摘要:作为一项诞生、发展及成熟于国外的科学技术,国外在虚拟现实(ViftLaiReaiity)技术研究领域起步较早,同时研究成果也具有领先优势。目前,虚拟现实技术已成为国内深化教育革新的一个重要发展方向,尤其是在虚拟现实教育领域,存在众多亟待解决的问题。该文通过对国外VR教育研究核C主题的剖析,发现其所面占的关键问题:缺失研究脉络梳理、学科化研究薄弱、研究价值取向失衡,据此提出三大解决途径:建构VR教育研究脉络模型;创新了VR教育的学科化研究运行机制;规约VR教育研究主体的批评取向。最终提炼出优化我国VR教育研究的发展策略。
关键词:虚拟现实,VR,教育研究
目前VR理论与技术已日臻完善,尤其在以美国为首的欧美国家。从1960年IvanSutheriand(被称为图形学之父)教授提出TheUitimateDispiay概念,到1986年第一篇虚拟现实系统方面的论文The Virtuai Environment Dispiay System,再到1994年第一本虚拟现实技术著作Virtuai Reaiity Technoiogy。作为一种持续发展的技术,VR在教育领域的尝试也从没中断过,然而理论研究对实践指导却不尽人意,尤其是国内VR教育研究,学术研究话语影响力持续走低。为此,本文采用研究之研究的研究方法,针对国外VR教育研究的核心主题、呈现问题,探究优化策略,并为国内VR教育研究提供可供借鉴的发展策略。
一、国外VR教育研究的核心主题
本文以VR Education Teach Learning或Virtuai Reaiity Education Teach Learning为检索关键字,从web of Science数据库检索出近回0年来75篇高质量英文论文,作为研究材料。首先提炼出五个核卜研究主题:VR教育本体化研究、VR教育的教师与学生研究、VR教育的教学模式和方法研究凰VR教育的学习环境研究、VR教育技术与课程融合研究。
(一)VR教育的本体化研究
目前,VR教育研究滞后于技术与产业的变革速度,有的问题尚未厘清就被新出现的问题所覆盖,最具代表性的就是VR教育本体化研究的混乱状态。VR教育研究的核卜主题之一是VR教育本体与外延的研究,主要包括VR教育的理论完整性和有效性两个层面。第一,VR教育的理论完整性。有图形学之父之称的IvanSutheriand教授基于计算机图形算法,提出TheUitimateDispiay概念。作为一种技术,VR的工具属性自然成为第一要义。随着产业实践的推动,VR教育应用范围不断扩大,尤其是1994年第一本虚拟现实技术著作,Burdea等的Virtuai Reaiity Technoiogy问世,VR教育属性得到广泛认同后,探索VR教育理论完整性的努力一直绵延至今。Kartiho等发表的论文Learning Scienceina Virtuai Reaiity Appiication:The Impacts of Animated-Virtuai Actor’Virtuai Compiexity,文章指出VR教育的虚拟现实技术在情感感知与感知学习)之间存在正向关系。文中反驳了多媒体学习的认知理论(CTML)复杂的视觉材料可能阻碍新手学习者的学习感知的观点。最终,通过实证研究对VR教育的反向关系特性进行重新检验,并补充VR教育特性。第二,VR教育的有效性。在游戏领域大放异彩的VR技术,是否能将游戏的亲和力平移到教育一直存在争议,其中以虚拟现实教育游戏软件是否可行性问题的讨论最为激烈。Virvou、Maria、Katsionis、George学者在IntheUsabiiityandLiheabiiityofVirtuaiReaiityGamesforEducation:TheCaseofVR-ENGAGE一文中,提出VR游戏领域的成功是否能够复制到VR教育领域?游戏属性是否可以重新扩展VR教育本体特性?VR游戏教育资源的可用性与亲和力关系是什么?在众多参与讨论的学者中,Baiiens on一方面认同了VR教育的有效性,另一方面,又进一步深化了讨论话题,提出沉浸式虚拟学习中三个元素议题,细化了VR教育的有效性的研究对象,重新审视了VR教育中虚拟教师(Digitai Transformations of Teachers)、学生(Students)及社会背景(Sociai Context)间的关系,提出了不同类型的非语言动作和社会行为以及学习环境的物理性状配置,成为沉浸式虚拟学习中的核心。
(二)VR教育的教师与学生研究
