VR+，沉浸式体验构建历史时空的应用探究

颜秀玉 刘丹凤

摘 要：本文主要论述了VR的概念、VR在教育领域的应用、VR对构建历史时空的价值及VR应用于历史教学，其创造的打破时间界限的虚拟空间有助于构建学生的历史时空观，沉浸式体验能够激发学生学习兴趣，提高学习效率。但VR的应用现阶段还不广泛且仍存在一些需要改进的问题。

关键词：VR;沉浸式体验;构建历史时空观

“参观路线由我来决定，想看什么就看什么，房内的家具跟真的一样，太过瘾了！”“动手一拉，墙上的《平安春信图》就摆在眼前，还可以点击按钮参加互动，好长见识！”这是学生利用VR技术体验了《V故宫》之后兴奋的分享。VR技术创设出的高度仿真的虚拟世界，让体验者沉浸其中，从视觉、听觉、嗅觉、触觉、味觉等都有穿越时空、身临其境的感受。

一、什么是VR

VR（Virtual Reality）即虚拟现实技术，又称灵境技术。它是指综合利用计算机、电子信息、仿真技术等，在电子计算机上生成的模拟虚拟环境、给人提供沉浸式体验感的技术。它不仅具有超强的仿真系统，体验者还可以随意操作并得到环境最真实的反馈，真正实现人机交互。 [1]

二、VR在教育领域的应用

VR一出现，很快就应用于教育领域。

2016年5月12日，美国圣泽维尔学校850名学生通过VR技術学习了关于太阳系的知识，学生们搭上太空飞船探索了太阳系每一个星球。课程结束后，学生们迫不及待地向朋友分享交流他们的经历，学生表示虚拟现实的体验让他们感到教学非常有趣，也学到了很多知识。

VR技术的逐步成熟引发了国内教育领域的巨大变革，国家高度重视教育信息化，推动了VR教育形式落地。南昌二十七中、南师附小等多所学校建立的VR体验室已陆续投入使用。课堂上的VR，让学生在虚拟世界中体验课堂知识的实景演绎、在虚拟平台上动手演示不同的实验。结果表明，学生非常喜欢这种沉浸感强、交互有序、内容丰富的全新教学形式。

三、VR对构建历史时空的价值

“历史学科是一门研究人类社会具体的和多样性的过去之学科。”[2]历史学科的研究对象使它具有很强的时空性。掌握时空观念是学生学习历史的基本要求，也是历史学科核心素养之一。初中《历史课程标准》（2011年修订版）要求学生要学会在具体的时空条件下对历史事物进行观察和分析，形成历史概念，并据此对史事作出合理解释，进而认识历史发展的时代特征和基本趋势。

历史时空观是进行历史思维活动和历史发展意识的基础，只有将历史人物和事件置于特定的时空框架中，才可能对史事有准确的理解。由于历史学科研究的对象对于学生来说过于抽象，对着几张历史地图、文物图片和简单的文字描述，学生很难代入当时的时空去感知历史、理解历史人物的行为和历史事件发生的必然，准确地构建历史时空对初中学生来说具有一定难度。VR技术可以通过现代信息手段，为学生创设动态、全面、鲜活的历史情境，直观、立体地还原历史的原貌、再现历史发展的过程、延伸历史时空的范围，引领学生在高度仿真的情境中感知历史人物与历史事件，大大提高了学生对历史知识的接受能力，能够帮助学生很好地构建历史时空。

四、应用VR辅助历史教学，构建历史时空

1975 年，美国心理学家 Mihaly Csikszentmihalyi 博士在研究中提出当人们全身心沉浸于某种活动中，就会忽略掉其他干扰，获得最好的学习效果。[3] 传统课堂教学是静态的、普遍化的，不能很好地激发学生的学习兴趣和欲望，特别是解决如时空观这样的抽象问题时。VR创设的真实、互动、情节化、个性化的沉浸式体验应用于历史教学，学生的感官和思维被充分调动起来：触手可及的历史使时空变得清晰具体，真实有趣的体验使学习变得更高效。

（一）穿越时空，跟着张骞出使西域

实验心理学家通过大量的实验证明，人们一般能记住自己所阅读信息的10%，所听到信息的20%，所看到信息的30%，通过个人体验理解的信息的90%。在《丝绸之路》一课的教学中，在学习张骞出使西域的路线和对张骞凿空精神的理解时，传统的教学一般是教师出示张骞出使西域的路线图、讲解张骞出使西域所遇到的困难，或者播放张骞出使西域的影视剪辑。这条路线上的小国众多、国名陌生难记，加上距今已有2000多年，抽象的时空让学生很难对它形成深刻的记忆并站在当时的历史条件下理解张骞出使西域的意义。VR技术让学生可以穿越时空，身临其境地感受这段历史。在VR体验室里，学生头戴VR头显，视觉、听觉被封闭起来后，完全沉浸在一个被立体投影画面包围的高级虚拟仿真环境中，在这个虚拟的环境中学生来到了汉武帝时期跟着张骞一起出使西域：在与匈奴人的冲突中体验和平的可贵;在被匈奴扣押十年中体验张骞的智慧与坚持;徒步于变化莫测的沙漠体验行程的凶险;与西域各国人民交流理解了张骞出使西域的意义……学生不仅可以欣赏丝路沿途的风光，还可以在虚拟环境中选择自己感兴趣的对象进行认真细致的观察与互动，从而开阔视野、增长见识。高度仿真的时空环境、身临其境的体验，不仅能让体验者深刻记住丝绸之路的路线，也能够站在当时的历史条件下更好地理解张骞出使西域的意义。VR运用历史教学，使学生从被动接受教育者转化为主动探究的学习者，身临其境的沉浸式体验胜过传统教学的千言万语，很好地帮助学生构建了历史时空。

