基于虚实融合环境的博物馆体验学习方式研究

姚孺婧 张煜鑫 景剑雄

【摘要】体验学习是一种以实践为向导，强调通过过程的参与来强化学习。博物馆内保存着众多文化遗产，体验学习理论能够为深化博物馆教育带来全新的可能性，能更好地支撑博物馆教育功能的有效发挥。随着交互技术的发展，以AR为基础的虚实融合交互方式被广泛应用。本文以体验学习设计的角度为基础，分析大英博物馆以增强现实游戏作为体验学习的方式，探讨基于增强现实游戏作为博物馆教育方式的优势，为博物馆拓展体验学习内容提出更多的可能性思路和价值方向。

【关键词】博物馆；体验学习；增强现实；游戏

【中图分类号】G407 【文献标识码】A 【文章编号】1007-4198（2021）13-196-03

【本文著录格式】姚孺婧，张煜鑫，景剑雄.基于虚实融合环境的博物馆体验学习方式研究——以大英博物馆为例[J].中国民族博览，2021，07（13）：196-198.

基金项目：安徽省哲学社会科学规划项目——智慧博物馆形态下安徽民俗类“非遗”交互式传播模式研究（项目编号：AHSKQ2019D087）。

随着现代社会文化与教育的发展，以及对文化遗产保护和传播工作的推进，博物馆是集当代公众教育、科学研究和居民文化消费为一体的特殊社会公共设施。人们对博物馆的诉求切实提高，意识到教育功能需日渐增强。传统的实体博物馆“以物为本”，互动性较弱、感染力不够，从而影响了博物馆的社会教育和文化传播功能的充分发挥。现今由于互联网和虚拟现实技术快速发展，博物馆资源以数字方式呈现在观众的设备上，将相对专业的文化知识以一种更具体验性的交互方式呈现在观众面前，拉近实体展品与观众的距离，人们熟悉的博物馆学习环境正在逐渐由“实”变“虚”，虚实融合的博物馆学习环境逐步进入人们的视野，博物馆完成了由物到人，由被动到主动学习方式的转变。在虚实融合的博物馆学习环境下，博物馆该如何吸引更多的参观者，充分发挥教育职能，提升教育档次，让参观者获得更有效地体验学习方式，是我们值得关注的。为了做到这一点，博物馆正在转向各种形式的游戏来吸引和教育参观者，游戏成为提升学习效果的良好工具。它是一种有效地激励方式和刺激情绪的方法，它能够促进社交范围的拓展，还能够刺激参与者探索发现方面的能力。基于体验学习的增强现实游戏是通过AR技术把教学内容植入到游戏环节，使虚拟的信息延展到现实世界中，开拓了游戏的活动方式，将知识性与游戏性结合在一起，具有互动性的寓教于乐的特点。

一、科技发展推动学习环境的虚实融合

（一）虚实融合环境的概念

1994年，加拿大的保罗·米尔格朗教授针对“现实环境”“虚拟环境”的变换交互问题，提出了一种“现实—虚拟的连续体”理论模型。该理论模型的实质是，假设“完全虚拟”和“完全真实”是两种最为极端的环境拟态，则可以推导，并由相应因素的调整而分析“混合现实”的环境形态，即“真实”状态与“虚拟”状态混合在一起的两个极端之间的区域称为“混合现实”状态。其中虚拟环境与现实环境进行匹配合成以实现增强的现实，将真实对象的信息叠加到虚拟环境绘制的则是增强虚拟。这样学习环境也具有了虚拟和现实的两面性，分为通过学、思、习、行等学习过程实现“现实”学习环境和借助信息技术构建的“虚拟”学习环境。前者是能为学习者提供真实体验的“物理世界”，后者能够打破学习时空限制的“概念世界”。将两者连接，可以构建“虚实融合”的学习环境[1]。科技赋予了人类调整环境的新权能，现实与虚拟的融合交互相较之前而言，变得近在咫尺。可感知、高沉浸性的学习环境搭建技术，已经进入了落地执行阶段。在虚实融合的学习环境中，通过互联网来连接现实与虚拟的世界，借助多媒体技术识别并获取真实世界中的信息，进行数字化学习资源的构建。学习用户通过“虚实融合”的学习环境获取这些学习资源，使学习效率事半功倍，有利于学习活动的展开。

（二）实现虚实融合的增强现实技术

虚拟现实是利用计算机模拟真实世界产生一个三维空间的虚拟世界，通过设备对用户的视觉、听觉和触觉等与外部环境相交流的五感提供模拟的感觉，从而创设虚拟却又感知十分真实的环境，令用户能够超越时间和空间限制，观察或体验某一特定三维事物。增强现实是在虚拟现实的基础上发展起来的技术，具有对真实环境增强显示输出的特性，也被称为混合现实。它以计算机技术的信息内容，不断发展和完善用户感知，模糊真实世界与虚拟信息的边界，令计算机技术所衍生的虚拟物品、场景或关联信息与真实场景自然交融，达到一种真实世界信息和虚拟信息同时呈现的层次，从而取得信息叠加的增强效果，两种信息相互补充，实现参观者与场景间的互动[2]。

