VR技术首先能为人的意识带来沉浸感, 同时它也能为人体带来多感知性、存在性、交互性与自主性, 鉴于它的多种技术综合优势, 它能够实现实时三维计算机图形技术、广角立体显示技术、同时在音频方面也能够给予体验者一定的音界体现, 魅力无穷。在教育领域, VR技术所创设营造的沉浸式学习环境也是不言而喻的, 它颠覆了现代教育模式甚至是基本思想理念。
一、VR沉浸式学习环境的基本特征与仿真体验内容
VR沉浸式学习环境所提供的环境是虚拟不真实的, 它通过大量的建构工具体系与表现区域不断提高学习者本身的主观能动性, 这一点与瑞士著名儿童心理学家Jean Piaget的“将实验室搬到课堂中去”构想不谋而合。现代VR沉浸式学习环境的创设正是希望创设这样一种真实情景体验感觉, 它与现代建构主义教育思想相适配。
就VR技术而言, 美国研究学者Philippe.Coiffet以及G.Burdea就深刻阐释了它的3个基本技术应用特征, 分别为沉浸感 (Immersion) 、交互性 (Interaction) 以及构想性 (Imagination) 。这3点被人们称之为VR技术中的“3I”特性。“3I”特性正揭示了VR技术被教育领域所中意的3种特性, 那就是互动性学习模式凸显一种课堂教学过程的沉浸感, 让学生完全沉浸于知识内容中并能够发挥想象力, 形成一种积极主动学习的良好状态。以下简单对VR沉浸式学习环境中所营造的这3点基本特性进行分析, 同时感受他们所带来的仿真体验内容理论知识
(一) VR沉浸式学习环境的交互性
交互性代表了学习者能够与虚拟环境中所所有可控制物体进行交流, 以求获得最自然的反馈内容。在该过程中, 学习者甚至可以通过触觉、嗅觉、味觉等等感受物体, 实现与VR技术体系中某些所生成内容之间的相互交互, 再通过视觉、听觉等等直观感受他们的移动和变化等各种参数。例如在学习天文内容时, VR技术所模拟的星空中所有的云朵、星座都会是移动的, 它就能够与学习者之间形成交互交流, 让学习者能够真正体会到这些星座行星的运动过程, 感同身受。
(二) VR沉浸式学习环境的沉浸感
沉浸感是VR沉浸式学习环境创设的关键, 它其中所谈到的沉浸感还被称之为临场感, 学习者作为主角通过VR视角观察某一样被模拟形成的事物, 体会它的真实程度。所以说沉浸感一直以来都被认为是VR技术系统中的性能评判指标, 它结合多方面特性内容展开沉浸式学习环境创设, 例如视觉感知特性、听觉感知特性、触觉感知特性、力觉感知特性、味觉感知特性、嗅觉感知特性以及运动感知特性, 这些感知功能都是人体固有的, 而VR沉浸式学习环境的创设是希望进一步激发人体的这些感知功能特性, 让他们在学习者学习的过程中也活跃起来, 体现一种感知功能优化过程。只有人的五感全部沉浸于某种情境中, 他才能称之为真实沉浸其中, 以这样一种方式展开学习过程无疑是创造了一种相对以假乱真的拟真环境, 可为学习者带来无与伦比的生动体验过程。
(三) VR沉浸式学习环境的构想性
由于人类本身在许多领域都面临着前所未有的待突破问题, 例如核动力学科建设中的核试验、核反应堆维护;气象学科中的自然灾害气候预报;医疗学科领域中的外科手术;化学学科领域中的王水实验、氯气生成实验等等。若想在现实环境中完成这些实验内容需要承担一定的风险, 可能导致意外伤害情况的发生。所以可采用VR沉浸式学习环境建设体现这种学习环境构想性特征。例如在物理实验教学中进行“牛顿第二定律”实验, 就可以利用VR技术模拟“比萨斜塔实验”, 在不受到空间环境与时间因素制约下, 展开虚拟化的“比萨斜塔实验”, 解决那些在现实中可能无法实现或难以实现的教学内容, 扩展人们的知识面[1]。
二、VR沉浸式学习环境的基本设计理念
在决定使用VR技术展开沉浸式学习环境设计以后, 就要遵循它的科学性内涵, 明确几点在教学中必须要运用到的设计理念原则内容。例如首先它就应该遵循真实与精确原则, 在真实认识活动中就要建立一种真实且精确的VR沉浸式学习环境, 确保每一名学习者都能够参与环境构建与辅助过程中, 利用各种虚拟装备操作构建动作、显示信息内容与信号流程, 保证环境创设过程中所有信号流程的实际安装与教学需要统一一致。VR技术属于高精度技术, 所以它的每一处设计与设备安装都要求精细化, 这是教学过程中创设VR沉浸式学习环境所必须要注意的。
其次要实现系统与整合, 保证VR沉浸式学习环境建设体现出一定的教学内容衔接性, 同时客观反馈知识点的独立性特征, 确保所构建的VR技术环境能够完全融入到综合性教学氛围中, 体现一种跨学科、跨地域整合特征。
