)世界的課堂實(shí)踐。二是虛擬環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)性問(wèn)題，例如易給職前教師身心帶來(lái)不良反應(yīng)以及人文關(guān)懷過(guò)少等。盡管在教育環(huán)境中使用現(xiàn)代技術(shù)顯然是有益的，但它并非完全沒(méi)有風(fēng)險(xiǎn)［19］。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)性程度有待考察，教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)等沉浸式技術(shù)大多數(shù)是以動(dòng)畫(huà)形式呈現(xiàn)，而不是完全的現(xiàn)實(shí)世界畫(huà)面，這也使得一些教師在面對(duì)動(dòng)畫(huà)人偶時(shí)無(wú)法像在現(xiàn)實(shí)世界一樣產(chǎn)生情緒共鳴。在進(jìn)入虛擬環(huán)境后，由于虛擬畫(huà)面和聲音與現(xiàn)實(shí)世界有一定差距，這使得參與者的心理容易產(chǎn)生與現(xiàn)實(shí)世界脫節(jié)的問(wèn)題。除此之外，參與者的身體還有可能產(chǎn)生不良反應(yīng)，比如長(zhǎng)時(shí)間地觀看熒幕，用戶對(duì)沉浸式技術(shù)的不良反應(yīng)可能表現(xiàn)為暈動(dòng)癥、與視覺(jué)輸入相關(guān)的認(rèn)知超負(fù)荷以及有限的注意力分散［20］。并且，教育不只是教會(huì)學(xué)生知識(shí)，同時(shí)教師還承擔(dān)著育人的作用，而模擬真實(shí)場(chǎng)景并不能充分展現(xiàn)教師對(duì)于學(xué)生情感的關(guān)注，缺乏對(duì)于不同學(xué)生的人文關(guān)懷。三是開(kāi)發(fā)及維護(hù)成本問(wèn)題。相較虛擬現(xiàn)實(shí)開(kāi)發(fā)的快速發(fā)展，其在各個(gè)高校的使用卻表現(xiàn)緩慢，部分原因是虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的更新以及智慧教室建設(shè)和后續(xù)維護(hù)都有著較大開(kāi)支。對(duì)于經(jīng)濟(jì)較為不發(fā)達(dá)地區(qū)的學(xué)校而言，使用較多的經(jīng)費(fèi)來(lái)建設(shè)一間虛擬現(xiàn)實(shí)教室顯得不切實(shí)際，同時(shí)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)而言，批量生產(chǎn)以及后期維護(hù)的成本同樣也需要再三考慮。四是商業(yè)化問(wèn)題。中佛羅里達(dá)大學(xué)教師教育實(shí)踐訓(xùn)練平臺(tái)的商業(yè)運(yùn)作模式是高等院校開(kāi)發(fā)，以收費(fèi)形式與各個(gè)學(xué)校合作。這種模式容易導(dǎo)致教育商業(yè)化，如果存在監(jiān)管體制不健全的情況會(huì)使得教育行業(yè)出現(xiàn)惡性競(jìng)爭(zhēng)，從而喪失提升教育實(shí)訓(xùn)質(zhì)量這一最原本的目的。

四、美國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)對(duì)我國(guó)的啟示

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)今教育智能化的重要基礎(chǔ)。智能化浪潮被稱為“正在爆發(fā)的第四次工業(yè)革命”，世界各國(guó)都在積極應(yīng)對(duì)和推動(dòng)教育教學(xué)智能化。2019年2月，中共中央、國(guó)務(wù)院印發(fā)的《中國(guó)教育現(xiàn)代化 2035》明確提出：“要建設(shè)智能化校園，統(tǒng)籌建設(shè)一體化智能化教學(xué)、管理與服務(wù)平臺(tái)。利用現(xiàn)代技術(shù)加快推動(dòng)人才培養(yǎng)模式改革，實(shí)現(xiàn)規(guī)模化教育與個(gè)性化培養(yǎng)的有機(jī)結(jié)合。”［21］可見(jiàn)，在可以預(yù)測(cè)的未來(lái)較長(zhǎng)時(shí)間里，智能化教育教學(xué)將是我國(guó)教育改革的重點(diǎn)方向，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能則是這一改革的重要基礎(chǔ)與路徑。分析美國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育實(shí)訓(xùn)的發(fā)展和走向，對(duì)我國(guó)教師教育智能化變革有重要啟示。首先，教師教育改革要積極擁抱智能化潮流。智能化是實(shí)現(xiàn)教育改革發(fā)展的重要趨勢(shì)，是提升教師隊(duì)伍水平的重要路徑，也是探索構(gòu)建現(xiàn)代化教師教育體系的必由之路。其次，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育發(fā)展要緊密關(guān)注實(shí)訓(xùn)模式智能化、實(shí)訓(xùn)理論多樣化、實(shí)訓(xùn)內(nèi)容個(gè)性化和實(shí)訓(xùn)評(píng)價(jià)二元化等趨勢(shì)特征，這些是美國(guó)教育發(fā)展的既有經(jīng)驗(yàn)，也是我國(guó)教師教育當(dāng)前及將來(lái)改革的重點(diǎn)方面。再次，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育要注重提升教師教育者的數(shù)字素養(yǎng)，增強(qiáng)教師的數(shù)字意識(shí)和責(zé)任，幫助教師合理利用數(shù)字技術(shù)，提高其熟練運(yùn)用數(shù)字技術(shù)和整合數(shù)字資源的能力。最后，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)賦能教師教育要分清主次。虛擬現(xiàn)實(shí)等信息技術(shù)是作為輔助手段來(lái)幫助教師提升課堂教學(xué)效果、提升學(xué)生學(xué)習(xí)體驗(yàn)感的，而教師主觀能動(dòng)性才是教師教育發(fā)展和改革的主體。因此，即便在當(dāng)前教育智能化發(fā)展的潮流中，教師也不可完全依賴虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)手段開(kāi)展教師教育實(shí)訓(xùn)。在教育發(fā)展與變革中，人對(duì)技術(shù)的理解永遠(yuǎn)比技術(shù)本身更重要。

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（責(zé)任編輯：王嵐）

Practical Training of Virtual Reality Technology Empowered Education

in the United States： Process， Effect， Trend and Enlightenment

YANG Sifan，" ZHU Yanping

（Chongqing Normal University， Chongqing 401331， China

）

Abstract： Virtual reality technology， as a revolutionary tool that can place learners in a virtual environment， is reshaping the ecology and future of education. The United States first began to use virtual reality technology to assist teacher education practice training， and this process has gone through three stages： the initial combination of virtual reality technology and education， deep integration and the emergence of a new form of professional platform. In terms of practical effect， the professional platform of teacher education practical training enhances the realism of practical training through the interaction of multiple subjects， creates the immersion of practical training by relying on the multi-perceptivity of virtual situations， and improves the sense of self-efficacy by relying on the autonomy of practical process. Looking forward to the future， the trend of virtual reality technology enabling the practical training of American teachers includes the intellectualization of practical training mode， the diversification of practical training theory， the individuation of practical training content and the dualization of practical training evaluation. All countries in the world are actively responding to and promoting the intellectualization of education and teaching. In the foreseeable future for a long time， intelligent education and teaching will be the focus of China’s education reform， and virtual reality technology is an important basis and path for this reform.

Key words：" United States; virtual reality technology; empower; teacher education; practical training