虛擬學習范文10篇

時間:2024-04-05 16:08:42

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虛擬學習

虛擬學習研究論文

摘要:介紹了虛擬學習的定義、虛擬學習與遠距離教學的區別、虛擬學習的特點以及虛擬學習的局限性,從而引導學習者如何進行虛擬學習。

關鍵詞:虛擬學習;遠距離教學;研究

放眼當今世界,發展最為迅猛的莫過于計算機及網絡、通訊等技術。網絡作為一種新興媒體,為我們的學習方式開辟了新途徑,給現代教育帶來新的發展機遇。眾所周知:學習方式主要有兩種:一種是傳統學習方式,另一種是根據建構主義理論發展起來的基于網絡的協作化學習方式。本文要介紹的虛擬學習(VirtualLearning)便是一種基于網絡的全新學習方式。

1虛擬學習的定義

虛擬學習是一種在線式(Online)的學習方式,將網絡作為一種完全沉浸式的交互界面,把網絡空間轉換為社會空間,通過虛擬社會將人們聯系起來,提高協同工作者之間的可感知性和交互性,使其獲得更真實的身臨其境的體驗。這種學習方式以學習者為中心,為學習者提供符合個人需求和特點的互動實時的課程,課程的設計注重學習者的及時反饋和學習效果,其形式為虛擬學習社區,“在虛擬的環境里學習現實世界”。

2虛擬學習與遠距離教學的區別

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虛擬學習研究論文

摘要:介紹了虛擬學習的定義、虛擬學習與遠距離教學的區別、虛擬學習的特點以及虛擬學習的局限性,從而引導學習者如何進行虛擬學習。

關鍵詞:虛擬學習;遠距離教學;研究

放眼當今世界,發展最為迅猛的莫過于計算機及網絡、通訊等技術。網絡作為一種新興媒體,為我們的學習方式開辟了新途徑,給現代教育帶來新的發展機遇。眾所周知:學習方式主要有兩種:一種是傳統學習方式,另一種是根據建構主義理論發展起來的基于網絡的協作化學習方式。本文要介紹的虛擬學習(VirtualLearning)便是一種基于網絡的全新學習方式。

1虛擬學習的定義

虛擬學習是一種在線式(Online)的學習方式,將網絡作為一種完全沉浸式的交互界面,把網絡空間轉換為社會空間,通過虛擬社會將人們聯系起來,提高協同工作者之間的可感知性和交互性,使其獲得更真實的身臨其境的體驗。這種學習方式以學習者為中心,為學習者提供符合個人需求和特點的互動實時的課程,課程的設計注重學習者的及時反饋和學習效果,其形式為虛擬學習社區,“在虛擬的環境里學習現實世界”。

2虛擬學習與遠距離教學的區別

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生態視野下虛擬學習社區建構

一、前言

在實踐方面,隨著數字多媒體技術和網絡通信技術的發展,特別是Web3.0技術的日臻成熟,網絡學習方式發生了巨大的變化。在理論方面,特別是構建主義和終生學習觀念的深入,虛擬學習社區作為一種新的網絡學習方式,在以人為本的學習觀下備受關注,也逐步發展。雖然虛擬學習社區具備諸多優勢,但是,目前的虛擬學習社區中,教師作為重要的主體卻處于學習活動之外,僅僅作為社區的管理者和學習活動的監督者的角色出現。由于缺乏指導和監控,學習者的學習過程無法實時監督,導致學習過程中出現的偏差無法得到及時的發現和糾正,學習者容易產生浮躁心理,不利于學習共同體的建立。另外,由于無法與外界接觸即調整彈性缺乏,導致虛擬學習社區結構穩固,內部缺乏動態的調節機制,無法及時更新學習內容,學習方式、學習模式單一,增加了虛擬學習社區維護的成本和難度。更為嚴重的是,由于學習空間受限,學習活動缺乏持續性,導致學習者參與社區的積極性降低,阻礙了學習者的社會性發展和多元化發展。尤其是面對網絡生態危機時,虛擬學習社區便會陷入不知所措的境地。鑒于當前我國虛擬學習社區建設中出現的諸多問題,本文擬從生態學習觀的視角分析和解讀虛擬學習社區的生態屬性和基本特征。生態學是研究生命體和外部環境相互作用的一門的學科,而生態學習觀又是教育生態學的一個分支,它用生態學的思想考察學習者與其所賴以生存的學習環境共存問題。我們用生態學習觀的角度觀察虛擬學習社區,從一個新的角度和切入點研究虛擬學習社區發展過程中的問題,對于重構虛擬學習社區,保證虛擬學習社區的良性發展具有重要的理論和實踐意義。

