鑫袁梁玉帅
渊陕西师范大学现代教学技术教育部重点实验室袁陕西西安710062冤
学习方式[摘遥要目前虚拟现实技术日渐成熟]虚拟现实技术以独特的全沉浸式和交互性特点袁虚拟现实技术的教育应用研究成为教育工作者关注的热点袁为创建教学情境提供了有力的支持袁极大地改变了学生
遥文章通过分析虚拟现实技术支持的学习特征袁认为虚拟现实技术在深度学习场域构建上的优势主要体现在情境构造尧体验设计尧行为引导尧学习迁移等方面遥文章采用设计与开发研究方法袁构建了一个基于虚拟现实技术的深度学习场域模型袁该模型是由一个基石渊以情境尧交互尧体验尧反思为核心的学习空间塔冤尧一个内核渊学生投入冤尧三个支持点渊教师尧技术人员尧需求转化工具冤组成的开放场袁模型内各组成要素之间协调互助袁实现深度学习遥文章基于此模型袁以野人体骨骼冶虚拟现实学习系统为例展开研究袁提出了深度学习场域模型的构建方法与策略袁以期对虚拟现实的教育应用研究者有一定的借鉴意义遥
[[中图分类号关键词]虚拟现实技术[作者简介]何聚厚]G434
曰深度学习渊1972要冤袁[文献标志码曰体验学习循环男袁甘肃天水人]A
曰学习场域
境下智能信息处理等方面研究遥E-mail:juhouh@snnu.edu.cn遥
遥教授袁博士袁主要从事信息化教学模式创新尧技术增强学习尧大数据环
一尧问题的提出
的关系网络遥将学习纳入场域范畴进行研究袁对观察尧理解和深入分析教育现象具有重要的本体论与方法论意义[5]字化21尧智能化发展世纪以来袁[1-2]学生的学习方式逐渐向信息化尧数深度学习场域的构建成为实现学生深度学习的遥
些问题袁如信息技术与课堂教学融合不够紧密袁然而袁基础教育中依旧存在着一尧学生显性目标遥在新时代背景下袁学习场域的构建技术发信息化学习方式有待改善等[3]生了很大的改变袁叶2017新媒体联盟中国基础教育技中袁信息技术在教学中的应用停留在遥同时袁野在常态化教学呈现事实冶野创术展望院地平线项目区域报告曳指出袁在中国基础教育设情境冶与野提供示范冶等层面袁缺乏较高层次的野原理的教育技术重要发展方面袁自适应学习技术尧智能评解释冶与野设疑思辨冶的应用[4]分技术尧虚拟及远程实验室尧可穿戴技术被认为在未留在浅层阶段遥面对学习中存在的效率低下袁因此袁学生的学习多停尧浅层化来四到五年间可能有重大突破[6]等问题袁如何实现深度学习成为教育问题解决的有效虚拟现实技术为深度学习场域的构建提供了丰遥
探寻方向遥
富尧有效的学习资源袁可以构建出以学生为主体袁以虚学习作为一种隐性的空间袁运行逻辑符合社会学拟现实场景尧教师尧系统开发师尧辅助者为组成部分的中的野场域冶内涵袁学习场域是学生尧教师与资源之间
关系网络袁帮助学生实现深度学习遥虽然虚拟现实技
基金项目院陕西省高等学校教学改革重点项目野耶互联网+爷助力高校教学发展模式及实践研究冶渊项目编号院17BZ015冤曰陕西师范大学中央高校基本科研业务费专项项目野信息技术支撑教学关键技术研究冶渊项目编号院GK201801004冤
59
60
电化教育研究
术在教育领域的应用中有着较大的优势袁但目前虚拟现实技术在基础教育中的应用多集中于单一场景的构建尧单一课程的设计[7-9]供直接迁移应用的融合策略袁缺乏可供参考的融合指导与可遥基于此问题袁本文拟以虚拟现实技术为支撑袁构建深度学习场域模型袁从而为虚拟现实技术在教育中的应用给予指导袁推动学习者进行深度学习袁优化学习路径和学习策略遥
二尧虚拟现实技术支持的学习特征分析
虚拟现实技术在教学中是作为技术媒体使用的袁其技术功能是塑造其所支持学习特征的重要因素遥虚拟现实技术可以生成一种模拟环境袁利用各类传感设备将用户野投放冶到该环境中袁实现用户与模拟环境的自然交互遥