在中国，虚拟现实技术已经成为博物馆应用领域的热点，不过在博物馆参观领域的应用并不是非常普遍，且往往受制于博物馆规模、技术更新速度等，应用效果有待改善和强化。而启用虚拟现实技术的博物馆，也多半将该技术应用于文物展示、信息公告及部分文创衍生设计方面。但其作为一种创新体验式的科技元素，需要更有效增加博物馆知识传播方式的趣味性设计，提供更具吸引力的交互体验行为。

二、博物馆与体验学习

（一）体验学习

“体验学习”是以体验为基础的持续过程，也就是“做中學”。大卫·库伯认为“学习是一个体验转换的过程”，创造性提出经验学习圈论。他认为在“具体体验”阶段，学习者与环境进行物理交互，这种经验构成了“观察和反思的基础”，学习者有机会考虑什么是行之有效的或失败的，这是对观察的反思，并思考改进下一次尝试的方法，并在每次的学习活动中以周期性的模式做出新的尝试，这时学习者有了成长与变化。

这个体验式学习周期循环为具体体验、观察反思、抽象概念、主动实践[3]。这四个阶段是连续的，学习者必须经历这个循环才能完成学习体验，其最终的学习体验源自于每一次的体验积累，循环体验将会进一步丰富学习者的认知和学习观感。

博物馆体验学习的活动模式一直在尝试革新。如基于问题的学习模式，通过设立问题，建立目标，利用任务进行分析，帮助参观者在问题情境下进行自主探究，构建自己的知识。

任务导向下的学习模式，即要求游客在博物馆工作人员或其他游客的支持配合下，不断与系统互动和学习，在实践中学习了解，并最终将学习到的知识真正于任务活动中发挥出来；基于专题的学习模式，通过为参观者提供有关博物馆展品的一系列知识，期望参观者通过一个专题的学习，了解该领域的基础知识。如今博物馆正在探索通过新兴的方式来增加游客流量和对其艺术品的兴趣的方法。如基于游戏的博物馆学习模式，游戏之所以被博物馆学习活动设计者看好，其核心观念即是寓教于乐，通过游戏互动促生学习兴趣。采取游戏启发方式的博物馆学习活动，大多数情况下都是将博物馆展品和游戏有机结合，从而激励参观者在娱乐中丰富自身知识[4]。

三、增强现实游戏在体验学习应用的优势分析

（一）改善体验效果

AR游戏在沉浸体验、互动娱乐方面的优势是毋庸置疑的。博物馆的一些知识公教内容，确实相对枯燥沉闷，以普通的方式讲述很难吸引到观众。将知识传播和游戏设计有机结合，让参观者不再仅仅是被动的信息接收者，更是积极的互动参与者。在虚拟沉浸的环境中，参观者能够更为直观、明确地体会到博物馆试图传递的价值观、文化等信息内容，并且往往会拥有更为深刻的记忆。知识、文化、理念传播的效果，大大提升。

（二）能够吸引更广泛的信息受众群体

根据2019年博物馆参观人群问卷调查，博物馆参观游客的年龄分布是18岁至40岁，其中学生群体和职场人士又占据了主流，换言之，博物馆在青年群体的社交场所选择中，占有并不小的份额。AR游戏这一丰富场所趣味性、社交性功能的引入，无疑十分贴合年轻群体的社交需求，能够吸引更为广泛的受众群体。而在不断吸引年轻群体的过程中，博物馆这种带有“老旧”滤镜的刻板印象也会逐步得到破除，从而成为现代社会青年群体的关注度更高的公共机构。

（三）满足博物馆教育职能

文化遗产只有依赖社会文化的传承才能不断流传，单纯的影像记录、图像或文字说明，已经不能发挥出最大的传播效果。可移动终端技术的飞速发展，为博物馆拓宽用户面提供了充分支持，能让博物馆文化真正走近大众[7]。游戏元素或方法的加入，能更好提升博物馆教育的胜任力，鼓励观众面对面地交流，给予观众更多的参与机会，鼓励他们积极地投入到观展活动中去，主动地进行探索并表达自己的想法和创造力，激活他们正面的情绪。在近乎真实的虚拟环境中体会到文化魅力、文物价值，能够给参观者留下更深刻的印象，最大程度地提升文化传播效果。

四、大英博物馆基于增强现实游戏的体验学习方式

2014年8月，英国大英博物馆设计的移动端应用程序“给雅典娜的礼物”上线，该技术使参观者能够直接在移动端上体验对古建筑的探索过程。学生可利用游戏体验的方式来学习古希腊宗教以及帕特农神庙如何庆祝雅典娜的伟大并传达雅典的力量。该应用程序是三星支持的数字发现中心计划的一部分，它被用于7岁至11岁儿童举行的体验式教育课程中。这样的方式可以让孩子们通过挑战不同的历史片段来进行体验学习，熟悉展品所蕴藏的文化意蕴，并在游戏中加深这一知识信息的理解。