二、文獻綜述

霍華德•萊茵戈德(HowardRheingold,1994)[1]首次提出了虛擬學習社區(LearningCommunity)的概念,他認為虛擬社區是個人關系的網絡,是在互聯網上形成的有著共同偏好的社會群體。約翰•哈格爾(JohnHagel,1996)[2]則認為,網絡社區是供人們圍繞著一個共同的興趣進行討論和交流的平臺,通過網絡來創造價值。而斯科勒(Scholer,1996)認為,共同的興趣不是唯一的特點,新型學習社區還需要一個共同的目標和愿景。伊爾茨(Hilts)和威爾曼(Wellman)[3]的觀點類似,都認為虛擬學習社區具有雙重功能,一是幫助學生和教師共同完成學習目標,二是為學習者提供信息交流的平臺場所。Amy博士(2000)[4]提出了構建虛擬學習社區若干策略:確定明確的學習目標、建立廣泛的場所網絡、明確社區角色功能、豐富會員的資料信息、完善社區生活儀式、完善強有力的領導程序、加強與成員的交流溝通、鼓勵正確的禮儀和協助成員運作自己的社區小組。教育生態學(EducationalEcology)是一門應用生態學的理論與原理研究教育現象的學科,對開拓教育科學新領域,發展跨學科研究是一個重要的貢獻。1976年勞倫斯•克雷明(LawrenceCremin)首次提出教育生態學概念。隨后,上世紀八九十年代以后,教育生態學的研究范圍進一步拓寬和深化,其研究內容既包括微觀課堂生態的,也包括對教育、文化、生態危機等宏觀教育生態問題的研究。

在國內,虛擬社區也稱“網絡社區”“在線社區”,由于匿名性、平等性和開放性的特征,虛擬社區如雨后春筍般快速發展。比如國內的代表性的虛擬社區———天涯社區,會員眾多,已經稱為國內最大虛擬交流平臺。國內學者從不同的角度和切入點對虛擬學習社區開展了廣泛研究[5-7],如虛擬學習社區內涵、功能、建設等。而且國內外對于網絡學習也進行大量的研究,如網絡遠程教育、網絡學習資源、網絡協作學習與探究性學習、網絡學習中學習者的交互研究以及網絡學習環境研究等。但是縱觀國內外文獻,發現從生態的角度研究虛擬學習社區網絡的還非常缺乏。

三、虛擬學習社區的生態結構

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網絡教育虛擬學習社區交互設計策略

2018年教育部的《教育信息化2.0行動計劃》文件中明確提出“辦好網絡教育”,“充分利用云計算、大數據、人工智能等新技術,構建全方位、全過程、全天候的支撐體系,助力教育教學、管理和服務的改革發展”,發出了要“達成優質的個性化學習體驗,滿足學習者、教學者和管理者的個性化需求”的號召。可見大力發展網絡教育已經上升到國家戰略層面。我國網絡教育從1994年的“中國教育和科研計算機網示范工程”發展到如今的68所現代遠程教育學院,信息化水平不斷提升,網絡教育環境不斷改善,總體水平取得了長足進步。但在網絡教育“跨越式”發展的過程當中也不可避免地忽視了一些問題,例如網絡教育主要通過網絡來實現教學過程,教師與學習者在時空上可能存在不同步現象,這就造成了學習者在學習過程中的情感因素被忽略、師生之間交互性差等問題。誠然,不斷提升教育信息化水平非常重要,但這些問題的解決更需要利用設計學方法,將焦點重新聚焦到“人”身上去,提出能夠優化網絡教育中用戶體驗的新方法、新思路?;诖?,本文提出以場域理論為指導,在對網絡教育場域進行全面分析的基礎上,總結出適用于網絡教育虛擬學習社區的交互設計策略,希望能為設計師提供一些借鑒,也為今后網絡教育虛擬學習社區的交互設計提供方向,使其更具原則性與系統性。

