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虚拟现实技术和意义学习.doc

泰然健康网
2024-12-30 13:23

虚拟现实技术和意义学习

虚拟现实技术和意义学习　　一、引言　　　　虚拟现实(VR)技术的应用领域十分广泛，在教育领域中，虚拟现实技术也显示出独特的优势，促使教育形态、教育环境、教学过程的基本要素及相互关系发生了重大变化。这种应用通常是在一定的教育理论指导下开展，并对这种理论所倡导的学习观具有重要的影响和重大的促进作用。探讨如何利用虚拟现实技术为学习者构建良好的学习环境、实现学习的高度参与及达到良好的自评效果，如何促进意义学习，实现学习者自由学习，是教育技术工作者应该关注的问题。　　　　二、虚拟现实技术与意义学习概述　　　　1.虚拟现实　　虚拟化技术起源于上世纪60年代，虚拟现实(VR)是利用计算机生成一种模拟环境。通过多种传感设备使用户投入到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术。它是一种高逼真度地模拟人在自然环境中视觉、听觉、动感等行为的人机界面技术。这种模拟给用户提供一种身临其境的体验，为用户提高最佳的人机通信方式。　　综观众多学者的研究，一般认为虚拟现实有三个特征：沉浸性、交互性、构想性，而这些特征决定了其在教育领域的独特优势。沉浸性虚拟现实技术可以调动学习者全部感觉器官，达到身临其境的感觉；交互性使得用户能以接近自然的习惯，用常规的输入输出设备对虚拟环境中的物体或场景进行操作和得到反馈，更为高级的交互则是运用头盔、数据手套等高级虚拟现实设备进行；构想性则是从定性和定量综合集成的环境中得到感性和理性的认识，从而产生认识上的飞跃。　　目前，对于虚拟现实在教育教学中的应用研究关注较多的是以下几个方面：在某个学科中的应用，在高校教学中的应用，在实验教学方面的应用等，且大多数只是针对非沉浸性虚拟现实系统(即桌面虚拟现实系统)，而对学习理论在应用中的指导作用及两者的结合则关注较少。　　　　2.意义学习　　美国心理学家卡尔?罗杰斯(Carl R.Rogers)认为，可以把学习分为两类，一类学习类似于心理学上的无意义音节的学习，不容易学习而容易遗忘，这类学习只涉及心智力，是一种“在颈部以上”发生的学习；另一类是意义学习(singificant learning)，意义学习是罗杰斯学习观的重点。意义学习是指一种使个体的行为、态度、个性以及在未来选择行动方针时发生重大变化的学习。这不仅仅是一种增长知识的学习，而且是一种与每个人各部分经验都融合在一起的学习。　　罗杰斯认为，意义学习主要包括四个要素：第一，学习具有个人参与的性质，即整个人(包括情感和认知两方面)都投入学习活动。第二，学习是自我发起的，具有自发性，即使推动或刺激来自外界，但要求发现、获得、掌握和领会的感觉是来自内部的。第三，学习具有渗透性，强调学习会使学生的行为、态度、乃至个性都会发生变化。第四，学生是由学生自我评价的，因为学习者最清楚这种学习是否满足自己的需求、是否有助于导致他想要知道的东西，是否明了自己原来不甚清楚的某些方面。由此看来，让学习者自由学习是罗杰斯对学习原则论述的一个核心。　　　　三、虚拟现实技术对意义学习的促进　　　　1.为个人主动参与创建三堆环境　　研究表明，当学习者自己选择学习方向，参与发现自己的学习资源、阐述自己的问题、决定自己的行动路线、自己承担选择的后果时，就能在最大程度上从事意义学习。这种参与学习比消极被动的学习效果好得多，而主动参与和自发学习既可能是受外部力量，也可能是受内部力量的驱使，网络学习环境的人文化、智能化、沉浸化就显得十分重要。　　虚拟现实对教育领域的全方位渗透，从根本上改变了人们的思维习惯和对传统学习环境的概念，逐渐走向由虚拟教师、虚拟学习伙伴、虚拟实验、虚拟图书馆、虚拟辅导、虚拟测验等构成的虚拟学习环境。应用虚拟现实中三维实时渲染技术开发的教育软件系统，能够营造逼真、直观的学习环境，给人以身临其境之感，让学习者沉浸在虚拟世界里对学习目标进行实时观察、交互、参与、实验、漫游等操作，给予学习者充分的体验和想象空间，学习者由传统学习环境的观察者转变为参与者，学习时具有控制权和主动权。另外，虚拟现实系统多维度呈现信息，如用图形、图片、动画等方式说明问题，学习者学习时能够同时调动视觉、听觉等多感官的参与，对学习者全身心投入到学习过程起到十分重要的促进作用。　　桌面虚拟的三维学习环境的设计容易实现以学生为中心的教学环境，调动学生的参与性，能通过设计灵活多样的交互方式，采用探索法、发现法等要求学习者主动参与同虚拟对象的互动以完成学习任务，提高学习者学习的主动性。通过创设有意义的情境，可以锻炼学生的发散思维，提高其观察能力和运用知识解决问题的能力；也能够使学习的外在动机和内在动机统一起来，促进学习者智商和情商的协调发展。　　　　2.提高虚拟系统设计和使用水平，促进时学习