具体来讲, VR沉浸式学习环境中对教学内容的设计应该首先明确教学要求, 看需要通过哪些模块组合形成正确的教学层次, 进而体现出VR沉浸式学习环境建设的有效性、内容连贯性与衔接全面得体性。在VR沉浸式学习环境中是存在教学内容系列化模块组合系统的, 它们就是该学习环境中的核心内容框架, 通过它们就能实现跨学科、跨领域发展, 确保学科课程系列中的最知识内容整合点被体现出来, 将它作为最佳整合点课程系列进行有效连接, 主要是对学习环境中某些线索要素的连接, 推进全面发展与整合教育理念、策略, 最终实现对学生多学科、跨学科的综合素养培养过程。
第三要实现交互与合作, 这是VR沉浸式学习环境中的关键, 这种交互与写作体现在多个层面, 例如学习者与虚拟空间中虚拟角色的交互、学习者与学习者或者与教师之间的交互等等。不同的交互合作为学习者带来不同的学习体验, 一般情况下教师还是鼓励学习者与虚拟角色之间完成交互, 因为这样就能基本实现VR沉浸式学习环境的创设构建, 让学生感受到学习过程的临场感。传统教学中教师与学生能够形成对话, 这是从学生个体到面向学生、教师之间的独白与对话转变。而现如今, 在VR技术中学生也能够感受到从独白到对话的有效转化, 那就是一种个体式学习到合作式学习的转变, 而合作的对象则可能是VR虚拟对象, 它同样能为学生带来与真人合作一般的临场感觉, 这就大大节省了大量的课堂教学资源。
除此之外, 在VR沉浸式学习环境创设过程中还希望体现一种实践与趣味性优化, 保证针对学习者的评价反馈与操作管理都在教学者的掌控之中, 即合理把握学习者的认知情感习惯、情感结构以及经历等等内容进行VR沉浸式学习环境布设与调整, 为学生带来最大化、最优化的虚拟学习生活体验[2]。
三、基于VR沉浸式学习环境创设的案例分析
在现代信息学院教学中, 对VR沉浸式学习环境的创设是非常常见的, 例如在装潢艺术设计专业教学案例中, 就包含了“可视化3D公寓”教学模式, 教师要将装潢艺术融入到VR沉浸式学习环境中, 建立能够让学生融入其中的虚拟化仿真公寓。
(一) 教学场景创设
在教学中会首先运用到VR沉浸式体验设备主角, 那就是VR头盔显示器, 在VR系统中构建城市居民区程序, 并设计大规模的3D公寓场景。其中对建筑房屋的各部分细节都设计把握到位, 可带领学生进行建筑内外部探索, 定制公寓单元内设关卡, 让学生能够在不同角度、不同形式下参观公寓的每一个细节。而探索完所有关卡的学生则可获得一枚奖励勋章。
(二) 教学模块设计
在教学模块设计方面, 将装潢艺术设计与VR技术融合起来, 建立VR沉浸式学习环境, 同时配合某些3D建模技术内容与平面广告设计内容完善可视化3D公寓, 保证教学模块串联优化, 为课程中的各项内容寻找契合点, 将原本碎片化的知识内容整合成一个整体, 体现VR沉浸式学习环境的信息系列整合能力优势, 在不同公寓视角下体现不同的知识体系内容。
实际上, 教师设置这一VR系统程序就是希望学生能够深层次体验3D可视化公寓, 在足不出户的情况下节约了大量教学资源, 在宣传教学VR技术的同时也实现模块拓展, 通过实践体验调整修改技术内容, 形成大数据教学过程[3]。
四、总结
综上所述, VR沉浸式学习环境的创设还在于重点突出对学习者的沉浸式体验与体现交互自如性。在未来, 这种先进的技术内容还将被应用于教育领域的更多环节, 深层次体现其更多的技术优势, 为教育服务。
摘要：VR (Virtual Reality) 即虚拟现实技术, 它也被称之为“灵境技术”, 是一种可以创建虚拟世界, 为人带来灵境体验的计算机仿真系统技术。它利用计算机所生成的虚拟环境基于多元信息融合实现交互式三维动态取景, 它的最大特点就是能够让人感受到一种沉浸感中。随着VR技术近年来的日渐火热, 它从最初的军事、科研、医学等等高深领域已经逐渐蔓延到人类生活学习领域。本文就探讨了VR技术在沉浸式学习环境中所体现出的基本特性、仿真体验与设计理念原则, 结合实际案例探讨了它的学习环境创设构建过程, 体现了它的技术优越性以及它与教育领域的适配性。
关键词：VR技术,沉浸感,沉浸式学习环境创设,仿真体验,设计应用
参考文献
[1] 王迎, 陈丽, 陈美玲.用虚拟现实技术创设“沉浸”式网络学习环境[J].中国电化教育, 2002 (4) :62-64.
[2] 高露, 温江.虚拟现实技术在建筑设计教学中的运用[J].建筑工程技术与设计, 2018 (26) :812.
[3] 赵亮, 杜玥, 李赫亚.虚拟现实技术在思想政治理论课中的创新应用[J].学校党建与思想教育, 2018 (12) :34-35, 38.