?虚拟现实技术在小学课程中应用的困境与出路

喻静雯

摘  要 虚拟现实技术已经进入中小学，并作为一种教育技术进入学生的课堂。研究者分别在一线城市的重点小学和三线城市的村完小运用虚拟现实技术授课，运用田野研究的方式试图探究虚拟现实技术在小学科学课程中的运用，探究虚拟现实技术运用于教学存在的问题。

关键词 虚拟现实技术;小学科学;田野研究;教育技术;数字化环境

1 虚拟现实与教育

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）是在20世纪80年代由美国的J.Lanier提出，在20世纪末发展起来的一门涉及众多学科的高新技术。虚拟现实技术以计算机技术为核心，结合相关科学技术，生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响，可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。另外，虚拟现实技术有三个基本特征：想象性（Imagination）、交互性（Interaction）和沉浸性（Immersion）[1]。

虚拟现实技术已日渐成为教育技术的核心内容。运用虚拟现实技术辅助教学，打破了传统的知识单向传授的教学模式，促进学生发挥主动性和积极性，开导学生思维的流畅性、变通性和精细性，为培养学生的发散思维提供了丰富的资源和便利的空间;将学生的学习、练习及自我测验结合起来，形成一种生动、活泼、积极的教学方式，这是任何传统的教学方式、方法所达不到的，具有不可替代的功能和作用[2]。

虚拟现实技术何以运用于教学  虚拟现实技术作为一种教育技术，需要遵循一定的教育理论发挥其作用，实现其功能。虚拟现实技术使用者主要是学生，因此，作为教育理论核心的学习理论是虚拟现实技术运用于教育教学的理论基础。

1）建构主义。建构主义认为，知识是由学习者在一定的社会背景以及具体情境下，通过对知识的加工、他人的帮助而形成自己的理解来获取的，注重学习者在学习过程中的体验。这一理论为虚拟现实技术进入教育领域提供了理论支持。

①虚拟现实技术为学习者提供了具体的情境。建构主义认为，学习是在一定社会情境下发生的，这一技术通过计算机提供给学习者有关所学知识的具体情境，帮助学习者建构知识的意义。

②虚拟现实技术为学生主动建构知识提供了技术支持。虚拟现实技术是由计算机控制的，相关参数可调节，而教学是学习者充分利用环境提供的丰富的工具和资源建立自己的认识和理解的过程[3]。

虚拟现实技术可为学习者创建交互学习的平台，为学习者主动进行学习和探究以及在学习中建构自己的理解提供可能。

2）認知主义。认知主义观点认为，人的认识是外界刺激和内部心理相互作用的结果。由此可见，在认知主义看来，学习是学习者结合自己的兴趣，基于自身的经验与知识而对当前的活动做出的主动加工过程。如何激发学习者的学习兴趣，如何引导学习者进行主动加工，就成为教师的主要任务。虚拟现实技术的沉浸性、生动性的特点能较好激发学生的兴趣，对于陈述性知识、程序性知识等的学习有帮助作用。

3）行为主义。行为主义学习理论的观点认为学习有四个基本要素，分别是内驱力、线索、反应和强化，重视学生学习动机和教师的及时反馈。首先，虚拟现实技术内容丰富生动，可以增强学生的学习动机;其次，虚拟现实技术不受环境条件限制，教师可以利用这一技术让学生反复进行练习，不断强化知识点。

2 虚拟现实技术在小学课堂中的应用分析

虚拟现实技术在课堂中的运用  研究者分别在某一线城市的重点小学和某三线城市的村完小进行了为期两周分别共八课时的授课，运用田野研究、参与式观察对两地使用虚拟现实技术的授课效果进行分析，所授的课程是根据国外的虚拟现实源文件设计的有关科学学科的课程，试图发现和解决在真实授课中虚拟现实技术使用存在的问题。

1）一线城市的重点小学。目前，虚拟现实技术主要在我国发达地区的优质重点学校中运用甚广，在课程设置方面主要被单独安排成特殊的虚拟现实课，并没有与学科课程进行融合，在课程定位上可被看成校本课程、特色课程以及拓展课程。

①学校介绍。研究者所在的小学属于一线城市第二梯队的重点公办小学，教育资源优厚、硬件设施配备齐全。学校的虚拟现实课主要安排在3～4年级，学校配备了一间虚拟现实教室，教室里有40台虚拟现实眼镜，两台虚拟现实眼镜的消毒和充电柜。课桌被分成五组，每组八人。从座位的安排形式来看，具有探究性课程的特色。学校的虚拟现实有关课程主要以团队外包的形式呈现，由校外的科技公司提供课程包，包括虚拟现实的设备、课程体系、授课教师等。课时安排为每周两次课。课程内容在学科分类中属于科学学科的下属知识。

②学生体验与教师感受。学生对于虚拟现实技术较为感兴趣，但是对于课程内容并无太大兴趣。在上课期间，学生多次说“我早就去过了……”“我已经知道……”等内容，虽然课程内容在选择上考虑了低学段的科学课程标准，但是没有考虑学生的学情，很多知识在上课前学生已经了解，此处的虚拟现实技术的渗入环节有点儿多余，学生已经有了自己的经验。

