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虚拟现实在教育中的优势

2019-07-29 17:57:22 时间机器影像中心

虚拟现实是有别于现实世界的一种虚拟空间存在,人们期望于通过一系列计算机模拟与数字化方式,构建一个可以进入其中并交互的虚拟世界。如果说,增强现实是在现实世界里叠加虚拟信息,使得现实世界变得更加多维、多样的存在;那么,虚拟现实则是另一种哲学取向,这种取向设法让人们完全进入一个不夹杂现实物质的“新世界”,一个完全虚拟、足以欺骗大脑的拟真性环境。换言之,虚拟现实带来一种让体验者完全进入一个虚拟世界中的错觉,以自然、体态化的方式进行交互,从而构成了体验者个体全新的“存在感”。

我们认为,就目前的应用情况而言,沉浸式虚拟现实技术还远没有在教育及数字博物馆中实现广泛应用,基本上还处于初步的试探性阶段。虽然还处于初级阶段,但虚拟现实技术在教育中的应用,已经体现出其鲜明的特点与优势:

第一,虚拟现实可以打破时间与空间的约束。有研究者尝试通过“谷歌地球”的虚拟现实版本,借助整套沉浸式虚拟现实设备,让孩子们选择上百个世界上不同的景点并观赏,用一种如同高空“跳伞”般的体验方式,进入到被逼真的情境所包围的空间中。这种体验,不仅限于著名的景点,还包括世界上各大博物馆,都具有虚拟现实游览模式。只要学生戴上虚拟现实设备,就仿佛立即来到了博物馆。也有不少研究者通过虚拟现实来开展各类模拟实验,让学生们进行生物、物理、化学、地理等领域的相关实验。虽然实验本身是模拟的,但操作步骤、实验方式与现实中的实验过程高度吻合。这种基于虚拟现实的“严肃游戏”,成为让学习者提前接触实验过程,在不断尝试中了解与掌握实验的新方式。这种不受时间和空间限制,可以进行大量尝试、反复体验或纠错的方式,是目前虚拟现实与教育应用结合的一大优点。

第二,虚拟现实能够拟真现实中难以达到或体验的场景/活动。虚拟现实不仅可以模拟现实中的场景/活动,也可以通过三维场景设计,创造出生活中难以达到甚至不可能接触到的情境体验。例如,在虚拟现实中进行人体探秘,可以站在红细胞上,并跟随着血液循环,经历不同的身体内部组织器官,这种经历将带给学习者一种全新的视角与感受。学习者通过亲历模拟的一些科学情境,更直观地感知与领悟,从而更好地理解科学知识与规律,触发批判性思考、提出自己的新见解。虚拟现实不仅可用于微观领域的感知,还可以体验卫星轨道运行、月球登陆、星际漫游等宏观尺度的场景。

第三,虚拟现实可降低体验风险,用于复杂技能的训练。比如在医疗领域,虚拟现实逼真的三维全景体验,所拟真的人体器官,可以达到人体模型的真实比例再现,从而提升了训练的针对性和有效性,提升精细动作训练的准确性,也降低了在真人上进行反复操练的道德风险。虚拟现实还可用于训练军事人员探索和学习新技能。美国国防部曾经研制了多个虚拟战场系统,可以实现多人共同在虚拟空间中协同作战的演习。另外,在航天领域中,NASA研制了虚拟现实系统用于宇航员参与外太空旅程中任务熟练度的提升。

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