虚拟现实技术主要有三类重要功能院渊1冤感官模拟院虚拟现实技术可以将人所身处真实环境中的真实感官刺激模拟甚至放大袁使用户能够获得听觉尧视觉尧触觉尧力觉等多重感知遥目前袁虚拟现实技术的感官模拟主要集中在视觉尧听觉尧触觉袁从技术承载设备方面分析袁虚拟现实技术主要有可穿戴设备尧模拟舱两种发展方向遥虚拟现实技术的一大发展方向是模拟出人具备的所有感知功能遥渊2冤造物创世院在创世与造物方面袁视频技术已经向我们展现了一定的风采袁影视将真实世界与虚拟世界用平面或三维叠加的方式呈现出来野袁实与设想再现冶与而虚拟现实技术则在此基础上更加凸显出了野袁具象化跨越时间冶的魅力尧空间障碍遥虚拟现实技术可以模拟真袁将过去与未来尧宏观与微观尧远方与近处等带到眼前遥渊3冤交互与反馈院虚拟现实技术不仅模拟了感官和存在袁还模拟了发展袁将用户投放到模拟世界中袁用户可以对这个模拟世界产生作用袁同时袁模拟世界也会根据用户的作用进行发展袁为用户提供类自然的反馈遥
结合虚拟现实技术的功能特征袁分析虚拟现实技术支持的学习渊VR学习冤的特征袁主要集中在交互与体验两个关键词上遥有别于课本知识的一维形式尧视频知识的二维形式袁虚拟现实技术支持的知识形式是三维立体的遥学习者在虚拟现实场景中的学习行为是以体验为主的袁强调学习者的直接经验袁因此袁虚拟现实学习情境的开发中袁必须将学习者的兴趣作为首要考虑因素遥在虚拟现实技术创造的学习空间中袁学习者视角一般有两种分类院渊1冤主人公视角的参与式体验袁该类教学场景中袁强调学习者的主观能动性与自主性遥学习者是主人公袁虚拟现实场景会随着学习者的移动产生生成性的变化袁注重学习者与虚拟世界的
自然交互遥渊2冤旁观者视角的跟随式体验袁在此类教学场景中袁比较重视场景的逻辑性发展与知识讲解遥学习者以旅游者的身份观摩尧旁观世界的发展遥
三尧深度学习场域模型的建构基础
渊一冤学习场域
论渊Field1935Theory冤冶院B=f渊P袁E冤袁年勒温类比物理学中的其中野B场表示行为冶提出野场域理袁P表示个体袁E表示环境袁强调个人的行为是个体与环境相互作用的结果遥学习场域是学生与学习资源间的一种关系网络袁深度学习场域则强调了学生与学习资源的深度交互袁目的是实现深度学习遥相对于浅层学习场域而言袁深度学习的场域表现出以下特性院渊1冤具有更高的学习目标尧思维层次袁更强的学习动机以及更加独立的学习空间曰渊2冤学生学习的主动性更强袁与场景的交互性更高袁更加注重学生间的协作能力曰渊3冤更注重学习反思袁强调文化资本的高利用率曰渊4冤更注重学习效果袁强调学生的意义建构遥
渊二冤深度学习
深度学习与浅层学习的根本区别在学习者获取与加工信息的方式上[10]学习强调了学习行为的高投入性与复杂性遥与浅层学习不同的是袁追求学习袁深度的高目标层次要要要创新尧评价与分析遥ChrisDede阐述了数字技术在深度学习中的角色EcoMUVE袁以自设计的评估袁同时系统为基础袁结合访谈法对教师的态度与看法进行调袁对其在科学课上的效果进行查袁结果表明袁更积极及更多时间的监督能够优化游
戏学习效果[11]将教师监督纳入模型中袁因此袁在设计的深度学习场域模型中遥
袁有学者从情境尧交互尧反思角度对深度学习进行了深入探讨遥阎乃胜指出袁深度学习是一种基于情境的学习方式袁从深度学习的真实性与批判性情境属性入手袁说明深度学习课堂情境的构造方法[12]以问题情境为切入点袁采用案例分析方法袁分析基于曰陶侃问题情境的交互活动袁指出问题情境引发的五个交互层次袁即信息交流层次尧问题把握层次尧问题解决层次尧学习与创新层次尧意义建构与再创新层次[13]秀娟尧张浩则对基于反思的深度学习进行了实验研曰吴究袁结果表明袁信息技术课程教学中基于反思的深度学习模式基本可行袁同时袁反思在促进深度学习上具有较显著效果[14]场域方法论特征进行分析曰吴南中尧李健苹对虚拟融合的学习
袁提出虚实融合的学习场域形成的保障机制袁认为强化对话为基本特征的交互是虚实融合的学习场域的内在动力[15]遥
渊三冤体验学习循环理论
体验学习循环渊ExperientialLearningCycle冤理论渊化具体的经验袁将学习看作是一个循环过程冤以及检验渊冤尧积极行动反思渊反思性观察袁主要包括学习体验冤四个环节[16]冤尧袁概括如图渊1抽象概念所示遥
Concrete具体的经验
Experience
Active积极行动
Experimentation
Abstract抽象概念化
Conceptualization
Reflective反思性观察
Observation
图1体验式学习循环理论
