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大丰收心水论坛《沉浸式教育白皮书》发布看沉
发表时间:2020-01-29

  美国的一项研究表明,技术的引入使87%的学生更有可能去上课,并且其中72%的学生更有可能积极地参与学习。Smoothwall的一项研究发现,96%的教师认为技术对孩子们参与课程和学习的方式产生了积极的影响。

  微软在ISTE2019大会上发布了一份名为《Immersive Experiences in Education》(沉浸式教育体验)的白皮书。通过交叉对比教育理论与案例分析等一系列调查,探索了AR应用在课堂中的优势和理论。

  白皮书报告中指出,AR在教育的应用场景越来越多样,应用在课堂上会给教师和学生带来积极影响。同时,当沉浸式拘束与游戏式学习能够遵照教学理论进行正确部署,将有可能支持和拓展课程内容,优化学习效果,这将是以往教学手法无法实现的,而且成本足够实惠,支持规模化。

  对于传统情境学习来讲,在现实场景中进行模拟和重现并不容易,而利用AR技术,你将不再需要担心成本、物流、容量和危险的问题,只需通过营造心理沉浸感,以及提供社交/协作式交互,就能实现情境模拟,而且AR营造的环境还有望为学生培育隐性技能。

  这里指的是学生成功在AR中感受到自己的存在,通常在开车模拟等教学场景中得到广泛使用。此外,还有一些教育者利用《我的世界》教育版来为学生提供游戏式教学,学生们的反馈是:在游戏中学习历史并不是学习,而是身临其境的体验。

  叙事对于所有教学方式来讲都是重要的激励和知识传授手段,而AR叙事则能够触发强大的语义联想。而在虚拟环境中,需要在引人入胜的叙事推动下,才能让学生投入情感,摒弃之前任何怀疑,沉浸到整个环境中。

  因此若想为学生打造沉浸式教学环境,则需要在设计上考虑到动作、社会和象征/叙事因素以及感官刺激。

  指的是引导参与者去采取行动,并且行动所产生的结果对于参与者来讲要足够新奇有趣,比如婴儿第一次学走路的时候,就会非常全神贯注。

  AR在提升学生深层次的认知能力、创造力、批判性思考上展现极大优势,这是因为它具备三大特性:帮助具象化认知、以掌握为重点的学习方式和降低认知负荷。

  这里指的是在沉浸式的安全环境中通过逼真的可视化内容来进行含蓄的学习,总之具象化认知就是通过精神和感知模拟,向学生展示课程内容,教学效果足够好。

  受各种现实因素限制,一些现实场景通常并不容易具象化,比如让学生在位于市中心的教室体验农场,或者回到古代体验历史,甚至以接近光速观看相对论效应。而在AR的帮助下,这些场景便可得到足够逼真的模拟,并通过模拟体验来缩小理论和实践的差距。

  通过持续刺激和反应,AR可为学生提供积极的强化学习模式,从而达到有效的以掌握为重点的学习效果。

  调查结果显示,学生在接受AR教育之后考试分数可提高22%,而且学到的知识可存留一周时间,大丰收心水论坛。在学到知识同时还提高了在技能型任务上的表现,获得抽象推理、批判性思维的能力。

  因此,学习效果得到提高,学生注意力和节奏控制能力增强,甚至还提高学习动力、兴趣、自信心,以及学生与科目之间的情感联系,提升互相之间的协作。

  从2D图像中学习具有抽象属性的内容时,人脑需要将2D转化成3D可视化的图像,这将带来大量认知负荷,而信息量过大还容易让人脑有限的记忆走入瓶颈,这将造成注意力和兴趣缺乏,从而降低学生对知识的理解和保留能力。

  而AR降低认知负荷的方式是,让学生能够直接看到可视化的内容,并且可以上手与复杂的结构交互,这样便能在短时间内吸收更多关键信息。微软的一项研究显示,通过检测学生的脑电图发现,如果他们用3D交互式影像来学习折纸,学习认知负荷会大幅降低。

  证据显示,沉浸式技术对于打破情感障碍和引起共鸣方面非常有效,即使是对同情心本来比较少的人也会产生积极影响,而且也能提升人对于其他文化的理解。

  比如,此前斯坦福大学虚拟人类交互实验室就曾开发一款关于海洋酸化对珊瑚礁造成影响的VR内容,接受体验的学生们开始意识到人类行为对美丽的海洋生态所做出的破坏,并对他们感到失望。

  对于阅读障碍、自闭症、多动症患者等学习困难的学生来讲,沉浸式技术也展现出了对学习效果、效率、存留率和空间认知的提升。用AR技术有望提升学生分数,从而减少学习困难学生与其他学生之间的差距。

  沉浸式技术可为学生提供协作式学习环境,还能帮助他们获得平等的知识,甚至还能通过对学生的个人定制化,提高学生对于学习的积极性。

  教师们反映,在课堂中使用AR可提高课堂内容的定制性和自主引导性,学生们在AR中完成任务的时候,会通过在环境中的探索来尽可能提高学习效果,强化学生对于概念和现象的了解。

  数据显示,98%受到定制化教育的学生要优于接受统一教育的学生,而AR技术通过为学生提供学习自主权和激励自主探索,在循序渐进中辅助教学,效果要优于传统教学指标。

  透过沉浸式教育的特性分析,目前在校园里应用沉浸式学习环境的场域主要有这几种:

  数字化实验室在中小学校里逐渐替代传统实验室,为多学科的智慧课堂提供智能装备。利用VR/AR设备,可以使学生在虚拟环境下模拟物理、生物、化学不同环境做实验,进行现实中难以重复的、具有危险性的、器材损耗高的、现实中无法模拟的,肉眼难以观察的多种实验 。

  创客教室是学生发挥想象力,训练动手能力的重要学习空间。这里的VR/AR设备主要帮助学生利用虚拟环境,进行建模、3D观察、互动分享等,增加课堂的丰富性和趣味性。

  结合VR/AR技术的校园科技走廊,通过裸眼3D形式给学生普及地理空间科学和生命科学等相关领域的知识,还可以利用追踪眼镜和触笔,在校园科技走廊里实现知识互动,增加生动性与交互性。

  VR/AR技术可以在虚拟环境下模拟火灾场景,通过营造火灾现场的真实感,训练学生模拟从火灾发生、报警、小火扑灭等环节的自救操作,认识和使用消防道具、逃生、隐患排查各种技能训练,加强学生对安全的防范意识。

  使用虚拟现实技术开展沉浸式学习日益引起教育者们的重视,当身临其境的技术和基于游戏的学习改变传统课堂教学模式,为学生创造更具实际操作性、更接近真实世界的沉浸式学习体验环境时,学生的学习兴趣也随之被激发,促使课堂向以学生为中心教育观的转变,提升学生的参与感和存在感。

  因此,学校在建立沉浸式教学环境时,同时也要进行相应的资源配备,比如可持续更新的AR课程资源,专业的教师资源,都是沉浸式学习环境是否能够发挥巨大效能的关键。

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