虚拟现实技术促进在线课程的具身转向

侯雅婷 尚晓青 陕西师范大学教育学部

在新冠疫情期间，教育部发布“停课不停学”的相关要求，在线课程以其便利性、灵活性、资源快速共享等优势脱颖而出。但在线课程在展示其优势的同时，也陷入了“离身旁观”的怪圈，具体表现为：①课程内容形式单一，学生难以借助身体及身体活动进行体验；②课程实施脱离情境，忽视日常生活和真实情境；③课程互动生成有限，师生、生生互动性差。而虚拟现实技术的沉浸性、想象性和交互性三大功能能够有效克服传统在线课程“离身旁观”的问题，为在线课程的具身转向提供技术支持。

● 虚拟现实技术促进在线课程具身转向的应然特征

传统在线课程是基于二维网络技术平台的平面化课程，脱离学生个体经验和具体生活情境，师生交互性较差，具有客观普遍性、静态确定性等特征。随着教育信息化的不断发展，基于信息技术的智能思维取代传统的实体思维，为信息技术与课程领域的深度融合提供更加广阔的空间。因此，虚拟现实技术促进在线课程发展的核心，在于打破传统思维的限制，发挥智能思维的个性化、情境性、交互性、生成性等特征。虚拟现实技术支持下的在线课程表现出身心合一的课程内容、体场融合的课程实施以及体场生成的课程创生的具身性特征。

1.沉浸式体验：身心合一的课程内容

身心合一是指在线课程内容具有可操作性和具体性。在虚拟现实技术的支持下，在线课程学习中的学生化身生动鲜活的虚拟人物进入虚拟世界，借助虚拟角色的虚拟身体感知课程内容，参与知识探索。从具身认知理论出发，身体经验是建构知识的基础，学生可以通过身体活动和鲜活的生理性体验进行知识的建构。特别地，针对工程、机械、医学等实践性较强的学科，设计支持学生身体参与的在线课程尤为重要，在具身的操作和实验中，学生可以深切体会到知识的实践价值，在实践操作中形塑认知。黄坪等人探讨了基于MOOC的医学虚拟仿真实验室，学生可以不受伦理学、时空界限、实验条件等多种限制，自由地在网上预约实验，将那些无法在病人身上练习或医疗危险性较大的实验通过模拟训练的方式操作练习。虚拟现实技术的融入使在线课程以可视化、立体化的形式呈现在学生面前，学生可通过视觉、触觉、听觉、嗅觉等多种感官通道在虚拟现实环境中感知和参与。这种积极的身体参与也使深度认知得以产生，身体参与认知激活的交感神经帮助理解复杂概念，同时，交互引导也有助于心智扩展，虚拟现实环境、认知和身体共同构成具身认知系统，打破传统在线课程的物理限制，拓宽身体通往深度认知的渠道。

2.情境中学习：体场融合的课程实施

体场融合是指在线课程实施具有情境嵌入性和体验性。在线课程的学习不再是观看平面化的课程视频，而是在一个高度逼真的立体化虚拟情境中探索和活动，教师可以在虚拟情境中重现现实世界或创造一个丰富多元的虚拟世界。从具身认知理论出发，身体是嵌入环境的身体，知觉是实时的、发生于具体环境中的行动，与情境密切相关。瓦雷拉认为，具身认知的方法源于佛教的“正念”，“正念”意味着心智呈现在具身的日常经验中，即将抽象的心智还原到个人经验的情境中。因此，在线课程的有效实施离不开模拟真实场景的虚拟情境的创设。曲茜美等人设计了情境故事视角下的MOOC游戏化设计模型，借助虚拟现实技术创设虚拟情境，能够克服MOOC学习中缺少真实情境的弊端，增加MOOC的沉浸感和吸引力，减少MOOC辍学率。在整个MOOC的设计中，教师可以借助视频创设完整的故事情境，也可以在情境任务中加入MOOC平台的讨论、作业等功能，使学生沉浸于一个真实完整的故事中，感悟知识的生活价值和实践魅力。虚拟情境的创设为在线课程突破场域限制提供可能，学生成为知识的积极反应者和主动探索者，课程实施取向从知识技能的忠实传授转变为创造性思维和自主探究能力的激发与培养。