一、目前現狀及存在問題

我國目前對于網絡教育虛擬學習社區的研究總體來講尚不完善,雖已有一些高校針對網絡教育設置了課程論壇等形式的交流方式,但這些形式距離一個系統完整的虛擬學習社區還相去甚遠。且目前國內對于虛擬學習社區的研究大多集中于計算機網絡技術領域或教育技術領域,虛擬學習社區經歷了Web1.0、Web2.0、Web3.0時代,Blog、Tag、RSS、Wiki和SNS等工具逐漸得到整合應用,在技術層面的發展已經相對成熟。但在虛擬學習社區的設計當中,網絡交互及其相關學習支持服務才是其靈魂和生命所在,是虛擬學習社區的第一要素。在虛擬學習社區設計的過程中,只過多關注技術領域,就不可避免地會忽視或帶來許多其他方面的問題:(一)缺乏對學習體驗的持續性關注。馬斯洛需求層次理論將人的需求分為了五個層次,即生理需求,安全需求,社交需求,尊重需求和自我實現需求,并說明了人的需求是由低級向高級發展的,當某一層次需求被滿足時,人們的需求會逐漸向高層發展。這就要求設計師在進行設計時,既要滿足人們的低層次需求,也要關注到人們逐漸過渡到的高層次需求,關注到人們的情感因素及其對于“真、善、美”的追求。由此分析現今網絡教育虛擬學習社區或平臺的設計中還存在著以下問題:1.平臺交互體驗的缺失。如前文所言,國內對網絡教育虛擬學習社區的研究大多集中在技術層面,鮮有設計學領域的研究,從而忽視了學習者使用網絡教育平臺時的用戶體驗因素。在進行設計時,設計師首先應該考慮到完善產品的功能性,使之方便易用,滿足學習者最基本的需求,在此基礎上進一步滿足用戶的審美體驗等高層次需求。因此在學習者學習過程中,網絡教育平臺的信息架構是否符合用戶認知習慣,操作流程是否順暢;界面設計是否符合用戶對于美的追求等等,這些都是應該考慮的問題,否則將難以提升用戶學習效率,達成“優質的個性化學習體驗”。2.情感交流體驗的缺失。目前國內網絡教育授課方式大多依然遵循老師制作課件—上傳到平臺—學生點擊課程進行學習的流程,這樣一種已經形成范式的操作流程看似方便,實際上卻忽略了學習者需要得到溝通的社交需求及尊重需求,忽略了學習者作為一個自然人天生所需要得到的情感關注(圖1)。因為網絡教育的異時異地性,師生及生生之間不能及時進行溝通,使學習者在學習過程中可能出現孤獨感,此外,對于學生的疑問教師也不能及時進行解答,學習者易產生挫敗感。目前國內一些高校在傳統課堂上已經引入“彈幕”的形式來增加教學的趣味性與互動性,而網絡教育方面對此問題的解決方式依然是設置課程論壇等形式,交流方式十分單一,且不能從根本上關注到學習者的情感需求。(二)缺乏對學習過程的針對性分析。在設計過程中,只有對用戶進行細分,做出針對性分析,才能滿足不同用戶的個性化需求。網絡教育環境下的學習主體是成年人,其學習特點、學習時間及學習環境等均與普通學生存在很大差異,不能一概而論。對于成年學習者來說,學習自主性及目的性較強,但因其在社會網絡中扮演著多重角色,又可能導致學習效率低下,因此要充分考慮到這些因素,在學習過程的設計中能夠對成年學習者進行持續性的知識激勵。再比如成年學習者對教學內容的實踐性要求較高,在學習過程的設計中就要相應地增加實踐內容。然而目前國內高校網絡教育虛擬學習社區的設計大多沒有對成人與普通學生的學習特點做出差異化分析,而是將普通學生的學習過程直接應用在成年人身上。以國內具有代表性的首師大虛擬學習社區為例,其架構較為全面地涵蓋了普通學生學習及教師管理的整個過程(圖2),然而這樣的設計未免泛化,沒有將人群進行細分,精準定位。若不能全面考量成年人的學習特點,有針對性地進行虛擬學習社區的設計,就很難為成年人提供真正需要的學習支持服務。

