虛擬現(xiàn)實技術和意義學習

虛擬現(xiàn)實技術和意義學習 　　一、引言 　　 　　虛擬現(xiàn)實(VR)技術的應用領域十分廣泛，在教育領域中，虛擬現(xiàn)實技術也顯示出獨特的優(yōu)勢，促使教育形態(tài)、教育環(huán)境、教學過程的基本要素及相互關系發(fā)生了重大變化。這種應用通常是在一定的教育理論指導下開展，并對這種理論所倡導的學習觀具有重要的影響和重大的促進作用。探討如何利用虛擬現(xiàn)實技術為學習者構建良好的學習環(huán)境、實現(xiàn)學習的高度參與及達到良好的自評效果，如何促進意義學習，實現(xiàn)學習者自由學習，是教育技術工作者應該關注的問題。 　　 　　二、虛擬現(xiàn)實技術與意義學習概述 　　 　　1.虛擬現(xiàn)實 　　虛擬化技術起源于上世紀60年代，虛擬現(xiàn)實(VR)是利用計算機生成一種模擬環(huán)境。通過多種傳感設備使用戶投入到該環(huán)境中，實現(xiàn)用戶與該環(huán)境直接進行自然交互的技術。它是一種高逼真度地模擬人在自然環(huán)境中視覺、聽覺、動感等行為的人機界面技術。這種模擬給用戶提供一種身臨其境的體驗，為用戶提高最佳的人機通信方式。 　　綜觀眾多學者的研究，一般認為虛擬現(xiàn)實有三個特征：沉浸性、交互性、構想性，而這些特征決定了其在教育領域的獨特優(yōu)勢。沉浸性虛擬現(xiàn)實技術可以調動學習者全部感覺器官，達到身臨其境的感覺；交互性使得用戶能以接近自然的習慣，用常規(guī)的輸入輸出設備對虛擬環(huán)境中的物體或場景進行操作和得到反饋，更為高級的交互則是運用頭盔、數(shù)據(jù)手套等高級虛擬現(xiàn)實設備進行；構想性則是從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識，從而產生認識上的飛躍。 　　目前，對于虛擬現(xiàn)實在教育教學中的應用研究關注較多的是以下幾個方面：在某個學科中的應用，在高校教學中的應用，在實驗教學方面的應用等，且大多數(shù)只是針對非沉浸性虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)(即桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng))，而對學習理論在應用中的指導作用及兩者的結合則關注較少。 　　 　　2.意義學習 　　美國心理學家卡爾?羅杰斯(Carl R.Rogers)認為，可以把學習分為兩類，一類學習類似于心理學上的無意義音節(jié)的學習，不容易學習而容易遺忘，這類學習只涉及心智力，是一種“在頸部以上”發(fā)生的學習；另一類是意義學習(singificant learning)，意義學習是羅杰斯學習觀的重點。意義學習是指一種使個體的行為、態(tài)度、個性以及在未來選擇行動方針時發(fā)生重大變化的學習。這不僅僅是一種增長知識的學習，而且是一種與每個人各部分經(jīng)驗都融合在一起的學習。 　　羅杰斯認為，意義學習主要包括四個要素：第一，學習具有個人參與的性質，即整個人(包括情感和認知兩方面)都投入學習活動。第二，學習是自我發(fā)起的，具有自發(fā)性，即使推動或刺激來自外界，但要求發(fā)現(xiàn)、獲得、掌握和領會的感覺是來自內部的。第三，學習具有滲透性，強調學習會使學生的行為、態(tài)度、乃至個性都會發(fā)生變化。第四，學生是由學生自我評價的，因為學習者最清楚這種學習是否滿足自己的需求、是否有助于導致他想要知道的東西，是否明了自己原來不甚清楚的某些方面。由此看來，讓學習者自由學習是羅杰斯對學習原則論述的一個核心。 　　 　　三、虛擬現(xiàn)實技術對意義學習的促進 　　 　　1.為個人主動參與創(chuàng)建三堆環(huán)境 　　研究表明，當學習者自己選擇學習方向，參與發(fā)現(xiàn)自己的學習資源、闡述自己的問題、決定自己的行動路線、自己承擔選擇的后果時，就能在最大程度上從事意義學習。這種參與學習比消極被動的學習效果好得多，而主動參與和自發(fā)學習既可能是受外部力量，也可能是受內部力量的驅使，網(wǎng)絡學習環(huán)境的人文化、智能化、沉浸化就顯得十分重要。 　　虛擬現(xiàn)實對教育領域的全方位滲透，從根本上改變了人們的思維習慣和對傳統(tǒng)學習環(huán)境的概念，逐漸走向由虛擬教師、虛擬學習伙伴、虛擬實驗、虛擬圖書館、虛擬輔導、虛擬測驗等構成的虛擬學習環(huán)境。應用虛擬現(xiàn)實中三維實時渲染技術開發(fā)的教育軟件系統(tǒng)，能夠營造逼真、直觀的學習環(huán)境，給人以身臨其境之感，讓學習者沉浸在虛擬世界里對學習目標進行實時觀察、交互、參與、實驗、漫游等操作，給予學習者充分的體驗和想象空間，學習者由傳統(tǒng)學習環(huán)境的觀察者轉變?yōu)閰⑴c者，學習時具有控制權和主動權。另外，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)多維度呈現(xiàn)信息，如用圖形、圖片、動畫等方式說明問題，學習者學習時能夠同時調動視覺、聽覺等多感官的參與，對學習者全身心投入到學習過程起到十分重要的促進作用。 　　桌面虛擬的三維學習環(huán)境的設計容易實現(xiàn)以學生為中心的教學環(huán)境，調動學生的參與性，能通過設計靈活多樣的交互方式，采用探索法、發(fā)現(xiàn)法等要求學習者主動參與同虛擬對象的互動以完成學習任務，提高學習者學習的主動性。通過創(chuàng)設有意義的情境，可以鍛煉學生的發(fā)散思維，提高其觀察能力和運用知識解決問題的能力；也能夠使學習的外在動機和內在動機統(tǒng)一起來，促進學習者智商和情商的協(xié)調發(fā)展。 　　 　　2.提高虛擬系統(tǒng)設計和使用水平，促進時學習

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