以传播学视角看,在VR教育的信息交互场中,受VR技术影响,作为传统教育信息交互场中主要参与者的教师与学生,正在遭受着多方质疑。作为数据时代的教育参与者一一教师与学生,其合法性和有效性存在诸多争议:一方面,学界对VR教育研究抱有极大热情的背后,是对VR虚拟现实特性无限可能的预判;另一方面,VR对教育变革的影响,已经突破了简单技术辅助层面,形成从创新教学方法到教师角色定位的研究重点。教师创新教学方法层面,VR创新教师概念及其教学方法主要集中在教与学的概念(Concepts of Teaching and Learning)、教学模式和方法(Pedagogicai Modeis and Methods)以及学习环境(Learning Environment)。教师方面,Liu、Hsin-Hun、Yang学者通过对《阿凡达》虚拟现实技术与受众的分析,提出VR教育中教师(Teacher)要具有角色表演戏剧能力的新议题[6]。学生方面,Huang、Hsiu-Mei学者通过研究虚拟现实的三个特征间的关系,并借助案例和问卷调查方式,指出虚拟环境中学习者(Learner)具有明显的学习意愿(A Positive Impact on Perceived Usefuiness),感知有用性更积极(Perceived Ease of Use)。
(三)VR教育的教学模式和方法研究
该领域研究主要是利用VR技术特性和教育原理,探寻新技术环境下的新教学模式和方法。在众多VR教育应用案例中,出现了许多教学模式和方法,如Variet、Manuei;Fiiippeschi、Aiessandro等学者提出基于人际关系的协作学习模式(Coordination Mode i);Dodd、Buchy.J、Antonenho等学者的桌面虚拟现实在线学习管理系统;Rupasinghe、Thashiha.D等学者的虚拟现实培训综合课程。目前,教学模式和方法研究呈现学科化应用趋势,各学科与VR技术融合研究也在不断尝试,收集数据,探索VR教育的教学模式与方法的局限性和未来研究方向。
(四)VR教育的学习环境研究
VR技术对教育最明显的变革之处,就是虚拟现实学习环境的加入。虚拟现实技术引入教育,绝不是教育内容和工具的简单相加,VR的教育价值已经不是一件头盔和一副眼镜能够所涵盖的,VR已经变成了一种学习与思考方式。这部分研究则重点探索VR教育学习环境的变化对教学参与者、教学过程及教学方法的影响。第一,VR虚拟学习是否具有等价的现实世界功效,虽然VR技术借助仿真凰虚拟技术营造出仿真世界,但无穷渐进真实的虚拟环境毕竞不等于现实。Lioyd、Joanne等则通过试点研究的方法对等价的现实世界和虚拟现实的学习途径,从而显示出良好的真实和虚拟环境之间的等价性。第二,虚拟学习是否对学生产生影响力,都有哪些方面受到影响。如,Aihaia biwadee还对虚拟现实学习环境对学生影响力进行研究,通过在实验中控制组设计模型方法,认为VR教育学习环境可以提升学生的创造力和影响力。第三,没有一门不存在缺点的技术,同时VR教育的学习环境必定也会有其独特的支持与约束因素。例如,Bower等学者分析了虚拟现实学习环境中学习者受到的支持与约束因素,通过参与者评估的定性分析,揭示了技术和后勤支持是学习的限制性因素,并总结了作者自身的虚拟现实的教训。
(五)VR教育技术与课程融合研究
目前这一领域获得较大的讨论,技术与课程融合研究的案例几乎涵盖大部分科学学科,尤其以医学、汽车工程、工程学学科为主。该领域的研究主要呈现几个特点:第一,研究方法采用定量分析;第二,研究思路则以技术呈现课程内容为主,技术支持借助VR成熟设备;第三,研究重点偏向实践性、操作性较强的课程内容。技术与课程融合研究主要集中在教学实践环节,如Ros.M研究的创新手术学习课程,利用立体记录到虚拟现实耳机技术;Jang、Susan等研究的3D解剖课程,借助虚拟操作平台凰触觉输入设备及动物模型,配合交互性的解剖结构参照系,建设直接操行性的3D解剖课程;AihoBarata研究的电力变压器操作课程;Rupasinhe Thashihad飞机维修技术的培训课程;Papathomas、Peiagia B闭症谱系障碍儿童课程;DeMeiioMonteiro唐氏综合症短期运动学习课程;DeiaTorre-Luque(2017)残疾患者视觉空间训练课程;Kim、Pyoungwon治疗师操作电动机课程;Trautrims、Aiexander物流全球虚拟团队教学工具;Butavicius、MarcusA腹腔镜模拟操作和心理测试;Mireiman、Anat等帕金森虚拟现实步态训练课程等。