二、相關概念界定

(一)場域理論概念“場域”概念由著名的法國社會學大師布迪厄提出,他認為,在高度分化的現代社會中,有著大量的相對自主性的社會小世界存在,這些小世界就是具有自身邏輯和必然性的客觀關系的空間,整個宏觀社會世界便是由這些客觀關系所構成,場域則是“在各種位置間客觀關系的一個網絡(Network)或一個構型”。在談及“場域”的概念時,布迪厄強調“社會科學的真正對象并非個體,場域才是基本性的,只有將研究客體置于關系系統中才能把握問題的根本所在”。布迪厄的場域概念,不能理解為被一定邊界物包圍的領地,也不等同于一般的領域,而是在其中有內含力量的、有生氣的、有潛力的存在,并基于這種思想研究了美學場域、法律場域、文化場域、教育場域等。布迪厄認為“根據場域概念進行思考就是從關系的角度進行思考?!保ǘ┚W絡教育場域概念界定網絡教育不同于傳統的線下教育方式,是一種由線下發展至線上的新型教育形態。網絡教育一方面有網絡技術作為支撐,一方面包含現實教育環境中的所有角色。網絡的互動性、虛擬性、多元化使網絡教育中的人往往有多重角色,比如既是教育者也是學習者,既是管理者也是使用者等,因此我們在界定網絡教育場域時應該突出“網絡化”和“網絡人的多元化”的闡述。基于上述分析,我們可將網絡教育場域(Web-basedEdueationfield)界定為:網絡環境下教育者、學習者、管理者及參與者通過一定的交互方式,相互之間形成的一種以知識生產、傳承、傳播和消費為依托,以人的發展、形成和提升為宗旨的多元、動態客觀關系網絡。

三、網絡教育虛擬學習社區交互設計策略探究

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虛擬現實技術在職業教育教學的應用

摘要:虛擬現實技術應用于職業教育教學日趨廣泛和深入,需要立足學習者全面發展的建構主義理論深入研究。梳理虛擬現實技術特征和建構主義理論要素,分析和研究建構主義理論和虛擬現實技術職業教育教學融合發展的應用現狀,提出適應新時代職業教育特點,以學習者發展為中心的虛擬現實教學模式和個性化、自主式在線虛擬現實平臺系統,以此提升虛擬現實技術應用于職業教育教學的成效。

關鍵詞:建構主義學習;虛擬現實技術;職業教育應用

為深化我國職業教育信息化發展,2017年9月教育部在《關于進一步推進職業教育信息化發展的指導意見》中明確提出職業院校應該主動服務國家重大發展戰略,加大虛擬現實等新技術的應用,面向職業教育的教學活動和環節,并確定圍繞應用、融合、創新開展教學模式實踐工作。將虛擬現實技術引入職業教育,既順應教育發展的趨勢和潮流,也是實現人才培養的重要途徑。與此同時,職業教育一線教學對于虛擬現實技術的應用仍然存在一些問題限制,如教師認為虛擬現實教學產品功能雷同,或學習者認為最終學習獲得感不足。因此需要理清建構主義學習理念,掌握虛擬現實技術的特征和發展,進一步分析職業教育教學虛擬現實技術應用現狀,確定以支持個性化、自主性、在線學習的虛擬現實教學模式和平臺構建,發揮虛擬現實技術在職業教育中的重要作用。

1建構主義學習理論基礎

建構主義主張知識和技能并不能以觸覺被接收,也不能通過感覺被獲取,它強調知識結構通過“同化”和“順應”[3]兩個方式與周圍環境建立密切的聯系,從而達到一個平衡的過程。建構主義學習理論由兩部分構成。在構建主義學習觀中,學習者是知識建構的主體,學習者通過把外界信息資源融合進現有的知識結構中,擴展其知識結構達到同化的過程,學習者的知識結構因外界信息資源而發生重組,形成新知識結構達到順應的過程,而教師不再是知識建構的主導者。在建構主義教學觀中,強調以學習者為中心,不再以教師為中心,教師從學習者學習實際情況出發,根據不同學習者的需求和能力,鼓勵學習者學習知識,協助學習者更好地完成知識學習過程的理解與內化,幫助學習者不斷突破創新。總之,建構主義學習理論強調的要素特征包括情境、協作、會話和意義建構[4],并認為意義建構是知識獲取的主要方式,即在特定的情境下,知識通過人際間的協作互動、會話而獲取。

2虛擬現實技術的特性及其發展

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遠距離教學論文

1虛擬學習的定義

虛擬學習是一種在線式(Online)的學習方式,將網絡作為一種完全沉浸式的交互界面,把網絡空間轉換為社會空間,通過虛擬社會將人們聯系起來,提高協同工作者之間的可感知性和交互性,使其獲得更真實的身臨其境的體驗。這種學習方式以學習者為中心,為學習者提供符合個人需求和特點的互動實時的課程,課程的設計注重學習者的及時反饋和學習效果,其形式為虛擬學習社區,“在虛擬的環境里學習現實世界”。

2虛擬學習與遠距離教學的區別

一提到虛擬學習,很多人就會將它與傳統的遠距離教學混為一談。其實,虛擬學習是一種實施方式更為先進的“遠距離”學習。傳統的遠距離教學只能借助錄像帶教學、電視教學等方式進行異步教學,虛擬學習與之最本質的區別就在于其同步性,進行同步的討論會,現場有虛擬教室、虛擬同學、虛擬學伴、虛擬教師等來進行“教”