游戏开始是玩家被邀请参加雅典娜的生日游行。在开场动画中，展示了一件特殊的长袍，将会被带到卫城的一座庙宇里。在路上，玩家经过帕特农神庙。风之神博雷亚斯偷走了长袍，玩家必须完成一系列的挑战才能找回它。这些挑战包括寻找雕塑、解谜游戏和其他类型小游戏。每一组挑战都在考察帕台农神庙的不同部分。完成挑战后，孩子们将会看到他们在画廊里看到的雕塑是如何与整个建筑融为一体的。该游戏利用增强现实技术的优势来鼓励用户发现帕台农神庙雕塑的各个方面。游戏的早期测试表明，儿童很难区分雕塑的元素，因为它们的颜色统一且在某些地方受到严重破坏。游戏通过将学习目标与数字交互完美地结合在一起，解决了这一难题并支持用户对雕塑的视觉探索。

這是一个非常成功的学习体验方式，《给雅典娜的礼物》结合了一个引人入胜的故事线和精心设计的学习关卡挑战。它通过形状识别帕台农神庙画廊中的某些雕像和文物，然后将虚拟轮廓悬停在识别的雕像上来推进游戏中的叙事；游戏的界面设计非常简单，对7岁至11岁的儿童来说，操作非常便捷；就互动方式而言，这与传统的角色扮演类游戏或者解谜类游戏类似，叙事是线性的，但是简单富有乐趣；同时它赋予孩子们另一只眼睛，从不同的角度来观看帕台农神庙画廊，因为对孩子们来说，雕塑虽然精美，但是并不具有吸引力；利用额外的奖励激励学习体验等。它的互动AR游戏与自然特征识别在博物馆的移动体验领域开辟了新的方向。比起大多数的游戏只能体验二维图像效果，增强现实的运用让体验者面对真实的展品更加有意义。这款游戏获得了非常正面的反馈，值得学习和借鉴。基于体验式学习理论，利用增强现实游戏来获得学习体验是值得学习和借鉴的，游戏式的体验式学习方式可以划分为以下四个阶段的循环。

（1）具体体验阶段。重在发挥用户已有的知识和体验基础，引导其与展品之间建立互动联系，受众既保留对传统的实物展示、文字说明这样的展陈方式，又拥有了利用交互系统获取信息和知识的新途径。

（2）观察反思阶段。用户以观察等方式掌握展品信息，在其自身具备的基础知识之上，与AR识别传递的信息交互，掌握更全面的展品文化信息。

（3）抽象概念阶段。用户在游戏过程中感受到博物馆所要传递的文化和价值观，思考、实践所提供的知识在这一阶段转化为深刻的文化感受和记忆。AR游戏则丰富了用户自发学习的趣味性，用户在引导下主动积极地做出学习行为，取得更好的学习效果。

（4）积极实践阶段。用户个性化的反思、创新的学习行为，将最终具象化为专属的AR游戏体验及学习成果，例如获得正确的游戏关卡反馈，才可以进入下一环节。遇见错误的反馈时会给予提示。通过线上与线下混合体验实现用户对展品内容的深度认知与学习。

五、总结

本研究基于体验学习理论，对大英博物馆以增强现实游戏为体验学习的方式进行了分析研究。认为这个游戏从具体体验、观察反思、抽象概念、积极实践四个阶段对基于博物馆文化内容做了很好的设计与体现。为中国博物馆在体验学习游戏设计方面起到了很好的示范作用。博物馆以增强现实游戏的应用作为体验学习方式，使数字技术与教育理念相结合，文化遗产的传承因而有了更丰富的渠道和更广阔的空间。这一学习方式不单单是为博物馆参观者提供了一种简单的游览选择，更是将人机交互的灵活性、便利性、高效的集中注意力特性发挥出来，使参观游览真正成为能够积累知识、提升能力、传播文化的行为。目前中国博物馆对体验学习的推广和研究还不够深入，新兴技术有待使用等诸多问题，但我们相信，今后随着相关领域的从业人员和研究学者们积极开展理论研究和实践探索，基于游戏体验的博物馆体验学习方式将受到社会各界更广泛的关注，其教育价值也将得到更充分的彰显。

参考文献：

[1]张剑平，许玮，杨进中，李红美.虚实融合学习环境：概念、特征与应用[J].远程教育杂志，2013（3）：3-9.

[2]https：//baike.baidu.com/item/%E8%99%9A%E6%8B%9F%E7%8E%B0%E 5%AE%9E/207123？fr=aladdin百度百科.科普中国

[3][美]大卫·库伯，体验学习——让体验成为学习和发展的源泉[M].上海：华东师范大学出版社，33-54

[4]张剑平.虚实融合环境下的非正式学习研究[M].浙江：浙江大学出版社，2018.

作者简介：姚孺婧（1985-），女，安徽马鞍山，讲师，研究方向为数字媒体艺术、动画、虚拟现实；张煜鑫（1989-），女，安徽淮北，讲师，研究方向为数字媒体；景剑雄（1991-），男，江西九江，助教，研究方向为信息设计。