3.虚拟式互动：体场生成的课程创生

体场生成是指在线课程的创造与生成具有动态性和互动性。在线课程中的互动不再是静态的、线性的输入—输出过程，而是以多元的、互动生成的非线性思维代替单一的、预定的线性思维，实现课程内容的动态生成，学生在与环境、与他人的动态交互中生成新的经验体验。从具身认知理论出发，交互的认知过程既是身体与环境不断交换信息的动态平衡过程，也是身体在更大场域建构新知识、新概念的生成过程。因此，在线课程中的学习互动是一个连续的动态生成过程。刘萍萍等人探究了“慕课”环境下的虚拟实验系统，虚拟实验教学系统由虚拟实验室、自主学习、实验报告评阅等模块组成，支持多用户同时在线操作，有效改善传统实验资源匮乏的问题。学生可以不受场域限制开展在线实验，在虚拟实验室中自由地与小组成员互动交流，并通过成员间的合作探究，共筑在线学习共同体。虚拟现实技术融入在线课程，有效促进学生在体场生成的过程中实现人际互动和自我建构：①虚拟现实技术使学生化身为虚拟角色与虚拟情境中的教师和同伴进行互动，师生、生生通过提问、答疑、合作探究等多种形式进行实时互动；②在动态实时的互动中，学生得以将群体的智慧沉淀为自己的智慧，在多元的视角中不断审视知识和概念的合理性，培养批判性思维和反思意识。

● 虚拟现实技术促进在线课程具身转向的实践路径

在虚拟现实技术的支持下，在线课程与学生身体、具体情境的对立消解于虚拟现实环境中。在线课程的发展，不仅要搭建课程实施的信息技术平台，更要尊重学生在平台中的主体地位。因此，在线课程具身转向的实践路径，就是设计立体化、可视化的课程内容，创设生动有效的虚拟情境，打造动态多样的互动形式以及构建多模态反馈的立体化评价。

1.具身的参与——设计立体化、可视化的课程内容

①概念符号立体化。教师可以设计立体化的知识模型，学生360度全方位观察模型要素及其结构，并根据自己的需求任意放大或缩小知识模型，促进复杂概念知识的内化。有研究表明，360度的VR视频有助于学生掌握知识技能，激励学生自主学习，并且会产生长期的学习效果。例如，在工程教学中，教师可以利用MOOC虚拟交流平台以可视化、立体化的形式全方位展示建筑物所处的周边环境，师生可以共同在建筑物内虚拟漫游，获得一手资料。

②内在逻辑可视化。教师可以将抽象复杂的概念以及它们之间的相互关系以外显的形式表现出来，学生通过亲身观察和操作立体化的知识模型，挖掘内隐信息，进而深入理解抽象复杂的概念，厘清知识的内在逻辑。例如，构建立体化的化学分子模型，学生可以具身操控分子模型，观察不同原子之间相互连接的方式，也可以根据化学原理改变分子结构，将抽象的化学分子结构内化于心。

2.具身的想象——创设生动有效的虚拟情境

学习氛围差、知识脱离生活情境一直以来都是传统在线课程的弊端。在线课程的学习既缺少面对面的课堂气氛，又缺少特定文化场域。虚拟现实技术下的在线课程支持“身临其境”的学习，学生在虚拟情境中的体验与真实情境类似，甚至可获得真实情境中无法获得的体验。虚拟情境的创设应考虑以下两点要求：①可操作性强。虚拟情境不应只是学生可观察的动态场景，而应融合视觉、听觉、触觉、嗅觉等多感官体验的多模态情境。教师应当选择和设计简单可操作的多感官融合虚拟情境，学生通过控制虚拟角色接触虚拟情境中的事物，进行自主探索。②知识重难点突出。基于情境的学习有利于挖掘其隐性育人功能，潜移默化地影响学生，但也容易产生无关干扰，增加学生的认知负荷。因此，虚拟情境的创设并非将所有知识全部呈现给学生，教师应当考虑具体的课程与教学目标，以目标为导向，突出知识重难点，实现育人目标最大化。

