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虛擬現實課堂實踐:激活學生探索欲

2016/8/12 14:04:00   作者:中教新媒   來源:北京日報

  戴上一副超大型眼鏡,眼前出現一片蔚藍色海洋,仿佛坐在潛艇里,透過視窗,硅藻自由自在地飄蕩,磷蝦出現了,一口一口地把硅藻吃掉……4分鐘左右的“海洋大片”,在福州市錢塘小學的虛擬現實課堂上,引來同學們一片“哇哇”的贊嘆聲。授課教師表示,運用虛擬現實技術的這堂課,讓同學們仿佛置身驚險、刺激的海洋生物捕食現場,更深刻地理解了“食物鏈”和“食物網”的相關知識。

  教師:設計虛擬現實課程
  虛擬現實技術利用電腦模擬產生一個三維空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,如同身臨其境一般,可及時、沒有限制地觀察三維空間內的事物。
如今,虛擬現實技術已經走入許多國家的課堂。在美國費城曼塞克敦學區的一所高中的虛擬現實課堂里,海洋課教師帶領同學們游覽了大堡礁,西班牙語教師則和大家一起來到了西班牙和墨西哥的城市中。教師們都對這項技術的引入感到很興奮,每個人都想安排自己的班級使用該技術。有教師表示,當你想看某樣事物的內部結構時,如原子、磁場、人類身體結構或者是建筑物,虛擬現實可以馬上幫你實現。想進行任何的模擬,如物理實驗和天氣變化,虛擬現實也可以幫助到你。
  正因此,美國的一些教師開始利用這項技術設計自己的課程。布魯克是一名物理教師,他通過一款4D人體解剖學應用,以及一個技術工作室來設計自己的課程,他分解身體系統,如肌肉、骨骼、循環系統等,以便學生可以細致觀察里面的結構以及各個組織之間的聯系。布魯克打印出特定的圖像,并讓同學通過應用觀看到人體的4D模型。布魯克說,我喜歡這項技術,因為它豐富了學習體驗,學生們也喜歡上了這些東西。
虛擬現實技術已經在改變著教育。愛爾蘭的一群學生在電腦中重建了歷史遺跡,并通過頭戴設備遨游其中;南加州大學的學生們還通過學習虛擬現實技術,達到臨床觀察的目的;中國青島一所實驗高中的虛擬現實課堂,地理課不再是簡單的二維地圖,而是戴上眼鏡,置身于科羅拉多大峽谷、馬里亞納海溝……

  學生:從玩耍轉向學習思考
  去年,北京第65中學落成了虛擬現實實驗室。實驗室面積達220平方米,分為虛擬現實實驗區、3D打印創意區和交流討論區。在虛擬現實實驗區,戴上3D眼鏡,可以徜徉古跡景點;通過傳導控制器,可以將汽車發動機的14萬個零件一個一個剝落下來。學校還購買了汽車發動機、航空母艦、石油鉆井平臺、太和殿建筑等30余個3D操作項目,并已著手組織數理化教師和相關專家研發配套教材,推出校本課程。北京體育館路小學和北京培新小學的部分班級,也推出虛擬現實課堂展開應用。
  教師和同學們普遍反映,這種課堂打破地域限制,學習空間無限延展。中國式傳統教學是課堂上老師教,學生學,即便是到了視頻圖片時代、多媒體技術時代的多元化課堂,實現的也僅僅是位置的挪移,課堂主體結構不變,知識維度不變。如果進入虛擬現實課堂,學生可以成為鳥、成為魚、成為探險家,飛上天空、潛入海底、置身沙漠……初中物理課不需要真實的蠟燭、透鏡和光源,也能完成凸透鏡成像實驗;書本上的三角函數公式直接變成立體的橋梁;醫學院的學生可以看到血液在血管里流動,癌細胞怎樣在人體里生長、變異——我們的學習空間被進一步拓寬了。學生們可以在時空上實現“穿越”,與歷史人物“對話”,“見證”文明與古跡的消失……這些以往只能通過書本和文字了解到的內容,通過虛擬現實技術展示,不再是抽象的、概念上的認知,給學習者沉浸式的直觀體驗。
  而對學校而言,在處理一些危險性實驗上,以及平時難以接觸到的書本上提到的危險場景演示上,這一技術有著不可比擬的優勢。很多教師認為,虛擬體驗能夠提升學生們的學習動力,學生們不斷在教育中探索自身能力的極限。虛擬現實產生的參與度,將會讓學生們的探索欲望從一開始的玩耍最終轉向學習思考。

  困惑:課程選擇仍需開發
  都柏林大學教育和終身學習學院的高爾文博士對涉及20所小學的虛擬課堂試點項目進行了評估。他認為,難以融入班集體的學生,會因為自己的技術特長而被同學們所接受。內向的學生突破了心理上的約束,之前在數學技能上缺乏信心的學生成為了自信滿滿的技術專家。
目前,谷歌與全世界的教師和內容合作伙伴一起開發了100多個互動之旅,使得學生們更容易全身心投入到新奇的虛擬現實體驗中。一些學校也在積極開發課程。虛擬現實教育中最明顯的應用,就是在類似于工程或者建筑之類的學科上,戴上頭盔的學生可以設計虛擬的建筑物并進行操作。如賓夕法尼亞州立大學工程學院組建的一個虛擬工程實驗室,在那里學生能用雙手實際抓住、旋轉并且拼接虛擬的物體,目標是讓學生就像在真實生活中那樣使用螺絲起子和錘子。
  但一項調查顯示,盡管超過半數的教師對虛擬現實技術持積極態度,但也有不少人持審慎態度,一線教師更多的需求是理化實驗。而在調查“數字化實驗室的未來方向”一題上,同樣有教師指出,未來的實驗室并不應該降低動手實驗的可操作性、直觀性和現象觀察。還有教師表示,學生在虛擬教室學到的是否就比在普通課堂中學到的更多?沒有實際的交互,會不會弱化一些在普通課堂上能培養的其他能力比如團隊合作能力?
此外,在人文學科領域(如語言以及歷史等學科)上使用虛擬現實技術,相對工程類學科而言,顯得更局限也更有爭議。從源頭上來講,人文學科的學生大部分的時間都花費在了文本分析上,目前還想象不出虛擬現實能對閱讀經典作品起到什么附加意義。
  盡管虛擬現實在教育上能運用的范圍已經非常廣,但是沒有人認為虛擬課堂能取代真實的校園。


來源:北京日報 作者:楊林
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