体验式学习循环理论强调了学生知识与经验的外化袁为基于虚拟现实的深度学习场域构建提供了以下指导院渊1冤虚拟现实技术构建的学习场域应该能够模拟知识的发生情境袁借助直接经验与间接经验袁充分调动学习者的多种感官刺激袁促进学习的有效发生遥渊2冤基于虚拟现实技术的深度学习场域袁应该注重学生的反思袁可以借助虚拟学习辅助工具设置合理的问题情境袁激发学生进行反思遥渊3冤基于虚拟现实技术的深度学习场域主要构件袁应该包括情境尧交互尧体验及反思袁其中袁情境是学习场域的核心遥
四尧基于虚拟现实技术的深度学习场域
模型建构与分析
曾明星尧李桂平等将情境尧交互尧体验与反思作为深度学习场域建构的核心构件[17]技术支持的学习特征分析为基础遥袁结合学习场域的相本研究以虚拟现实关理念袁提出一种基于虚拟现实技术的深度学习场域构建模型袁如图2所示袁该模型是由一个基石渊以情境渊工具学生投入尧交互尧体验冤组成的开放场冤尧三个支持点尧反思为核心的学习空间塔遥
渊教师尧技术人员冤尧尧需求转化一个内核学习分析
学习迁移
学习评价与反馈设计
学生学习体验设计形成自问题解决与策略形成反思性我评学习行为预测与引导设计评价价
意义建构体验学习适应
交互虚拟现实场景设计
情境
渊教学设计教师
尧监督冤
学习空间塔
渊教学需求需求转化工具
VR开发需求冤
图2基于虚拟现实技术的深度学习场域模型
2019年第1期渊总第309期冤
渊一冤以学生尧教师尧技术人员尧需求转化工具为灵魂的支持系统
学生作为学习活动的主体袁是基于虚拟现实深度学习场域的最内核的部分遥建立基于虚拟现实的深度学习场域袁必须以学生的需求作为根本出发点遥教师既是学习活动的设计者袁也是学生学习的指导者与评价者袁教师是整个场域中不可缺少的调配师遥技术人员是虚拟现实产品的开发者袁是场域物理平台的制作者遥教师与学生是虚拟现实教学系统的使用者袁技术人员是虚拟现实学习系统的制作者袁两者之间存在供需关系遥师生与技术人员之间存在一定的知识障壁袁如何将师生的教学需求转化为软件开发需求是虚拟现实场景学习场域的第一道门槛袁这里的需求转化工具可以是人员袁也可以是一套标准遥学生尧教师尧技术人员以及需求转化工具是学习场域模型的灵魂袁四者之间应该协调互助尧共同努力遥
渊二冤以学生投入尧教师监督尧技术人员开发尧需求转化工具设计为中心的场域活动
Fredricks学生的学习投入直接影响到学生的学习效果情绪渊Emotional冤等认为袁和学习投入包括行为遥认知渊Cognitive冤等渊Behavioral冤尧三个独立维度[18]学习成绩产生直接的正向预测作用遥郭继东研究发现袁英语学习内在情感投入对袁外在情感投入通过内在情感投入的中介作用对学习成绩产生间接的预测作用[19]度尧生动度的重要指标遥学生的学习投入程度是评价场域活泼袁是一个学习场域良性发展的重要因素遥
沉浸式虚拟现实技术营造了一个虚拟空间袁学生在该虚拟空间中探索尧产生野学习行为冶遥为了掌握学生的学习情况袁教师被赋予了新职责袁具化为两种化身院一种是以虚拟人物尧角色为外衣的虚拟化身袁通过
局域网多人联机的方式袁将教师尧学习者尧学习同伴等纳入场景中曰一种是以数据库技术为支持的上帝视角袁虚拟现实系统的评价模块是教师化身的一部分袁承担起教学评价职责遥另外袁教师不仅需要对学生的学习行为进行监督袁还需要对开发人员的开发行为进行监督袁改善学生与场域基础平台的适配性袁同时袁帮助学生更快地适应虚拟现实深度学习场域袁找到合适的学习方式遥
教师与技术人员之间的关系是教学设计与产品开发的关系遥教师与开发人员之间的合作袁是建立在教学需求与产品设计转化基础上的遥人员作为需求转化工具有两种模式院渊1冤教师承担教学产品设计职责遥教师需要对虚拟现实产品有一定的了解袁根据自己的
61
62
电化教育研究
教学计划袁提出详细的产品设计需求遥渊2冤技术人员承担教学产品设计职责遥技术人员对教学有一定的了解袁教师只需要提出教学产品的基本功能需求袁技术人员根据教师基本的功能需求袁结合教学计划尧教材等袁设计开发出虚拟现实教学产品袁在这种情况下袁设计人员的设计水平及对教学的理解水平直接影响到学习场域的应用效果遥另外袁需求转化工具可以是一套标准工具或中介人员袁对教学与虚拟现实技术具有较深入了解的人员承担需求转化职责或者制定一套需求工具袁教师可以很明晰地说明自己的需求袁虚拟现实技术人员也可以很清楚地理解这份需求文档遥
