关于VR教育颠覆性创新的研究

2017-12-01李志欣梁小凤孙千惠文巧玲

市场研究 2017年11期

◇李志欣梁小凤孙千惠文巧玲

关于VR教育颠覆性创新的研究

◇李志欣梁小凤孙千惠文巧玲

随着计算机技术的发展,虚拟现实正掀开其神秘的面纱,逐渐走进我们的生活.虚拟现实与教育结合,将为教学领域掀起颠覆性的革新风暴,使个别化教学成为可能.本文从VR技术概念及应用领域出发,探讨VR教育的发展现状,挖掘VR教育模式相较于传统教学模式的优势以及其面临的挑战,并为优化VR教育发展环境提出了相关建议.

教学模式;VR教育;优化

一、引言

随着科学技术的快速发展,从最初的黑板、粉笔到现在的多媒体教学,教育方式在不断地改善与进步,渐趋多元化.但是,这样的教学方式仍摆脱不了以教师为中心的模式,存在学生学习热情低下、学习效率低等现象.而VR技术的应用为弥补这些缺陷提供了新的可能.

通过VR技术可以构建一种沉浸式,充满想象力及交互性的三维虚拟实物场景,并在这个场景中实现对物体的动态交互感知,学生可以通过VR场景直观地感受要学习的内容,亲自进行实验操作,将所学的知识迅速地融入实践,实现知识向能力的转换,更好地理解和掌控所学内容.

将VR技术运用到教学实践中,有利于通过更深层次的体验式教学充分发挥学生的主动性和创造性,更好地体现学生的主体认知作用,使学习效果和效率迈向新的台阶.

二、VR技术的概念及应用领域

VR(Virtual Reality,即虚拟现实,简称VR),是以计算机技术为核心,结合相关科学技术,生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境,用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响,可以产生亲临对应真实环境的感受和体验.

VR虚拟现实技术可广泛应用于游戏、医疗保健、健身、城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力等众多领域,并为其提供切实可行的解决方案.

VR技术通过视听触觉等作用于使用者,对使用者的控制行为做出动态的交互反应,其互动性和生动的表现效果与现代教育理念中的开放性理念、多样化理念不谋而合.

三、VR技术在教育领域的发展现状

所谓VR教育,即VR技术在教育领域中的应用,它主要体现在可以构建虚拟学习环境、虚拟实验基地,能创造虚拟学习伙伴,可以建立虚拟仿真校园,还能做虚拟实验.

1.国内VR教育投融资现状

2016年被誉为quot;VR元年quot;,VR领域成为资本追逐的对象.由图1可知,与2015年相比,2016年我国VR投融资规模有了较大提升,达到了49.8亿元,增幅为196.7%.2016年国内VR产业链环节融资结构(图2)和VR应用各领域的融资结构(图3)表明,游戏领域是当前VR投融资的焦点,而教育领域只占11.9%.尽管VR教育的投融资水平较低,但我国已开始重视VR教育产业的发展,国家政策环境正在趋好,在可以预见的将来,VR教育产业将全面铺开,发展前景广阔.

图1 2015～2016年我国VR投融资规模与增长率

图2 2016年国内VR产业链环节融资结构图

2.国内VR教育产业概况

图3 2016年国内VR应用各领域的融资结构图

近年来,随着生活水平的提高和新一代父母教育理念的升级,教育市场需求旺盛,VR教育具有广阔的发展前景和投资机会.在良好的形势下,国内各大行业企业也纷纷布局VR教育市场,VR教育行业迎来了蓬勃发展.附表展示了我国当前VR/AR教育行业百花齐放的情况.

附表我国VR/AR教育行业分类及其举例

3.我国VR技术发展仍存在不足

虽然当前我国VR教育行业生机勃勃,但我国VR教育行业,乃至VR行业的发展,仍处于起步阶段,与发达国家相比还存在较大差距,尤其是专业人才数量.通过图4可以看出,当前全球VR从业者主要分布在美国、英国、加拿大、德国、印度等以高科技产业为主导的创新型国家和地区.就亚洲国家来看,中国VR人才数量占全球2%,落后于印度.这样看来,正在起步期的中国VR产业,高质量、专业的VR人才的储备不完善.

图4 全球VR人才分布情况

此外,VR技术虽然在国内外的教育教学中有所应用,但在我国教学实践中仅局限于高校的研究性和探索性教学当中,而在基础教育等领域的普及则远远不够,说明我国的VR教育发展还处于较低的水平,但发展空间非常大.

四、VR教育模式的优势及其面临的挑战

1.VR教育模式的优势

(1)超时空性.VR技术模拟的虚拟场景能拓展学习的维度,打破空间和时间,为受教育者提供超越现实时空的环境.此外,VR提供的沉浸式场景能让线上教育场景更加丰富生动,而不再是抽象的、概念上的认知,能带给学习者沉浸式的直观体验.

(2)交互性与趣味性.学生可以采用多种交互手段如语言、手势、数据手套及触觉等,与虚拟环境交流信息,并得到实时反馈.此外,将虚拟现实引入教学,让学习游戏化、情景化,能有效激发学生主动学习的兴趣,在实现人机交流、通过网络进行多人互动的同时,还能够实现教学的趣味性,真正做到寓教于乐.

(3)安全性.虚拟现实技术能通过情景模拟,让学生在特定的模拟情景下进行训练与操作,在保证安全的前提下让学生提高应对不可预知危险的能力,如火灾、地震等.

由此可知,VR技术在教学领域有着非常大的应用可行性和优势.

2.VR教育模式面临的挑战

(1)技术方面

①硬件设备成本较高.目前,VR教育市场用到的VR设备集中于 HTC Vive、Oculus Rift、Samsung Gear VR 等国外品牌,以及大朋、3Glasses等国内设备商.设备的分辨率、渲染能力都会制约VR内容的体验.VR企业要保证绝佳的用户体验,意味着要承担高昂的硬件投入成本.

②健康问题.研究显示,长期使用虚拟现实头显会产生一系列的健康问题,如晕动症、疲劳和恶心等.这很大程度会影响用户对VR教学内容的体验效果,不利于VR教育的推广普及.

③教育资源设计和开发技术门槛高.VR内容生产能否真正解决教育用户痛点是VR教育公司应该考虑的最大问题.尽管VR公司有资源设计和开发专业团队,但如果要将VR长期应用于教学实际,形成常态化,那么VR技术人员如何把握一线教师的教学实际需求,并把这种需求完美地产品化,这是VR教育内容生产的核心问题.而作为需求端的教师往往难以像设计开发传统课件那样设计和开发合适的虚拟教育资源.

(2)教学方面

①认知负荷挑战.VR虚拟世界丰富多变的场景会导致学生难以把注意力集中在学习行为上.此外,VR为了注重沉浸式的体验、提高学生的上课热情,所采用的多元信息传递,如文字、视频、声音、图片等,非常容易增大学生在单位时间内工作记忆的认知负荷,带来负面教学效用.

②VR教学监控和成果评估.在传统教学中,教师通常可以根据长期经验判断学生的行为模式和行为习惯,并依据学生不同阶段学习成果来为学生选择合适的教学方法和教学手段.而虚拟学习环境为教学过程的监控增添了难度,教师难以观察学生在虚拟环境里的行为表达,无法及时跟进学生的学习情况并适时提供干预和引导.