與“學”的動作。虛擬學習的出現必將給傳統的教學模式帶來巨大的沖擊。

3虛擬學習的特點

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深究虛擬現實在英語教學領域的運用

摘要:虛擬現實用于教育是教育技術發展的一個飛躍。它營造了“自己學習”的環境,使得學生足不出戶便可以“親身”去經歷親身去感愛,在保證教學效果的前提下,極大的節省了成本,打破空間、時間的限制。

關鍵詞:虛擬現實將英語作為第二語言學習教育虛擬環境交互作用

建構“教師為主導、學生為主體”的教學結構的重要突破口之一是信息技術與各學科課程整合。在整合的教學模式中。強調學生的主體性,要求充分發揮學生在學習過程中的主動性、積極性和創造性。將信息技術有機地融入課堂教學與學科課程之中,通過信息技術掌握學科課程的內容,學科課程內容中又蘊涵信息技術,虛擬現實運用于英語教學,營造了“自主學習”的環境是學習者通過自身與信息環境的相互作用得到知識技能的新型學習方式。虛擬現實能夠為學生提供生動、逼真的學習環境,在廣泛的領域提供無限的虛擬體驗從而加速和鞏固學生學習知識親身去經歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力,完全由被動學習轉化為主動學習。

一、虛擬現實的描述

虛擬現實是使人置身于一個通過由電腦表現出的三維空間的一個虛擬環境;在此環境中人們可以移動,從不同角度去觀看,去觸及攫取,以及重新組合。虛擬現實的具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interactivity)和想象性(Imagination)三個具體特性。這種技術的特點在于,計算機產生一種人為虛擬的環境.這種虛擬的環境是通過計算機圖形構成的三度空間.或是把其它現實環境編制到計算機中去產生逼真的“虛擬環境”,從而使得用戶在視覺上產生~種沉浸于虛擬環境的感覺。學生作為主角進入虛擬環境中,擁有比現實更逼真的照明和音響效果,使學生能夠在虛擬的學習環境中扮演一個角色,全身心地投入到學習環境中去,學生可以不厭其煩地反復練習,使學生沉浸在多維信息空間中依靠自己的感知和認知能力全方位的獲取知識,發揮主觀能動性.使學生獲得最大的真實感和趣味性.擺脫了英語學習的單調、枯燥無味。

二、虛擬現實進入教育

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醫學教學的虛擬實驗室建設與應用

1醫學虛擬實驗室建設現狀

由于人們對虛擬實驗室的研究與應用方向不同、側重的領域不同、需求的功能不同,因此,對虛擬實驗室設計與建設的方案也是種類繁多。醫學教學實踐性較強,并且某些實驗要求實驗環境及實驗材料成本較高,通過虛擬與真實實驗的互相補充,可以達到較好的教學效果。目前,在國外高校虛擬實驗室的應用案例較多,而國內只有較少的醫學院校建立了虛擬實驗室。在醫學教學中,國內外的虛擬實驗室在基礎醫學、臨床醫學等方面均有應用。如在虛擬實驗室中已經開展的實驗有:基礎醫學領域的解剖學、組織學與胚胎學、病理學、虛擬切片等形態學科的虛擬實驗,還有虛擬機能實驗涉及了藥理學、生理學、病理生理學等多個學科;臨床醫學領域有虛擬診斷學、虛擬手術教學、虛擬內窺鏡、虛擬口腔、虛擬三維重建、虛擬輸液訓練等虛擬實驗,為醫學教育的發展起到了很好的促進作用。

2虛擬實驗室建設需求與功能分析

一般虛擬實驗室除了具備虛擬現實軟件開發平臺和三維圖像處理功能外,根據虛擬現實的技術特征,還應具有逼真的三維沉浸感,達到這種沉浸感主要是通過立體聽覺、三維觸覺或力感以及沉浸感的視覺環境來實現的。其中,立體聽覺一般通過三維環繞立體聲響系統來實現,三維觸覺和力感可以通過計算機觸覺或力反饋設備來實現,而高度沉浸的視覺環境通常會通過大屏幕立體投影顯示系統來實現。如:單通道或多通道柱面投影顯示系統、球面仿真投影顯示系統或CAVE沉浸式仿真環境。此外,根據虛擬現實實時交互特征要求,這種交互可以通過多自由度的虛擬現實交互設備來實現,如:數據手套、位置跟蹤器、力反饋器,等。最終形成一個完整的虛擬現實實驗室系統。