3.具身的互动——打造动态多样的互动形式

传统在线课程使学生处于孤立状态，难以获得线下课堂教学中师生、生生之间亲密无间的互动体验。基于虚拟现实技术的在线课程能够打造动态多样的互动形式，主要包括以教师指导为主的互动、以同伴协作为主的互动和以自主探究为主的互动。此外，每种互动形式都不是孤立无援的，而是与其他形式相互融合、相辅相成，共筑“虚拟情境—教师—学生”的线上学习共同体。

①以教师指导为主。教师借助替身对学生进行针对性指导，开展个性化教学，学生也可求助于虚拟辅助教师，与辅助教师进行虚拟问答。例如，教师可以通过学生的身体语言和面目表情理解其要表达的意思,学生可以实时举手发言，增强教学的交互性。

②以同伴协作为主。学生及同伴纷纷化作虚拟角色，在虚拟情境中合作交流，完成共同的任务。

③以自主探究为主。学生可以依据教学目标设计自主学习目标，选择感兴趣的内容进行自主探究，在“身临其境”的学习环境中发现问题、分析问题、解决问题和自我反思，促进显性知识的内化，实现隐性知识的有效挖掘。

4.具身的反思——构建多模态反馈的立体化评价

传统在线课程的评价仅仅关注客观知识和技能的学习，以线上章节测试和期末考试为主要形式。评价过分强调认知层面，往往忽视学生参与多模态活动的身体主体层面。在虚拟现实环境中，教学数据和学习数据一并存入云端数据库中，师生可以随时监控学习过程进展，并通过分析多模态数据获得教学和学习反馈，完成对整个学习过程的立体化评价和对自身的反思。基于虚拟现实技术的在线课程评价应当充分发挥其记录多模态数据和实时反馈的优势，构建多模态反馈的立体化评价。

①关照身体信息的评价。将对学生身体结构和感知觉—运动系统的评价纳入评价范围。课前，教师创设虚拟情境，预估学生可能出现的身体行为变化；课中，教师在虚拟教室和虚拟实验室中观察并记录学生的身体表现；课后，教师通过分析虚拟现实技术收集的多模态数据，对学生的身体参与程度进行全方位评估。与传统在线课程相比，教师更加聚焦于学生的身体信息，如行为表现、表情、姿态、手势等非语言信息，创造性地将动觉或身体动作纳入在线课程评价。有研究表明，在学习期间（形成性或过程中）和学习行为之后（总结性）的手势设计可以揭示学习者的心理状态。

②关照师生互动的评价。将师生交互纳入评价范围，围绕师生主体互动设计评价指标，如主体主动程度、主体互动程度、主体互动效果等。基于虚拟现实技术的在线课程评价应当突破教师单方面评价的限制，借助虚拟现实技术打造线上学习共同体，从答疑与交流、合作与探究、共同解决问题等师生互动的多个方面进行评估。

③关照动态生成的评价。将师生在共同学习过程中生成的知识经验纳入评价范围，收集整个学习过程中产生的新概念和新体验。教师可以充分利用虚拟现实技术实时记录和整理数据，并对存入云端数据库中的新知识和新经验进行统计与分析，关照在线课程学习中的知识生成。

● 结语

从具身认知理论出发，身体及身体所存在的环境塑造着认知过程，认知过程是“心—身—境”相互作用的动态生成过程。虚拟现实技术下的在线课程发展，不应只是技术的简单应用，而应转变教育理念，牢牢把握在线课程的具身性特征，使学生的身体体验与心灵体验相遇，促进身心统一的学习。

在“身临其境”的虚拟现实环境中，学生能够不断获得具身化的、情境化的、互动生成化的身体体验。相比传统在线课程而言，课程学习变得具身化、情境化、交互化，体现出“身心合一”“体场融合”“体场生成”的具身特征。借助虚拟现实技术搭建的MOOC虚拟交流平台和虚拟实验室，教师可以与学生共筑在线学习共同体，实现在线课程中身与心的融合和升华。