VR+教育,你看到了什么不同的景象?

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几张小纸片,透过摄像头捕捉,在屏幕上呈现出来,纸片上就多了蜡烛、凸透镜和成像板。像变魔术一般,孩子们将纸片在桌面上反复移动,随间距变化,显示屏上的“蜡烛”就呈现出正像、倒像和虚像,甚至连蜡烛、透镜和成像板之间的距离,都一清二楚地显示在屏幕上。

还记得吗?这是初中物理课的凸透镜成像实验。不同的是,这场实验不需要真实的蜡烛、透镜和光源,却一样可以动手得到同样的结果。

“这是VR/AR技术在中小学基础教学中的应用。”北京师范大学教育技术学院“移动学习”实验室副主任蔡苏博士告诉科技日报记者。

VR,就是虚拟现实,这个词你一定不陌生——刚刚结束的高考,浙江省语文试卷就以此为题。今年以来,VR在国内的火爆程度超乎预期,业界流传着“2016是虚拟现实元年”的说法。趁着风口,科技教育企业纷纷把目光投向了教育领域,VR教育已经从“概念”开始走向“落地”。

让学习更有趣: 在时空中自由穿梭“能想象吗?走进虚拟现实教室,戴上VR眼镜、手套,建筑系的学生可以看到书本上的三角函数公式变成立体的桥梁;医学院的学生可以看到,血液在血管里流动,癌细胞怎样在人体里生长、变异。”蔡苏的同事、来自台湾的北京师范大学教育技术学院副教授江丰光和记者分享了他在德国伊斯梅瑙科技大学访学时的见闻。

“VR教育可以用在很多领域,不仅是中小学基础学科教育,在高等教育、职业教育、科普教育中也有很好的应用价值。”蔡苏表示,无论是哪个学科哪个领域,只要其知识能用可视化形式展现,尤其是现实生活中不能展示的,或者展示成本较高、效果不好的,它就适于用VR技术。“目前看,宇宙宇航、大气与航空、人体医学、植物与农业、地球与海洋、机器人与新材料等自然科学工程领域应用的效果尤其好”。

“这是因为通过VR技术,可以根据实际需要扩展或压缩时间、空间。”蔡苏说。比如在真实环境中需要几个月才能看到结果的豌豆实验,或是爆炸、原子反应等瞬间;在真实世界中很难用肉眼观察到的分子、原子结构,或是浩渺的太阳系、银河系空间,都可以通过虚拟环境呈现。“这能给人以直观展示,而不再是抽象的、概念上的认知,这就是虚拟现实教育最大的好处——带给学习者沉浸式的直观体验。”

让学习更安全: 在教室里体验“尖峰时刻”

除了知识和信息上的直观感知与获取,VR技术通过模拟真实环境,让学生进行模拟操作,这对一些在实际操作中成本较高、或较大危险性的职业教育领域中有广泛的应用前景。

江丰光介绍,淡江大学利用VR技术培养职业的水上摩托车骑手,通过VR手段模拟出海浪冲击车身的感觉,让学习者在实地驾驶之前,就能在虚拟现实教室里,对水上摩托车有一种直观感受,以降低实地教学存在的驾驶风险。“同样,培养医学院的学生做手术,或是飞机、火车驾驶员等等,都可以用上VR技术手段,在日本等国也已经有了类似的尝试。”

“必须指出的是,在教育领域,无论是VR抑或其他信息技术,都只是教学的工具和手段,虚拟体验永远代替不了真实。”蔡苏和江丰光都强调,特别是在实操性很强的职业教育、技术教育领域,VR只是辅助手段,“就像开飞机、开火车,我们可以利用VR技术,在教室里完成对基本操作的模拟,但因为这些活动,在实操环节会遇到各种各样虚拟环境无法模拟的状况,仍需要在真实环境中演练。”

让学习更主动: 人机互动激发学习兴趣

戴上VR眼镜,握住手柄,跟着英语老师进入虚拟的非洲大草原,边学英语,边和长颈鹿比身高,量大象的长鼻子,看远处奔跑的犀牛、狮子……前不久教育科技公司巧克互动在北京VR教育产业高峰论坛上发布的VRCLASS在线互动教育平台。通过使用VR技术装备,老师和学生可以共同进入虚拟场景进行“实地”教学活动,“好玩”、“有趣”,是孩子体验之后的普遍评价。

“英语学习是一种技能训练,运用VR技术,通过模拟的方式帮助学生在一个自然逼真的环境下去直接参与、互动,更能激发学习者的学习兴趣,也更有利于他的记忆。”巧克互动创始人吴依松说。

“VR进入教学,结合游戏化学习、情景化学习、协作学习、在线教育等多种手段,能够有效解决许多以前根本无法解决的教育问题,激发学生主动学习的兴趣。”北京大学教育技术学院副教授尚俊杰在北京VR教育产业高峰论坛上表示。比如,通过VR教育,在实现人与机器的交流、通过网络进行人与人之间交流的同时,还能够在某种程度上实现教学的游戏性,让教育真正做到寓教于乐。”

火爆背后的冷思考: 如何用对用好VR需要长期探索

作为新兴事物,VR教育在实践和推广中,也不可避免地遇到了一些现实问题。记者体验了市面上正在推广的几款VR教育产品,发现这些产品在软件、硬件方面,都或多或少存在不同程度的缺陷。有的产品硬件设备不成熟,戴上VR眼镜后效果模糊,甚至出现晕眩感,严重影响视觉体验;有的产品软件开发不完善,虚拟场景的真实感较差,“虚拟现实”并不那么“现实”;有的教育产品内容编排不合理,甚至会出现常识性错误。

“VR教育是有技术门槛的,现在VR被炒得如此火爆,要警惕泡沫化苗头。”蔡苏告诉记者,当前VR教育产品很多都是用“VR盒子”。所谓“VR盒子”,其实是谷歌Cardboard的翻版,将透镜和盒子本体拼装固定,技术原理简单,成本低廉,视觉体验较差。

抛开市面上良莠不齐的“盒子产品”,蔡苏说,VR硬件技术已日趋成熟,市场上既有比较平价的谷歌盒子、三星Gear VR、暴风魔镜的盒子类产品,也有Oculus Rift、HTC Vive这样的高端产品。

“在VR教育领域,硬件技术其实远远走在内容前端”。蔡苏表示,目前很多VR教育产品的学科教育与技术融合程度比较低,真正的学科教育专家、一线教师无法参与到VR教育课程、教育产品的开发设计中来,大大影响了VR教学的质量。

江丰光则从技术伦理的层面表达了担忧。“VR教育的前景无疑是光明的,但我们也要用理性的、审慎的眼光去看待新技术的发展,如何使用、用对、用好它,还需要长时间的思考和探索。虚拟现实对真实世界的冲击,以及由此引发的人际、心理问题,或许都会随这项技术的成熟,成为更为现实的社会问题,这也值得所有致力于从事VR教育领域的人思考。”

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