3虛擬實驗室設計與建設

虛擬實驗室設計與建設的目標是構建科學、合理、先進的醫學虛擬實驗環境,滿足醫學教學需求,使參與者具有身臨其境的感覺和實時參與交互的能力,此目標已經實現。根據虛擬現實技術的內在要求,系統基于Windows平臺和Internet架構,系統設計上強調整體性、先進性、開放性和可擴展性。系統功能上包括:二次開發與三維數據處理、沉浸式立體顯示、六自由度實時交互、力和觸覺反饋及立體音效輸出等功能。系統組成上包括:開發和渲染平臺、三維沉浸式顯示系統、三維交互系統和集中控制系統四大部分。

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虛擬現實技術在大學英語教學的應用

摘要:目前大學英語教學還存在教學模式單一、大班教學以及應試教育普遍等問題,虛擬現實技術由于其沉浸性、交互性等特點能較好地解決這些問題。本文從大學英語的教學現狀出發,提出了虛擬現實技術用于大學英語教學能促進教學改革,促進教師角色轉換,教學模式多樣化,提升學生學習動機、優化課堂體驗以及提高學校整體教學實效和降低長期的教學成本的觀點。

關鍵詞:虛擬現實;大學英語;教學

大學英語教學模式單一。目前,“大學英語課堂教學仍然是以教師為中心,以考試為目的,單純傳授語言知識,忽略培養學生的學習興趣和口語表達能力”(符雪青,2013)。這種知識型英語教學模式早已滿足不了日益發展的經濟和社會對高水平人才英語能力的要求。加之大學英語課時逐漸減少,教學內容繁多,為了確保效率,教師單方面講解、學生被動接受的局面很難改變。傳統大學英語課堂無法提供交互性的語言材料以及自然真實的語言交流情境。大班教學。由于大學招生規模近年來不斷擴大,大學英語通常都是以大班形式開展教學。對教師而言,大班教學會制約課堂教學設計。對學生而言,他們的普遍參與感不強,師生之間交流機會少,大班教學“過分強調了共性教育,忽視了因材施教的個性化教育、學生的個性自由及和諧發展”(ibid.)。應試教育現象普遍。由于大學英語教學質量在一定程度上和四、六級考試通過率掛鉤,這就讓很多學生以及教師把通過四、六級考試作為大學英語學習的目標,學生學習動機不強,教師教學效果較差。面對上述問題,當前有很多高校在大學英語分層教學和小班教學這些方面做出了努力,但總體而言,大學英語教學的現狀仍然有很大的改善空間。虛擬現實技術由于其融合了圖形圖像技術、多媒體技術、傳感技術以及智能技術等高新技術,能高度模擬從而建構真實的語言學習場景,實現語言學習的“情景化”交互場景需求。鄭春萍等(2019)認為虛擬現實技術應用于語言教學有以下四大優勢:一是3D沉浸式的虛擬仿真用戶界面;二是虛擬形象的可匿性;三是實時交互的交流技術;四是任務導向的語言教學設計。以大學英語為例,將虛擬現實技術應用于課程教學不僅可以推動大學英語改革,促進教師角色轉換,教學模式多樣化,還能提升學生學習動機,優化課堂體驗,從而提高學校整體教學效果,從長遠看降低教學成本。