渊三冤以情境尧交互尧体验与反思为核心的学习空间塔
1.情境属于深度学习场域中的显在场域情境
袁是依托虚
拟现实技术构建的集视觉尧听觉尧补充嗅觉与触觉在内的多感官体验式学习空间遥在该阶段袁需要结合学习内容尧学习者特征与学习目的袁设计虚拟现实学习情境遥该阶段的设计工作与交互尧体验尧反思过程是一个统一的过程袁应该通过系统化的分析袁确定学习情境的设计思路与策略袁创设出适宜性尧可扩展性与创新性的学习情境遥虚拟现实深度学习情境可以按照学生的体验方式袁划分为游戏化虚拟情境与真实情境袁其中游戏化虚拟情境是指通过体验设计袁引导学生借助虚拟自我角色袁与场景中的任务尧画面尧声音尧物体等进行互动尧感知与操作袁进而为学生创造身临其境的感受遥真实情境则是与现实生活比较吻合的一种场景袁具有较高的整体性袁场景与现实生活紧密联系遥真实情景中的活动与资源具有较高的真实性袁设置的探索问题与现实生活具有一定的联系袁能够引导学生进行预测尧假设袁从而真正解决问题袁为后续的学习迁移的发生提供支持2.交互与体验属于虚拟现实深度学习场域中的中交互与体验
遥
间构件袁情境需要通过交互作用袁激发学生的体验袁从而对学习者的学习行为施加作用遥教学交互作为一种基本的教学事件袁其核心是学生的主动学习遥在教学交互过程中袁可以借助多样化的相互作用袁转变学习者行为袁实现教学目标遥交互与体验是一个相统一的过程袁交互是学生体验的外在形式袁体验是交互的内在本质遥体验是学生个体在经历观察尧感受尧探究等活动袁实现认识内省袁最终形成生成性的习惯尧态度与心理品质遥在体验学习中袁强调学生进行反思袁应用方式也比较多样化袁主要包括游戏尧试验尧角色扮演等遥在
交互与体验模块中袁应该完成以下具体任务院渊1冤设计学生行为预测与引导曰渊2冤分析学生可能会采取的交互方式与操作策略袁设计相关交互环节曰渊3冤设计应该能够引导学生逐步探索袁引发学生的深度学习曰渊4冤分层次设计需要为学生提供的用户体验曰渊5冤注意确保问题的动态生成性袁有效应用虚拟时间带来的实时反馈袁创造出适应性的模块进阶袁为学生提供浸入式的交互与直观性的体验3.遥
反思主要包括学习过程反思
尧结果尧环境与动机等多
种内容袁属于深度学习的必要条件遥反思本质上是为了改善学生的元认知能力袁引导学生对问题进行深度挖掘袁从而实现对问题本质的深刻思考袁得到科学的认知结论遥虚拟现实技术为学生提供的多感官刺激袁可以从多种通道激发知识与经验袁有效利用学习过程与学习成果的相关关系袁促进学生深化学习遥
渊四冤以学生自我评价尧技术人员的形成性评价尧学习分析为一体的评价体系
学生在基于虚拟现实的深度学习场域中的探索袁主要划分为四个阶段院渊1冤学习适应袁即对虚拟现实支持的新型学习方式的适应性学习曰渊2冤意义建构袁即对探索所得的知识进行自主建构曰渊3冤问题解决与策略形成渊4冤袁即在场域探索过程中袁逐步形成问题的解决策略曰现实情境或者其他学习情境中学习迁移院将解决问题后获得的知识与策略迁移到袁内化为自己的知识结构与能力结构遥学生在不同的探索阶段中袁需要对自己的行为表现进行自我评价袁结合教师及学习分析给出的评价结果袁对自己的学习行为进行调整遥
技术人员的形成性评价主要是对虚拟现实系统的设计尧开发过程进行形成性评价遥设计任务主要包括院渊1冤虚拟现实场景设计袁即根据教学内容袁设计虚拟现实场景曰渊2冤学习行为预测与引导设计袁即分析学生可能发生的行为渊3冤供丰富的学习体验学习体验设计袁袁曰渊4冤即设计相关情节设计情节袁引导学生的学习行为曰学习评价与反馈设计尧情境袁为学生提袁即设计学习评价方式袁引导学生进行反思袁设计为学生提供的反馈信息遥技术人员应该根据设计进行教学产品开发袁并对产品的实用度尧满意度尧易用性等进行形成性评价与优化遥
学习分析是建立在学习目标的基础之上的袁需要借助观察尧调查尧实证等多种研究方法袁对学生的过程性学习进行分析袁从而形成价值性判断遥学习分析是贯穿模型内部的一个模块袁是对学生各模块学习行为的有效记录与分析袁是学生自我评价与模块设计的重
