虚拟现实如何改变人们的学习方式?

多年来,学校和大学不得不改变他们工作和教学的方式来适应技术的变化。

尽管像PowerPoint这样长期被当作教学工具的软件,不是为教学设计的,但却已经成为通过简单易懂的模板来呈现信息的一种重要教学工具。

但这并不一定是一件好事情。

数字技术的使用让更多老师和学生通过模板来呈现信息,这意味着教师的教学实践将丢失许多个性特点。

研究表明像PowerPoint这样的软件会使老师向学生传递信息的方式单一化。

直到最近才出现专门为教育而设计和使用的技术,并且它们正改变学生学习和理解事物的方式

虚拟和增强现实技术

多年来,教师一直在定制他们自己的虚拟世界来改善他们呈现文本的方式。

虚拟世界是一个基于计算机的多用户环境,用户可以通过预先设定的角色和数字与其他用户互动。

这些虚拟世界允许教师将学生“带到”不可能的地方。

科学,医学,数学往往特别适合虚拟环境。

例如,一些数学和科学世界允许用户呈现在现实生活中很难甚至是不可能呈现的抽象主题。

使用虚拟世界来模拟医疗过程是有依据的,因为那些在现实中会带来灾难性后果的失误,在虚拟环境中并无大碍。

人们在一个叫做“第二生命”的虚拟世界里完成了一项特别创新的活动。

该项目让一批教师和100名大学生在虚拟世界中完成了设计,创造以及教学。在澳大利亚的交换生来中国前,该项目用一系列协同活动来介绍了中国的语言和文化。

当研究这个项目产生的效果时,数据表明虚拟世界让多个重要方面有了较大改善,其中包括:

1.减少担忧和尴尬,这些因素都会妨碍像角色扮演等活动中的表现。

2.允许学生通过多次复习课程来增强理解。

3.鼓励学生之间更好的社交,因为他们可以回应和分享同一个虚拟世界,而不是通过电子邮件来沟通。

4.让学生而非老师,来控制他们自己的角色,这意味着他们可以独自探索和互动。使用PowerPoint时,每个人都只能以相同的方式在同一时间看到相同的信息,而虚拟世界不同,它可以让学生形成自己的理解。

5.在学习中缺乏肢体语言,手势和面部表情等非语言线索会对沟通产生消极影响。一些学生表明,他们会因为不能使用手势而感到受限。然而,在越来越复杂的虚拟世界中,角色可以通过更真实的方式移动和响应。改进了的计算机显卡也可以让学生通过这些对话来推断出更多的含义。

In the classroom

在教室里

已经有研究案例开始阐述这些技术可以在何时何地融入教师的教学课程中。报告称虚拟现实提高了学生的学习动机,协作和知识构建能力,还增强了课堂实践。

不久前,学生和教师还只能通过台式或笔记本电脑访问虚拟世界。

而如今,他们可以访问多种不同的设备,这些设备还可以戴在用户的头上来提供一个更加身临其境的体验。

Oculus Rift和HTC Vive这类相对低成本的虚拟现实耳机可以让教师为他们的学生设计三维交互和个人环境。

虽然这方面的技术技能超出了多数教师的能力范围,但是我们在对这些工具进行编程的方式上取得的进步意味着在不久的将来,这或许会成为许多教师进行教学的一个真正的选择。

最近进入教育领域的其中一项技术是增强现实(AR)

在虚拟环境中,真实世界被虚化了,用户沉浸在一种完全数字化的体验中,而增强现实(AR)不同,AR利用平板电脑或智能电话等移动设备的相机将数字信息与现实世界对象重合。

在AR一些教学过程中,三维图像,视频,音频或文本可以通过打印图像被“触发”出现。

这种教育技术的潜力不仅在高等教育机构,在开始在中学实现。

研究表明虽然这种技术增强了自我导向的学习,但仍然存在诸如响应时间慢,软件不兼容和环境设置不兼容这些技术和教育学的挑战。

过去的一年半里,我一直在研究用于墨尔本皇家植物园的一种不同的教育型AR应用程序。

这项工作是基于对教师TPACK(Technological Pedagogical Content Knowledge, 整合技术的学科教学知识)能力要求的考虑。

整合技术的学科教学知识(TPACK)框架tpack.org

PACK概念认为教师在考虑了不同平台允许他们以不同方式呈现教学内容的方式时,最能有效地整合数字技术。也就意味着他们能让学生参与到更全面的学习实践中。

我在皇家植物园的工作在于,通过AR技术以特定的教学方法(建构主义)来为学生呈现以其他方式难以呈现的特定内容(环境可持续性,土著人和Torres Straight Islander的历史和文化)。

例如,通过由特定的树的几何形状触发的AR重合周期为学生引入碳循环的概念。

通过平板电脑设备,碳循环基于现实背景动态地呈现在学生面前,让他们掌握一个无法用肉眼看到,听到,触摸到或闻到的概念。

一旦学生在技术的帮助下掌握了这个抽象概念,教师就可以选择其他数字或非数字的活动让学生应用这些知识。

如今教师会全面仔细地考虑像AR这样的新兴数字技术。

而影响教师选择的不仅在于他们对技术,教学方法和教学内容的考虑,也包括对工作环境的考虑。而这些考虑正帮助教师去做更好的选择,从而当需到要利用技术进行教学实践时,不会仅仅选择PowerPoint。

翻译:蒲天宁   审校:海带丝

原文来自:科学美国人博客


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