2）三线城市的村完小。

①学校介绍。三线城市的村完小地理位置较为偏僻，处于远离县城的山区，教育资源比较薄弱。平时的课程安排没有虚拟现实课程，学生之前也从未体验过虚拟现实技术，之所以能引入虚拟现实课程，主要来自当年暑假的支教团。学校的虚拟现实课程的对象主要是按年级分班的“小班”和“大班”，其中“小班”为一年级至三年级的本校参与夏令营的学生，约60人;“大班”为四年级至六年级的本校参与夏令营的学生，约50人。上课地点是学校的普通教室，设备由教师自行带入教室。

②学生体验与教师感受。班上学生之前均未体验过VR眼镜，对于设备非常感兴趣，发言和体验的学生非常多，对于展示的VR场景也非常感兴趣，学生反馈和课堂效果比较好，但是他们多聚焦于设备的体验，对知识点的学习兴趣不大。

研究者在授课的时候发现，虚拟现实设备使用的城乡差距较大，如两边同上主题为“庆祝建国70周年，共游祖国大好河山”的虚拟现实课程，城市的学生对虚拟现实呈现的景色并不感兴趣，且踊跃表达自己亲身去旅游的经历;而乡村的学生则对“眼前的景色”充满兴趣和期待，他们中的大部分连县城都没有去过。如果设计VR相关课程，还需要充分考虑城乡差距。

3 虚拟现实课程在课堂中运用的困境

可用课程资源缺乏  由于技术限制，很多目前市场上在用的虚拟现实课程的源文件都来自国外，没有根据国内课程需要进行再开发，一方面是因为缺乏这类人才，另一方面是因为开发成本较高，虚拟现实技术在游戏、商业推销等方面运用更为广泛。教育系统中目前存在的虚拟现实课程，多数是由国内的教师根据国外的虚拟现实科普素材，开发一门适用于小学课堂的虚拟现实课程，课程资源包包括虚拟现实文件、教案以及课堂上播放的幻灯片。

国外的虚拟现实资源虽然具备一定的体系，但是这种体系只是从科学的角度进行分类，缺乏对学生主体性的关照，即使教师在课程开发的过程中照顾了学生的需要，但是始终被已有内容牵绊，课程内容需要始终兼顾虚拟现实资源的内容，使得课程缺乏系统性，教学缺乏连贯性。除此之外，作为课程开发人员的教师也很难划分科学的分段教学内容，课程能否达到其应有作用，值得商榷。

授课方式传统单一  在虚拟现实的授课过程中，根据教师的课程设计，虚拟现实的角色总共有三种，分别是作为导入的虚拟现实材料、作为佐证的虚拟现实材料和作为总结的虚拟现实材料（见表1）。

1）作为导入的虚拟现实材料。在一些虚拟现实内容较少的课程中，虚拟现实材料会担任“导入”的角色，吸引学生的兴趣，但是课堂纪律很难管控。

2）作为佐证的虚拟现实材料。在这种课程设置中，虚拟现实材料在课程中间出现，作为辅助的教学内容呈现。

3）作为总结的虚拟现实材料则在教学的最后一部分出现，如此安排可以较好地控制课堂纪律，加深学生印象。

由此可见，目前虚拟现实材料所承担的角色与之前多媒体幻灯片承担的角色相仿，两者并没有本质区别，区别只在于一个是三维空间，一个是二维图片。当下尚未找到虚拟现实材料在课堂中的不可取代的作用，虚拟现实课程是否值得走进课堂仍需商榷。

课堂纪律难以把握  课堂纪律是小学课堂中需要重点管理的部分，虚拟现实设备迎合了小学生喜欢具体形象事物的思维特点，一旦在课堂上使用虚拟现实设备，纪律管理是个难题。研究者无论在乡村还是在城市，在授课的时候都需花很大精力管理纪律，占用了宝贵的教学时间。

4 虚拟现实技术在教学中使用的建议

开发适用于教学的虚拟现实材料  目前的虚拟现实材料多为国外现有的文件，如果要在国内的课程中运用，需要计算机、心理学、人类工程学等专家共同开发研究，使得虚拟现实材料兼具学科性与技术性。在授课过程中，教师也要设计适用于虚拟现实材料的教学过程。

挖掘虚拟现实材料的现实意义  虚拟现实是否有必要融入小学课程是亟待澄清的问题，不能因为新奇而盲目引入，要思考对教育是否有新的贡献和价值。虽然已经讨论虚拟现实技术运用于教育教学的理论基础，但是并不说明其进入教学是必要的，学者需要进一步思考虚拟现实的特殊意义。

5 总结与展望

虚拟现实技术及相关设备在小学中主要运用于科学课的教授，但是它并不是不可取代的，与传统的多媒体设备相比，虽然其呈现的内容更加形象化，但是其成本和管理都存在很大的难题。虚拟现实技术在教育技术领域虽然并不是新角色，但是关于虚拟现实技术如何走进课堂，在课堂中科学应用的理论和实践研究还很少，只有弄清虚拟现实的本质特点，才能让其更好地服务于教育，而不是教育被一种教育技术所绑架。

参考文献

[1]Burdea G， Coiffet P. Virtual reality technology， second edition[M].New York： John Wiley & Sons，2003：3-4.

[2]杜軍，虚拟现实技术在教学中的应用[J].山东师范大学学报（自然科学版），2005（2）：103-104.

[3]卢家楣，学习心理与教学[M].上海：上海教育出版社，2002：5.