要支持遥学习分析应该是在线的尧实时的袁为模块设计的改进与学生的学习行为评价提供数据资料遥
四尧全沉浸式人体骨骼深度学习场域构建实例
笔者研究团队袁根据本文提出的基于虚拟现实技术的深度学习场域构建模型袁借助VIVE虚拟现实设备袁开发了应用于人体骨骼学习的辅助系统遥
渊1.一本次研究中选择的案例为苏教版小学科学三年
模块设计冤情境
院虚拟场景设计
级上册野认识人体骨骼冶课程袁为了更系统化尧高效化地创建适合学生特点的教学情境袁对该课程章节的学习内容尧学习者尧学习目的与教学媒体等进行分析遥三个维度划分野认识人体骨骼遥
冶的教学目标从知识尧能力与情感知识目标渊1冤渊2冤知道人体骨骼的数量与结构院
曰
能力目标了解骨骼的基本功能院
遥能够正确拼接人体骨骼遥情感目标渊2冤渊1冤增强学生保护骨骼的意识激发学生对自己身体构造的兴趣院
曰
曰
行走姿势的良好习惯渊3冤引导学生养成在日常生活中保持正确坐姿遥
尧学习者特征分析塑性渊1冤曰
年龄阶段为院
8~9岁袁具有较高的好奇心与可的符号性与逻辑性渊2冤思维发展处于具体运算阶段遥
袁思维带有明显教学重点与难点院
教学重点院人体骨骼的构成与作用曰教学难点院拼接人体骨骼遥
人体骨骼作为一种学生拥有但却无法直观感知的系统袁它的学习主要借助教学媒体遥传统的教学过程中袁教师一般采用的媒体为院渊1冤人体骨骼实物模型袁多是棉纱制作袁质感较假袁在使用中容易发生碰撞尧磨损袁直接影响教学效果曰渊2冤视频尧动画尧图片尧挂件等袁这些媒体通常只能为学生提供单一的或较少的感官体验袁不利于学生获得对人体骨骼的全面尧细致的了解遥虚拟现实技术所具有的沉浸性尧多感官性与构想性袁能够为学生提供拟真的学习环境袁提供的人体骨骼模型真实性高尧可交互性强遥
为了让学生更深刻地认识人体袁研究团队根据场
2019年第1期渊总第309期冤
域构建模型的相关指导袁开发人体骨骼的学习场景遥根据学习内容分析袁结合教学重难点袁设计了四个教学情境院渊1冤骨骼学习袁提供知识学习服务袁帮助学生获得各个骨骼的基本信息曰渊2冤骨骼观察袁提供多角度的观察体验袁借助刺激性的视觉体验与空间感体验袁激发学生对身体构造的兴趣曰渊3冤骨骼拼接袁为学生提供拼接骨骼的机会袁设置一定的容错性袁每块骨骼拾取时呈现相应的骨骼功能信息袁帮助学生建立起骨骼位置与骨骼功能的联系曰渊4冤习题测试袁提供知识的检验与引导迁移功能袁通过巧妙的习题袁设置疑问袁帮助学生对所学知识进行深度加工袁引导学生展开思考袁促进学习迁移2援学生的学习行为遥
若用户的头部转动或身体移动院学习适应
袁场景会模拟现实环境进行视觉调节袁从而实现第一人称视角的转向和位移遥为了减少无谓的认知冗余袁该平台设计简单的交互方式袁追求易操作效果遥在该阶段中袁学生的学习行为主要体现为学习适应袁具体是指学生在接触虚拟现实场景时袁需要掌握一定的基本操作技能袁同时袁需要获得对该学习情境的基本情况的认知袁例如袁学习情境设计的目的及学生应该达到什么学习效果遥学生可以借助已有的知识及经验袁探索虚拟现实构造的学习情境遥学生通过对简单操作方式的学习袁获得如何与学习情境发生交互的基本认知遥该阶段的学习属于浅层学习袁是深层学习的基础遥
渊1.二交互是指人与机器发生相互作用模块设计冤交互
院学习行为预测与引导设计遥该系统使用虚拟头盔与虚拟手柄等设备作为交互工具遥头盔将人对外界的视觉与听觉进行封闭袁左右眼屏幕分别显示左右眼图像袁有差异信息被人眼获取袁脑海中会产生立体感Vive袁使用户产生一种身临其境的感觉遥手柄是HTC收到虚拟场景中的各种信息手柄袁内置捕捉动作的传感器袁获得多种感官刺激遥用户佩戴头盔袁袁接通过手柄实施多种动作袁与虚拟现实场景发生交互遥
为了降低系统的无关信息冗余袁减少学习者的认知负荷遥通过对学生学习行为的预测袁本研究团队将交互方式集中设计为三种交互指令院野点击袁按键提示冶袁用于开启或关闭手持控制器的按键提示曰野点击袁用于交互冶袁与软件系统中的UI进行交互曰野点击袁用于移动冶袁用于移动到绿色射线所指示的位置遥通过对学习者特征的分析袁可知学习者的思维更容易接受形象化的东西袁因此袁将交互方式设置为全沉浸式袁为学习者提供丰富的感官体验遥利用连续性