1推動大學英語教學改革

虛擬現實技術推動大學英語改革主要體現在以下方面:一是提供交互式學習材料,建構真實自然的語言環境,進而促進當前大學英語“以教師為中心”的局面轉變成“以學生為中心”的模式;二是促進大學英語從普通英語向專門用途英語的轉變;三是促進教學法的發展。真實的語言環境對于語言學習是至關重要的(郭曉寧等,2012)。傳統大學英語課堂中語言學習落腳點在單詞、句法和翻譯上,語言知識空洞抽象,脫離實際生活,學生作為被動的接收者,實際運用機會也少之又少。虛擬現實技術通過構建真實自然的語言環境,可以將抽象的語言知識點具體化、形象化,讓學生從多種感知渠道去接觸、理解、運用語言知識。虛擬現實課堂不僅能夠充分調動學生的積極性(Ozkan,2017),改變傳統課堂中學生不愿意開口的局面,而且虛擬情境能提供學生與虛擬人物一對一交流,相比傳統課堂教師與學生一對多的情況,能夠大大增加語言量的輸入,增加語言訓練和交際的機會(ibid.)。虛擬現實技術還能促進大學英語從公共英語向專門用途英語的轉變。隨著我國大學進校新生英語整體水平的提高,李箭(2011)認為“從目前和長期發展來說,專業英語教學應該是我國大學英語教學的必然趨勢”“我國大學英語教學已到了從公共英語到專業英語的時代”。傳統的外語教學課堂滿足不了專門用途英語教學需要的特定“工作場景”的教學實踐條件,而虛擬現實技術可以構建虛擬仿真的學習環境,為實現從公共英語到專門用途英語教學的轉變提供技術支持。張寧等(2017)認為,“虛擬現實技術在專門用途英語教育領域的延伸將極大地彌補我國外語教學受語境限制的不足”。虛擬現實技術可以推動教學法的發展。虛擬現實技術為教學提供了一個新的平臺,很多教學方法都能夠與之結合起來發揮更好的作用,比如“由建構主義延伸出的一系列教學策略,例如情境化學習、體驗式學習、合作性學習、問題導向學習、探究式學習等,因其都具有一些與虛擬學習環境相一致的特點,可以廣泛地應用于虛擬現實環境的教學與學習中”(高媛等,2016)。虛擬現實技術與各種教學法的融合發展必將推動新的教學法的產生,從而更好地服務于教學和教學改革,戴琨(2012)認為“浸入式虛擬現實技術和浸入式虛擬英語學習環境的廣泛應用將從很大程度上優化傳統的浸入式大學英語教學法,從而有助于從根本上實現大學英語教學改革目標”。

2促進教師角色轉換,教學模式多樣化

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體育教學虛擬現實技術實踐

1虛擬現實相關技術

利用虛擬現實技術科學的模擬虛擬教學環境,需要多種相應技術作為支撐.從體育教學的角度分析,實物虛化、虛物實化和高效能計算機信息處理是實現虛擬現實的3個主要內容.實物虛化是將真實世界的多維信息映射到計算機的數字空間,從而生成相應的虛擬空間.它主要包括三維圖形模型構建、模型驅動技術、立體聲合成技術、視覺跟蹤和視點感應等關鍵技術,這些技術可以讓使用者操作虛擬環境中的物體,突破物理空間與時間的限制,實現“超越現實”的虛擬性.1)三維圖形建模技術.它是生成虛擬現實世界的基礎,它將真實世界的對象物體在相應的三維數字空間中重構,并根據系統和應求需要映射部分物理屬性,不同的虛擬現實系統和虛擬現實應有不同的建模要求.例如,虛擬體育比賽場地,每項體育比賽對場地要求會有所不同;采用氣象數據建模,生成虛擬環境中的各種氣象情況,如陰天、雨天、晝夜等等.2)模型驅動技術.模型驅動軟件通常是一個軟件開發包,提供訪問三維模型的接口,通過接口的調用實現三維模型的加載、刪除、移動、旋轉、放大等控制,完成力量檢測、地形匹配、視場角調整、特效顯示等功能.這樣虛擬場景就在各類輸入數據的控制下運作起來,并實時向使用者傳送各類信息.3)立體聲合成技術.是向使用者提供逼真聽覺感受的一項基本技術.如在不同距離、方向上聲音的衰減以及聲音的位置變化,造成使用者雙耳感受到的效果不相同.4)視覺跟蹤與視點感應技術.使用從視頻攝像機到X-Y平面陣列,利用環境光或者由位置跟蹤光源發出的光在圖像平面不同時刻和不同位置上的投影,計算被跟蹤對象的位置和方向.視覺跟蹤的實現必須考慮精度和操作范圍之間的權衡選擇.視點感應必須與顯示技術相結合,采用多種定位方法確定使用者在某一時刻的視線.較為常見的視點感應方法有眼罩定位、頭盔顯示、遙視技術和基于眼肌的感應技術[2].虛物實化是將計算機生成的虛擬空間中的事物和作用反饋到真實世界中.虛物實化能讓使用者感知產生于虛擬空間的各種逼真刺激,并產生等同親臨真實環境的“沉浸”感.高效能計算機信息處理技術主要包括數據轉換技術、數據處理技術、聲音空間化技術、數據壓縮及數據庫生成技術等.

