虚拟现实与教育亲密接触有这三大优势

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VR(Virtual Reality,简称VR),就是虚拟现实。这个词你一定不陌生——在已经结束的2016年高考中,浙江省语文学科的考试作文题就涉及目前最风靡的虚拟现实技术。网上购物、视频聊天、线上娱乐,已成为当下很多人生活中不可或缺的一部分。业内人士指出,不远的将来,我们只需在家里安装虚拟现实设备,便可以足不出户地穿梭于各个虚拟场景:时而在商店的衣帽间里试穿新衣,时而在足球场上观看比赛,时而化身为新闻事件的“现场目击者”……当虚拟世界中的“虚拟”越来越成为现实世界中的“现实”时,是选择拥抱这个新世界,还是刻意远离,或者与它保持适当距离?

如何看待虚拟现实

不是空穴来风,而是水到渠成

虚拟实现具体是指综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。通过虚拟技术,我们可以完成对现实世界的抽象、模拟、仿真,这是人类探索世界、科学实验的重要方法。在虚拟空间里,通过虚拟现实技术,我们可以对过去、现在、未来进行虚拟,完成我们的梦想。虚拟现实技术是对现实的仿真,对未来的虚拟,对过去的回顾,对未知的想象。

因此,虚拟现实不是空穴来风,而是一种应运而生、水到渠成的技术和产业。它是以计算机科学为核心,结合多学科、多方向交叉的新技术,能够生成近似真实环境的视觉、听觉、触觉、感觉等感知信息的虚拟环境。在虚拟环境中,让人有身临其境之感,得到感受和体验,这就是虚拟现实。

虚拟现实还有一个好伙伴,叫AR,意思是增强现实。与虚拟现实相比,增强现实是用计算机技术把现实和虚拟结合起来,通过虚拟技术把现实的东西增强。举个简单的例子,戴上增强现实的眼镜,看到课本上的“老虎”两个字后马上就出现一只活灵活现的老虎,让人更容易理解和接受。

虚拟现实可以应用在那些领域呢?一般来说,在商业、医疗、国防、教育、职业培训以及人类的虚拟社交、娱乐等方面,虚拟现实技术都有着重要的应用。

虚拟现实进入教育的三大优势

拓展学习空间,激发学生兴趣,让学习更安全

那么,虚拟现实与教育亲密接触,相对传统教学方式而言会有哪些优势?至少有三大优势:拓展学习的多维度空间,激发学生的学习兴趣,“身临其境”让学习更安全。

以往的教学是学生在课堂上,老师教,学生学,即便是现在提倡的多元化课堂,也仅仅是把教室搬到操场、博物馆等在通常情况下能够进入的空间。但有了虚拟现实就不同了:小学生可以像《海底总动员》中的多莉那样,畅游在深海中,与各种鱼类等海洋生物为伴,认识奇妙的海底世界,也可以像鸟儿一样自由自在地翱翔在天空,从鸟类的眼光俯瞰世界,加深对动物的保护意识;中学生可以不需要真实的蜡烛、透镜和光源,完成初中物理课的凸透镜成像实验;大学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。这些都使得我们的学习空间被进一步拓宽了。不仅如此,虚拟现实还能让教学突破时间的界限,我们可以利用它回到过去,与历史伟人对话,了解曾经作为万园之园的圆明园的辉煌,一点点地看着长城在历史长河中不断的修筑、延伸,追寻六朝古都的历史变迁。这些以往只能通过书本和文字了解到的内容如今通过虚拟现实给人以直观展示,而不再是抽象的、概念上的认知,能带给学习者沉浸式的直观体验。

直观体验更能激发起学习者的学习兴趣。最近,某教育科技公司在北京VR教育产业高峰论坛上发布的在线互动教育平台,就是通过使用虚拟现实技术装备,孩子们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……“好玩”“有趣”,是孩子体验之后的普遍评价。将虚拟现实引入教学,让学习游戏化、情境化,激发了学生主动学习的兴趣。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。

除了知识上的直观感知和激发学习的兴趣外,虚拟现实技术还能通过模拟可能会发生的真实情境,让学生进行模拟训练与操作,在安全的前提下让学生学会应对一些在现实场景中不可预知的危险。比如对地质灾害的学习,通常只能通过一些影视图像、文字资料或一两次疏散演习,特别是小学阶段的孩子,往往只是觉得好玩,并没有真正意识到地质灾害带来的危险。运用了虚拟现实技术,让孩子们“身临其境”,正确认识身边的自然灾害,当危险真正来临时,就能知晓如何用所学到的自救自护知识帮助自己脱离险境。

虚拟现实教育火热背后的冷思考

价格太贵,应用内容缺乏,视觉体验参差不齐

据英国广播公司(BBC)的报告,虚拟现实在教育应用领域的市场规模将从2015年的10亿美元成长至2020年的156亿美元。需要注意的是,作为新兴事物,尽管虚拟现实在教育领域具有很大的优势,但在具体的实践和推广中,也不可避免地遇到了一些现实问题。

目前市面上正在推广的几款VR教育产品,无论在软件、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。目前虚拟装置价格还太高,且在学习领域的应用及内容仍相当缺乏,因此在教育领域的运用还处于初步的尝试阶段。

“VR教育是有技术门槛的,现在被炒得如此火爆,要警惕泡沫化苗头。”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说。他表示,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,也影响了教学的质量。

北京师范大学智慧学习研究院副院长周明全表示,从构建V-learning的学习环境与推广的难点来看,在内容、硬件和软件方面都存在着不少的问题。举例来说,数学课程所用的虚拟现实系统和机械专业用的虚拟现实系统并不一样,因此做这些事心要沉得下去,具体做事,而不是光炒概念,这是一个循序渐进发展的过程。虚拟现实内容的制作,一定要专业的老师来参与做,因为多年的教学经验告诉他学生想看什么、需要看什么,这是企业无法做到的。另外,虚拟教育需要得到政府引导,否则,教师、企业的积极性都不会高。当然引导和制作同样离不开企业的投入,只有实现了商业化运营,公司才会有更大的热情加大投资力度。简言之,专业教师、政府、公司,三方面结合起来,VR教育才有可能取得比较满意的成果。

1999年美国一部科幻电影《黑客帝国》,向人们描绘了一幅人类想象中的虚拟世界,可以说只有想不到,没有做不到。但虚拟现实的发展不是一蹴而就,也不是一阵风起来,又落下。虚拟现实技术是一个长期发展的过程,我们有理由相信,21世纪将是虚拟现实的时代,随着虚拟现实技术在越来越多技术领域的应用发展,必然给人类带来巨大的经济和社会效益。

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