VR 技术在教育应用过程中的功用、实践维度与教师角色的转向

甘甜

摘要：运用文献资料与逻辑分析相结合的方法对VR技术在教育中发展脉络、功用、实践维度进行一系列剖析，进而提出VR教育课堂实践中教师角色的转向.研究认为，VR技术在教育教学过程中其应用是广泛的，具体应用于三维物体展示、事件还原、技能训练与场所模拟.在VR实施的过程中，教师应由转向设计者、专家学者以及导航者.

关键词：VR;教育应用;数字化;实践维度;教师角色

中图分类号：G434  文献标识码：A  文章编号：1673-260X（2019）07-0160-03

作为一项诞生、发展于发达国家的科学技术，虚拟现实（Virtual Reality）技术研究已经逐渐进入国人视野.2018年教育部将虚拟现实技术应用于教育教学的推广作为教育信息化的年度重点工作任务，并且在全国批准建设了200多个虚拟仿真教学中心.根据教育部要求，全国各类高校要深入研究与推进信息技术与教育深度融合，促进以人工智能、虚拟现实技术与大数据为主的新技术融合到教育教学中来.毫无疑问，虚拟现实技术作为一种新兴的技术力量进入与融合于教育教学，必将带来教育教学革命性变革.那么，虚拟现实（VR）能够在教育教学哪些方面加以应用，教师角色将会产生哪些变化，则均是一个有待于深入剖析的重要话题.借此，本文将从虚拟现实（VR）教育入手，对虚拟现实与教育教学的应用进行一系列探讨，以期为教育工作者提供一定的借鉴与参考.

1 VR教育发展的概述与功用

VR教育在国外已经发展多年，但在国内一直处于摸索阶段，近年来，随着国内各类技术的成熟与发展，VR为国人所重视与推进.事实上，VR技术在诸多方面有其独特的功能，在教育教学上具体表现为可以为学生提供沉浸式、个性化以及创造性学习等三方面.

1.1 VR教育发展的概述

若想深入认知VR教育，则需要对其本体进行深入理解.客观上来讲，虚拟现实技术是计算机发展基础上的新兴产物，它是以计算机为核心，构建、生成与再现现实环境的一种技术.用户可以借助相应的设备与虚拟环境的对象进行交互，从而在听、视甚至触觉等方面获得真实的环境感受与体验.相对比而言，在国外VR教育并不是新鲜事物，可以说已经日臻完善，尤其在美欧国家之中早有实践与摸索.早在1960年，Ivan Sutherland教授便提出“The Ultimate Display”概念，1994年，《Virtual Reality Technology》出版发行，标志着VR技术已经走向成熟.近些年来，VR技术作为一种技术手段，在各个领域之中从未中断过，并不断地为人们深入拓展，几乎涵盖了所有领域.随着VR技术的成熟，VR技术逐渐进入了教育领域，几乎应用在大部分学科，尤其是在医学、汽车工程、工程学科、语言教育推广.随着虚拟现实技术的不断发展，近年来，发展中国家也在不断地推行VR教育，VR教育技术不断地进入各类领域.当下VR已经具备美国林肯实验室开发的Z-Space、美国的Wikitube、德国Metaio系统，此外，还有诸多沉浸式系统，诸如Oculus Rift、HTC VIVE.

1.2 VR教育应用在课堂中的重要功用

VR教育應用于课堂之中，与传统教育相比有着较多的优势.具体可以体现为以下三个方面：第一，实现学生的沉浸式学习.VR技术通过技术能够构建一个与外界相类似的仿真世界，个体在学习的过程中可以身心沉浸其中，具有强烈的现场感、临场感.虚拟技术可以让学生尽最大努力地投入到学习之中的同时，还可以减少外界对他的影响.第二，VR可以实现交互式个性化学习，从具身认知的角度上可以看出，虚拟现实技术可以实现与学习者个体一对一的交互，可以为学习者创造一个个性化的学习环境，学习也可以通过自己实践来为自己提供一个独一无二的感性环境.VR还可以通过多个平台联合的方式为学习者提供一个互动的空间，为学习者合作与互动提供良好的平台与空间.第三，VR可以为学习者提供发展构想式创造性学习.正如建构主义所讲，VR通过虚拟现实技术建构的虚拟环境，可以引发学习者对世界的联想.由于虚拟技术非常灵活，可以实现对多个场景与体验的建构，学习者的思维也会获得极大地促进，使学习者的创造性思维得到发展，并且，获得自主能力实践的极大提高，恰恰弥补了传统教学学习情境与意义建构的不足.

2 VR教育应用的实践维度

教育部教育信息中心理事、重庆社会科学名师罗化瑜讲：“VR与教育不期而遇，给教育以革命性变革”.VR在教育的应用可以说是多方面的，不仅仅是实物展示上、事件回顾，而且还在于技能训练、场景建构等方面.

2.1 VR教育应用于三维物体展示与事件还原

VR具有强有力的图像展示功能，具有三维成像的功能.在实际教学中，VR可以帮助学生理解现实、观察各类物体的结构.一方面，在各类学科建设的过程中，尤其是物理、化学、生物、数学等理工类学科知识的学习过程中，需要了解大量的实物内部结构，传统教学则需要动手制作、拆解、移动各类物质，通过相关仪器进行观察.而VR出现以后，则改变了这一实际情况，教学过程中教师与学生可以通过Z-Space这类软件系统，对物质进行拆解、移动与旋转，从各个维度、角度地对物体进行深入学习，为后续学习奠定深入基础.同时，VR在历史、中文、社会学等学科中也有着诸多应用.在这一类学科中，通常是需要对事件进行回顾与梳理的，然而，在现实情况下，大多数事件均已经成为过去事件，难以回顾，VR则可以通过虚拟现实的事件，通过对事件的解析与复原，帮助学生参与到事件之中来，使学生亲身体验厚重的历史、各类事实，促使个体学习效果的提升.例如：HTC VIVE便有模拟“阿波罗登月”现场的场景，只要学生带上VR头盔，学生便可以感受到登月的每一个细节，来观察和体验事件的原委，并且，整个学习过程都由学习者自己来控制.