2體育教學中運用虛擬現實技術的意義

虛擬現實技術應用于體育教育是體育教育界發展的一個飛躍.就教育理論而言,虛擬現實技術實現了人的臨場化,使用者與虛擬環境是互相聯系的一個整體的兩個方面,它營造了“自主學習”的環境,由傳統的“以教促學”的學習方式轉變為“交互式”(學生通過自身與信息和環境的相互作用來得到知識、技能)的新型學習方式[3].體育教學中運用虛擬現實技術有以下幾方面的意義:1)符合現代化科技教育學習理念.虛擬現實能夠滿足教育者的人本主義理想.虛擬環境的創設,為現代體育教學方式提供了嶄新的平臺,為多種體育理論的融合提供了理想的舞臺.虛擬環境的刺激與反饋,具有強大的沖擊力,能給學生的內部需要和動機能產生強烈的滿足感,使學生獲得對客觀事物的各種感性或理性認識,有助于激發學生的形象思維和創造性思維,從而深化概念和建造新的構想與創意.2)改善教學環境,實現教學場景真實化.利用虛擬現實技術,可以使物體的變化過程合乎理想地展現出來,時間和空間可以擴大和縮小,自然事件可以加速或延緩,學生可以將器材、場地甚至天氣搬進教室,浸入虛擬環境進行觀察、學習,實現足不出戶就能真實體驗各種運動技能,并自主決策技戰術方案,切實感受實景操作.3)提高教學效率.教師在虛擬教學中可以根據教學需求迅速創設出相應的教學場景、外部環境、各類人物形象等多種教材資源,將動作重難點、技戰術和環境真實清晰地展現在學生面前,使更多的學生有機會零距離、多角度地進行虛擬練習,使學生由單純的印象記憶變成視覺記憶和文字記憶的結合,有利于學生的正確理解和掌握.學生獨自練習時可以進行反復的模擬訓練,可大大提高教學的效率.4)優化體育教學過程.通過虛擬現實、多媒體及現代網絡教育等技術的綜合應用,可以優化教學過程,展現出傳統體育教學模式無法實現的教學方式.在虛擬現實系統中學生可以實現各種假設模型,并通過虛擬現實系統直觀地觀察到這一假設所產生的結果或效果,還可以進行實物虛化,虛擬世界上體育明星、教練員等各種人物形象,創設一個人性化的學習環境,使學生能夠在自然、親切的氣氛中進行交流、學習,開展啟發式教學.5)開創新型現代化體育教學模式.虛擬現實技術,變革了傳統體育教學過程的特征,使教師由知識的傳授者轉變為教學活動的指導者和組織者,學生由知識的被動接受者轉變為知識的主動探究發現者.教學媒體由教師的教輔手段、教學工具轉變為學生的認知工具,教學過程由“教師講、學生聽”轉變為“創設情景,教學雙方互動、探索、討論和意義建構”.

3虛擬體育教學與情境認知

虛擬現實技術能夠利用計算機生成各種虛擬的體育器材模型及各類不同的氣候環境,學生可以通過虛擬的環境來獲得近乎真實的感受,從而解決教學資源缺乏、教學手段單一的難題.其一個優勢就是交互性,系統通過信息的輸入和反饋裝置,能夠達到學生與環境互動的效果,從而變單向教學為互動教學.利用情境認知理論,通過分析虛擬現實技術如何應用于體育教學,能夠為虛擬教學的有效設計和開發提供有力的理論支撐,彌補傳統教學模式的局限性.情境認知理論認為,知識是情境化的,是個體與環境互動過程中建構的一種交互狀態,并通過活動或者實踐不斷向前發展[1].該理論運用于教學的方法之一就是給學生提供可參與和互動的情境,促使學生通過與學習相關的活動在情境中構建知識的意義,從而形成一種開放、自主的教學方式.將虛擬現實技術應用于體育教學,實質上就是利用該技術構建一種虛擬的學習情境.學生通過可視化操作與環境進行交互,獲得近乎真實的體驗,這將是一種有效的學習行為.學生與虛擬環境互動的過程實際上就是實踐的過程,相比于對知識信息的簡單記憶,這種學習情境能夠幫助學生動態的建構與組織知識,從而促進學習和理解。在虛擬學習情境中,學生通過角色扮演能融入到學習環境中,主動去感受、理解和體驗各類運動項目,將運動技能、情緒體驗與實踐活動融為一體,增強體育項目學習過程中的趣味性,從而提高學生的學習積極性.認知理論強調知與行是交互的,在虛擬環境中學生通過視覺、聽覺、觸覺等多種感覺去完成這種交互,比如多角度觀察教學內容、討論動作技術要點,還能體驗不同運動項目所帶來的真實感受,從而實現教學手法多樣化.(本文來自于《北京師范大學學報·自然科學版》雜志?!侗本煼洞髮W學報·自然科學版》雜志簡介詳見.)

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