63
64
电化教育研究
的决策和进阶式的任务袁逐步引导学生与虚拟现实情境进行交互并掌握其内所蕴含的科学文化知识遥学生能够在与系统内物体进行交互的同时袁获得临场的深度体验2.遥
在虚拟现实技术的支持下学生的学习行为院意义建构
袁学习交互与体验的深
度与广度加大袁提高了学生学习的自主性遥基于虚拟现实技术的多感知性尧存在感尧交互性与自主性特征袁学生在人体骨骼虚拟现实学习系统中袁首先进入的是浅层学习阶段袁该阶段中学生获得视觉尧听觉感官体验袁并通过置身情境方式袁与场景进行适应性交互袁该阶段的思维发展处于低级水平遥然后袁学生进入概念的中层次交互阶段野步建构知识体系骨骼结构冶野骨骼数量袁学生与场景所蕴含的遥
冶等学习内容发生概念交互野骨骼功能袁逐冶渊1.三系统为学生设计了有层次的感官体验模块设计冤体验
院学习体验设计
袁引导学生逐步了解人体骨骼遥
骨骼模型的学生渊1冤第一个场景设计为浅层次的浏览袁对骨骼本身是有恐惧感的遥首次接触遥为了避免学生产生抵触心理袁这一场景的体验方式为野模型的分解浏览冶遥学生可以利用手柄发出的射线碰触骨骼的各部位袁各部位骨骼以及知识介绍会放大在视野的正前方袁旋转的骨骼为学生提供更全面的观察角度袁慢慢消除学生对骨骼的恐惧袁激发学生的学习兴趣渊如图3所示冤遥
图3人体骨骼知识学习
础上渊2冤袁将第二个场景设计为近距离观摩人体骨骼在对学生学习行为与探索路径的合理预测基遥因此袁系统设计出一些可抵达的尧多角度观察平台遥学生在人体骨骼基础知识学习后袁可以选择进入骨骼多角度观察阶段遥学生进入该场景袁可以看到螺旋上升的圆盘袁用户可以利用野点击袁用于移动冶按键袁实现移动遥在该阶段中袁学生可以通过位置的移动袁实现对人体骨骼组成的全方位观察渊如图4所示冤袁获得更直观的视觉体验袁有助于帮助学生建立直观经验袁获得对人体骨骼细节处的深度学习遥
图4侧视3D立体图图5骨骼拼接
骼模型的恐惧渊3冤经过前两个场景袁并会产生进一步了解骨骼结构的求知袁学生已经逐步消除了对骨欲袁因此袁设计的第三个学习情境为人体骨骼拼接袁为学生提供动手拼接骨骼的机会遥
在拼骨练习场景中袁设置选项简单清晰袁学生可以轻松掌握转换场景的方法袁降低认知负荷遥用户可以长按野抓取物体冶按键袁将手柄接触到骨骼中间位置拾取骨骼5袁将骨骼移动到对应的虚拟影像位置渊如图了解所示袁可以点击进入到骨骼观察场景冤袁在该过程中袁如果用户对于该学习内容不够
袁自主控制学习进度遥在该阶段中袁抓取骨骼时会直接调用相关数据库知识2.袁该阶段主要涉及学生的认知发展思维过程学生的学习行为会为学生提供相应的知识与反馈信息院问题解决策略形成
遥
袁学习层次已经进入深度学习遥学生通过主动探索袁触发虚拟现实情境的一系列事件袁在野竞争冶野挑战冶元素的刺激下袁激发学生完成意义建构袁并在潜移默化中形成问题的解决策略遥在该学习系统中袁学生通过骨骼学习与骨骼观察阶段的知识学习袁逐步形成了骨骼拼接的问题解决策略袁最终实现人体骨骼知识的内化遥
渊1.四该阶段需要设计学习反思模块设计冤反思
院学习评价与反馈设计
袁主要集中在学习评价与反馈上遥通过设计学习评价与反馈袁为学生的学习行为提供及时反馈袁引导学生进行深层反思遥反思作为深度学习的必要条件袁其本质是促进学生元认知能力的改善袁引导学生学会学习遥在骨骼拼接过程中袁拾取骨骼时会直接调用相关数据库知识袁会为学生提供相应的知识与反馈信息遥在知识问答环节袁对学生的知识获得与学习迁移进行评价遥
在模块设计中袁针对问题设计引发深度挖掘的情节及驱动性问题袁促进学生展开反思遥不同阶段的设计袁采用声音尧图像尧动画尧模型等多媒体形式袁为学习者提供丰富的感官刺激袁有助于引导学习者在潜移默化中获取相关知识尧技能遥该模块设计中袁设计人员应该进行反思袁思考设计的问题是否可以引发学生进行深度学习袁能否达到学习迁移的目的遥本研究团队在该环节中袁意识到尚存在问题导向性较弱的问题袁正针对
2019年第1期渊总第309期冤