2.2 VR教育应用于技能训练与场所模拟

VR除了三维物体展示外，还可以在技能训练、虚拟场景建构等方面进行深入地应用.众所周知，大多技能训练通常是以模仿而来，而后通过动作实践进而实现内化.但大多数技能训练与学习是需要教练与指导者参与而获得的，缺少教练与指导者的在场，大多数学习者则难以进行技能的学习与训练，而VR虚拟现实的技术恰好实现了教练员或指导者的功能，学者们通过VR沉浸式的学习，则可以更为专注地进行学习，同时，VR还可以克服缺少教练、场地与天气等不可控制的因素，可以给学习者学习行为的促进.通过VR对技能的不断回顾，还可以强化个体的训练，使习得的技能可以保持得更为持久.另外，在各类学科教学过程中，为了开授新的教学内容，需要一个前置性的导课，但教学人员以语言方式的导课内容往往与要学习的内容相差甚远.VR技术的应用可以使学习者不仅仅能看、能听，还能“以身体验”，使学习者获得全身心的感知.在医学、体育、物理教育体系之中，目前有大量的VR应用，例如让学习者体验“海因茨服药”的现场，学习者通过深入地体验个体服用海因茨的为难与纠结，通过VR的体验学习者可以有更多的情感参与和个体独特的认知，对学习者的社会性、心理性有较大的帮助.

3 VR教育应用中的教师角色的转向

在教育教学实践过程中，教师的角色是不言而喻的.VR技术在教育的出现，教师需要基于现实在课堂教学中做较大程度的调整，无论从角色上，还是从管理上都需要进行一系列的调整，才能在课堂中发挥较好的影响作用.

3.1 由教育实施者向教学设计者转变

传统教育课堂上，教师是一个强有力的实施者，但在一定程度上，教师的自主权利是相对有限的.由于受到条件、技术等方面的限制，教师对技能、对事件、对场景大多情况下，只能以言语的方式展开.而VR技术的出现，则可以帮助教师解决了以上诸多问题.但为了更好地应用VR技术则要求教师由教育实施者向教学设计者转变.一方面，VR在教学方面给予教师了较大的自主权，教师要做的则是了解学生学习的需求与“痛点”，精心选择学生要学习的重点与难点，选择特定的学习内容，结合VR来设计教学，让VR服务于教学，同时，教师也需要积极探索VR环境下的有效地课堂教学策略与原则，让VR为教学活动提供个性化的教学而服务.在某种程度上来讲，教师经过多年的教學，对各类学科是有着深入认知与体验的，VR的介入则可以帮助教师实现其教学的各种想法，但这需要教师不断地提高自身的素养，对VR予以深入理解和学习，进一步思考VR在技术、情感、伦理等方面的问题，使VR更好地与教育教学融合.

3.2 由传统讲授者转向专家型学习者

VR应用于教育教学的过程中，教师要由传统讲授者转向专家型学习者，这一点是国外教学中呈现的共性经验.在某种程度上来讲，在传统课堂中知识呈“固态”、自上而下而进行，教师采用相对固定的模式将知识传授给学生.而在这种情况下，教师的角色基本上是讲授者.而VR的出现，不论在技术教学还是教学方法、手段、技巧上均对教师提出了新的要求.教师除了做知识的传授者，还需要做一个专家型的学习者.客观来讲，专家型学习者与一般学习者不同，他需要有更敏锐的目光，更理性的思考以及更强的实践能力.教师唯有做一个专家型学习者，才能在认识虚拟现实这一充满潜力的新型技术时，做到不急于评估，也不要急于将其与原有的知识直接结合（即同化），而是能充分体验和理解，就新知识本身的组织来形成新的结构，才能在面对虚拟现实技术深入课堂时，不断更新自身专业知识，掌握运用虚拟现实技术的技巧，及时转变观念态度.就如苏伯格所说：“教师们努力去感受技术，领会到如何激活技术，将他们的‘声音’在技术上表现出来”.做一个具有开放心态的专家型学习者，推动虚拟现实技术与教育的深度融合.

3.3 由课堂掌握者要向学习导航者转变

在以教师和教材为中心的传统课堂上，课堂重点通过板书、提问和强调等方式呈现，学生的思维完全被教师牵引，教师是整个课堂的掌控者.换言之，传统教学过程中，教师是知识的掌握者，是学生学习方向的把控者.对于大多数学生而言，学生的学习优劣主要受教师的教授与导向所影响.VR技术在教育教学中的出现，学习者以沉浸式的学习方式投入到教学之中，在很大程度上，规避了外界的干扰.而在虚拟现实技术环境下的课堂，由于VR设备的独特性，学生处于一种半脱离教师掌控的状态，学生能更加主动积极的思考.在这种情况下，教师已经不适合继续充当课堂掌控者的角色，此时更应该扮演导航者的角色虚拟现实技术为学生提供了一个亲自参与、主动思考的环境，并为学生创 造了可经历实践与创新的过程.在虚拟现实技术环境下的课堂，教师应放弃严格的控制，做一个具有适应虚拟现实技术环境下课堂能力的导航者.

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