（二）搭上“时光机”，游览繁华长安

在学习“盛唐气象”一课时，很多学生对长安城的城市布局及东西市的繁华很感兴趣，特别是看过电视剧《长安十二时辰》的学生更是希望能深入“坊”“市”，近距离感受唐朝的繁荣。教材里只有一张长安城平面布局图、两段简单的文字描述和几幅文物图片，完全满足不了学生的探究欲望。爱因斯坦说过：“兴趣是最好的老师。”[4]面对充满好奇心和求知欲的学生，如果能创设教学情境，让学生秒变唐朝人，像张小敬一样走遍长安城，学生对长安城的城市布局、对唐朝农业、手工业的发展及商业的繁荣就能记忆深刻了，教学也能变得更有效。VR的全息投影数字沙盘让学生能够搭上“时光机”，穿梭于唐都长安城的坊市之中，身临其境感受盛唐风韵。交互式沙盘演示，使满目的亭台楼阁、雕梁画栋都“活”了起来，立体活泼、惟妙惟肖，变化多姿的动态世界，让学生体验到了唐长安城“百千家似围棋局，十二街如种菜畦”的格局。体验者还可以根据自己的兴趣对三维沙盘场景进行缩放、平移和旋转：高大雄伟的城墙、宽阔笔直的街道、熙熙攘攘的行人、繁华热闹的市场就在眼前。盛唐的巍峨、繁盛、大气与恢宏不再是写在教科书上要求死记硬背的内容，而是学生在历史时空中亲身的体验和感受。历史时空在VR技术面前再也不是抽象和难以感知的，它成为了具体、形象、生动和有趣的体验。

VR应用于教育，让传统的历史教学摆脱了程序化的过程，沉浸式体验让抽象的历史时空变成学生乐于去主动学习、愿意与之互动、探索的领域。根据教育心理学的研究，初中学生的各种认知过程虽得到发展但又都发展得不完善。在空间知觉上，倾向于熟练地掌握三维的空间关系;在时间知觉上，对“世纪”、“年代”这样的历史时间单位，常处于不能精确理解的抽象状态;在逻辑思维上，大多还属于经验型。VR创设的三维虚拟空间打破了历史时空的界限，使过去的事变成了身边的人和事;身临其境的体验使学生能够在具体的时空条件下对历史事物、历史现象进行观察和分析，并作出合理解释，从而形成历史概念、认识历史发展的时代特征和基本趋势。

五、VR+教育存在的问题

科技的发展会推动教育的进步。VR兼具知识性与娱乐性的直观沉浸式体验融入教育，可以解决很多原有常规教育在知识的传递和教学方面解决不了的问题。但现阶段，VR主要活跃于游戏和影视等领域，在教育领域的应用还处于初步阶段，投入使用的還比较少。VR技术作为一个辅助的工具融入到教育还有很长的路要走：

（一） VR教育软件开发内容分散，优质内容较少。很多企业和相关工作者制作出的内容不能符合教师和学生需求，VR教育课程体系不完善，日常教学的应用受到限制。

（二）VR的硬件和软件研发还有待进步。目前，VR硬件种类多，标准、性能参差不齐，软硬件难以兼容。VR要在教育领域应用和推广，还需要有可以像制作PPT一样简单的编辑软件及操作平台，就如北京航空航天大学软件学院创始院长孙伟所说 “我们要完成沉浸式的教学，最大的挑战是能不能让每一个人不需要懂编程、不需要懂沉浸式、不需要懂三维就能够做出沉浸式课件。”

参考文献

[1]石宇航.浅谈虚拟现实的发展现状及应用[J].中文信息，2019，（1）：20.

[2]苏联科学院主编.《苏联大百科全书》.〔M〕.苏联百科全书出版社，1947年出版

[3]王红.姚岗：《沉浸式教学法课堂研究》[J]《中国市场》. 2017 年第 03 期

[4]爱因斯坦著：《爱因斯坦文集》，第三卷，商务印书馆，1979年第1版，第144页。

作者简介 ：颜秀玉;1977年4月，女，籍贯：福建永春;单位：福建省泉州第五中学;初中历史;中学一级;本科学历;自主学习的课堂教学与信息化教学

泉州市教育科学“十三五”规划（第二批）课题   编号：QG1352-226