这些问题进行更深入的设计袁不断促进系统的优化遥在深度学习场域模型为虚拟现实在教学领域中的该模块中袁结合学习分析模块袁将各阶段记录下的学生应用提供了有效的支撑和指导袁结合有效策略能够最学习行为进行大数据处理袁能够为教师的教学提供丰大程度上改善学生与场域的深度交互袁提升学生的学富的数据资源2.在反思阶段学生的学习行为袁为学生的自我评价提供支持袁学生通过在情境院学习迁移
遥
习体验袁促进深度学习的发生遥笔者结合全沉浸式人体骨骼深度学习场域模型构建的经验袁提出以下有效尧交互尧体验阶段的
建构建议院
学习袁获得对学习知识的深度了解袁逐步实现深度学渊一冤设置故事情境袁激发学习者的学习动机
习袁学生通过对学习行为的自我评价袁获得良好的学在深度学习中袁强调学习者的主动性遥在虚拟现习反思遥学生通过反思袁将在虚拟现实技术构造的学实技术的应用中袁需要设置良好的问题情境袁同时袁应习场域中获得的体验性与交互性知识袁转移到现实生该注意为学生提供足够而不过量的感官刺激袁避免干活中的具体问题上袁实现有效学习迁移袁进而达到获扰到学习者的思维过程袁产生负面影响遥虚拟场景与取程序性知识的效果遥学生进入到学习迁移的高层次情节设置袁应该根据ARCS动机激励模型袁引起学习阶段袁学生通过高水平的认知发展袁引发了良好的学者注意袁设置情境应该与学习目标具有较高的相关习结果袁将在人体骨骼虚拟现实系统中学习到的知性袁注意培养学生的自信心袁引导学生正确归因袁提高识尧技能有效地迁移到现实生活的问题解决中袁例如袁学生对虚拟场景的自我效能感与满意度遥
利用学到的骨骼知识袁培养良好的运动习惯遥
渊二冤给予策略引导袁支持学生主动意义建构
渊五冤学习分析深度学习作为一种学习的深层次阶段袁需要符合针对学生在虚拟现实系统中的行为表现袁进行实先行组织者策略袁应该与学生原有的知识结构相链时跟踪尧记录尧评价袁从而形成一体化的学习测评体接遥虚拟现实技术构造的虚拟情境中袁通过给学习者系遥根据本研究团队设计的叶基于沉浸式虚拟现实系提供策略或者知识指导袁引导学习者建立正确的心理统的学习评价指标体系曳袁从学习兴趣尧学习动机尧坚表征袁进而促进学生进行主动意义建构袁到达最近发持性尧自制力尧注意力尧满意度尧认同感尧学习计划尧自展区遥周玉霞尧李芳乐尧谢永祥等学者通过实证研究袁我效能感等22个指标入手展开分析遥其中袁能够直得出在有无提示问题时袁学习者学习迁移的程度存在接利用虚拟现实产品搜集到的行为数据主要包括学很大的差异袁说明袁在虚拟现实情境中袁设置相关提示习时长尧出错次数尧出错频率尧拼骨正确率尧答题正确问题袁建设引导性情境袁有助于促进学习迁移[20]率尧转换场景次数尧学生反思语言等遥
拟现实系统的应用过程中袁需要在恰当时机呈现提示遥在虚五尧基于虚拟现实技术的深度学习场域
问题袁激发学生进行更深一步的意义抽象袁获得去背模型构建策略
景化的知识袁在潜移默化中实现学习迁移遥
渊三冤结合交互层次袁强化学习者的认知加工
虚拟现实技术构建的深度学习场域模型袁在学习在学习者的认知加工过程中袁需要重点分析注意者的学习迁移与意义建构中具有重要的应用意义遥教与知觉遥深度学习支持自上而下的建构知觉形式遥在育工作者应该在教学活动过程中充分利用虚拟现实注意呈现环节中袁虚拟现实技术建构的学习场域应该技术袁不断促进学生学习环境与学习方式的创新袁同考虑注意的选择性问题遥而在知觉的刺激环节中袁虚时袁应该注意利用深度学习场域构建有效策略袁有效拟现实场景应该注意结合建构知觉策略袁减少学习者控制认知负荷袁避免冗余效应等遥虚拟现实技术支持的认知负荷袁促进知识的有意义建构遥另外袁需要根据的深度学习袁需要加大对反思与总结环节的重视袁从交互层次袁促进认知的深度加工袁通过概念交互与体问题出发袁激发学生注意到行为关键点袁从而抽取规验袁引导学习者从深度学习场域中迅速提取相关信律袁改善思维层次袁达到深度学习的目的遥
息袁促进概念与知识的迁移与建构遥
[1][2]王运武李本友袁袁朱明月李红恩.袁余宏亮学习方式何以变革.学生学习方式转变的影响因素院标准与路径[J].现代远程教育研究[参考文献]
尧途径与发展趋势袁2015渊3冤院27-35.
