毛澄潔

2015年底，在“數(shù)字科學(xué)家——3D照片DIY”的教學(xué)研討會(huì)上，我看到暴風(fēng)魔鏡是個(gè)不錯(cuò)的產(chǎn)品，其顯示原理也是人眼的立體視頻形成原理，于是我們就來到位于北京航空航天大學(xué)附近的暴風(fēng)魔鏡公司。這是我第一次感受眼罩+手機(jī)+APP的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。

VR是虛擬現(xiàn)實(shí)（ Virtual Reality）的簡(jiǎn)稱。VR技術(shù)，也稱人工環(huán)境，是指利用電腦或其他智能計(jì)算設(shè)備模擬產(chǎn)生一個(gè)三維空間的虛擬世界，提供用戶關(guān)于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同完全浸入，產(chǎn)生身臨其境的感覺。

VR技術(shù)可應(yīng)用于自然科學(xué)工程、語言文化、人文歷史等多學(xué)科領(lǐng)域。美國(guó)提出重新發(fā)明制造業(yè)，核心就是在虛擬世界里完成設(shè)計(jì)、仿真、驗(yàn)證、工藝、制造活動(dòng)全流程之后，再在實(shí)物世界里面去生產(chǎn)?？梢灶A(yù)見，VR技術(shù)將對(duì)人類社會(huì)產(chǎn)生巨大影響。這種影響必然會(huì)促進(jìn)人的學(xué)習(xí)與發(fā)展。

目前，對(duì)人的學(xué)習(xí)機(jī)理的解釋主要有行為主義、認(rèn)知主義、建構(gòu)主義、人本主義、情境主義和聯(lián)通主義等。如右圖所示，我們從這些不同的學(xué)習(xí)理論來審視VR技術(shù)對(duì)于學(xué)習(xí)的影響。一是行為主義：進(jìn)行重復(fù)練習(xí)，掌握基本的操作技能，比如，在模擬真實(shí)場(chǎng)景中進(jìn)行飛行駕駛訓(xùn)練等。二是建構(gòu)主義：學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識(shí)是在已有的經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上建構(gòu)的，對(duì)于學(xué)生缺少的經(jīng)驗(yàn)，可以借助沉浸在模擬環(huán)境之中，通過與模擬環(huán)境之間的交互作用，快捷地獲取相關(guān)經(jīng)驗(yàn)，有效進(jìn)行科學(xué)想象和知識(shí)建構(gòu)。比如，學(xué)習(xí)電場(chǎng)、宇宙航行、分子生物學(xué)等內(nèi)容。三是情境認(rèn)知主義：學(xué)習(xí)是在與環(huán)境的交互作用之中完成的，因此，可以模擬仿真出跨時(shí)空的自然乃至社會(huì)情境。學(xué)生在這種情境之中可以自主地、身臨其境地觀察對(duì)象與進(jìn)行操作，在互動(dòng)之中達(dá)成認(rèn)識(shí)。比如，在學(xué)習(xí)某些歷史或者科學(xué)發(fā)展史等人文知識(shí)時(shí)，就可以利用VR技術(shù)，讓學(xué)生穿越時(shí)空，有效學(xué)習(xí)。四是元認(rèn)知主義：由于VR技術(shù)可以讓學(xué)生自由地在各種學(xué)習(xí)場(chǎng)景中轉(zhuǎn)換，因此，學(xué)生可以通過VR設(shè)備自主學(xué)習(xí)，訓(xùn)練對(duì)于自身學(xué)習(xí)的認(rèn)知和控制。

目前的VR教學(xué)尚處于淺層次應(yīng)用階段，難以深入開展。我認(rèn)為VR教學(xué)主要應(yīng)該解決好以下四個(gè)問題：首先，要貫徹探究式學(xué)習(xí)理念，即要讓學(xué)生像科學(xué)家一樣去探索、研究和創(chuàng)造。其次，由于VR技術(shù)將要改變?nèi)祟惖纳a(chǎn)方式，因此，在適切的教學(xué)內(nèi)容或者教學(xué)環(huán)節(jié)之中應(yīng)該培養(yǎng)學(xué)生將VR技術(shù)用于解決問題的工具意識(shí)和基本技能。再次，對(duì)于VR教學(xué)資源的開發(fā)與運(yùn)用應(yīng)該具有交互性。要解決好虛擬與現(xiàn)實(shí)有機(jī)結(jié)合的問題，VR教學(xué)的結(jié)論要有實(shí)際或者實(shí)物的印證。最后，關(guān)注VR技術(shù)對(duì)人類的影響的“雙刃性”。由于VR技術(shù)會(huì)影響到人的信念體系，對(duì)于學(xué)生的身心可能產(chǎn)生不良影響，因此，要避免由此帶來的負(fù)面影響。

隨著技術(shù)的快速發(fā)展，屏幕分辨率太低、顆粒感強(qiáng)烈、屏幕刷新幀速太低、畫面延遲卡頓、交互方式單一等問題都會(huì)被克服，VR技術(shù)將改變?nèi)说纳a(chǎn)、生活和學(xué)習(xí)方式。由此，嘗試VR教學(xué)具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

（作者單位：北京景山學(xué)校）