[J].教育研究袁2012渊2冤院122-128.[4][3]杜娟张倩苇袁李兆君袁黄曼琳袁郭丽文袁葛会芳.促进深度学习的信息化教学设计的策略研究袁杨永忠.基础教育信息化教学现状与推进策略[J].电化教育研究院以贵州省为例袁2013渊10冤院14-20.
[J].教育研究与实验袁2016渊1冤院49-53.
65
66
电化教育研究
[5][6]娜仁高娃美国新媒体联盟袁柳海民.北京师范大学智慧学习研究院基础教育野学习场域冶的构建设想与反思援2017新媒体联盟中国基础教育技术展望[J].东北师大学报渊哲学社会科学版院地平线项目区域报告冤袁2010渊3冤院136-140.
师范大学袁2017援
袁[R]援北京院北京[7][8]杨雪萍[9]冀巧玲.基于unity3D的虚拟现实技术在中学物理教学中的应用研究[D].上海院上海师范大学袁2015.[10]刘松梅..基于基于虚拟现实平台的中学信息技术课程设计与应用VR-Platform的中学物理虚拟实验的设计与开发[D].[D].成都济南院山东师范大学袁2011.[11]克里斯迪德KAMARAINEN袁余福海院四川师范大学袁2012.combinedAM袁METCALF.深度学习中数字技术的角色S袁DEDEC袁etal.[J].Student数字教育gains袁2016袁2渊4冤院87-92.
inscienceinquiryskillsfollowingparticipationincurriculumthat
[12]Austin袁AugustEcoMUVE7-12袁2011.
渊EcosystemsMulti-userVirtualEnvironment冤andfieldexperiences[C]//Texas院96thESAAnnualMeeting袁[13]阎乃胜.深度学习视野下的课堂情境[J].教育发展研究袁2013袁4渊12冤院76-79.
[14]陶侃.虚拟环境中基于问题情境的认知活动与学习交互[J].开放教育研究袁2012袁18渊4冤院36-43.[15]吴秀娟[16]吴南中袁[17]KOLBD袁张浩李健苹.基于反思的深度学习试验研究A.Experiential.虚实融合的学习场域learning院Experience院特征与塑造[J].远程教育杂志袁2015渊4冤院67-74.asthesource[J].中国远程教育oflearning袁2016渊1冤院5-11袁79.
[18]曾明星FREDRICKS袁李桂平JA袁BLUMENFELD袁周清平袁等.MOOCPC袁PARIS与翻转课堂融合的深度学习场域建构anddevelopment[M].NewJersey院Prentice-Hall袁1984.AH.Schoolengagement院potential[J].现代远程教育研究oftheconcept袁state袁2016袁26渊1冤院41-49.
educationalresearch袁2004袁74渊1冤院59原109.
oftheevidence[J].Reviewof[19][20]郭继东周玉霞.袁英语学习情感投入的构成及其对学习成绩的作用机制李芳乐袁谢永祥.教育游戏野农场狂想曲2冶中的学习迁移[J].[J].现代外语中国远程教育袁2018袁41渊1冤院55-65,146.
袁2011渊4冤院79-83袁96.
ResearchonConstructionofDeeperLearningFieldModelBasedonVirtualReality
(ShaanxiHEJuhou,NormalLIANGMinistryUniversityRuina,ofEducation,KeyHANLaboratoryGuangxin,Xi'anofShaanxiModernXIANXin,LIANGYushuai710062)
TeachingTechnology,
provides[AbstractNowadays,powerful]Virtualsupportrealityforthetechnology,creationwithitsuniquecharacteristicsoffullimmersionandinteraction,realityvirtualineducationthetechnologyofvirtualrealityofisteachingbecomingsituationsmoreandandmoregreatlymature,changesandthetheapplicationwaystudentsofvirtuallearn.ofrealitytechnology,hasbecomethispaperahotholdstopicforthateducators.theadvantagesByanalyzingofvirtualtherealitylearningtechnologycharacteristicsinthesupportedconstructionby
learningdeeplearningtechnologytransferfieldandsoareonmainly.Thisembodiedpaperconstructsinsituationanin-depthconstruction,learningexperiencefieldmodeldesign,basedbehavioronguidance,cornerstoneby(student(learningusingdesignSpaceandTowerdevelopmentwithcontext,researchinteraction,methods.experienceThemodelandisreflectionanopenvirtualrealityasfieldcomposedofacomponentsengagement),paperinthemodelandcoordinatethreesupportandhelppointseach(teachers,othertoachievetechnicians,in-depthdemandlearning.transformationthecore),tools).aAllkerneltheandresearchersstrategytakestheof\"humanconstructingskeleton\"thefieldvirtualmodelrealityoflearningsystemasanexample,andBasedputsforwardonthisthemodel,methodthis[Keywordsofeducational]VirtualRealityapplicationTechnology;ofvirtualin-depthlearning,inordertoprovidesomereferenceforIn-depthreality.
Learning;ExperienceLearningCycle;LearningField
因篇幅问题不能全部显示，请点此查看更多更全内容