VR技術首先能為人的意識帶來沉浸感, 同時它也能為人體帶來多感知性、存在性、交互性與自主性, 鑒于它的多種技術綜合優勢, 它能夠實現實時三維計算機圖形技術、廣角立體顯示技術、同時在音頻方面也能夠給予體驗者一定的音界體現, 魅力無窮。在教育領域, VR技術所創設營造的沉浸式學習環境也是不言而喻的, 它顛覆了現代教育模式甚至是基本思想理念。
一、VR沉浸式學習環境的基本特征與仿真體驗內容
VR沉浸式學習環境所提供的環境是虛擬不真實的, 它通過大量的建構工具體系與表現區域不斷提高學習者本身的主觀能動性, 這一點與瑞士著名兒童心理學家Jean Piaget的“將實驗室搬到課堂中去”構想不謀而合?，F代VR沉浸式學習環境的創設正是希望創設這樣一種真實情景體驗感覺, 它與現代建構主義教育思想相適配。
就VR技術而言, 美國研究學者Philippe.Coiffet以及G.Burdea就深刻闡釋了它的3個基本技術應用特征, 分別為沉浸感 (Immersion) 、交互性 (Interaction) 以及構想性 (Imagination) 。這3點被人們稱之為VR技術中的“3I”特性。“3I”特性正揭示了VR技術被教育領域所中意的3種特性, 那就是互動性學習模式凸顯一種課堂教學過程的沉浸感, 讓學生完全沉浸于知識內容中并能夠發揮想象力, 形成一種積極主動學習的良好狀態。以下簡單對VR沉浸式學習環境中所營造的這3點基本特性進行分析, 同時感受他們所帶來的仿真體驗內容理論知識
(一) VR沉浸式學習環境的交互性
交互性代表了學習者能夠與虛擬環境中所所有可控制物體進行交流, 以求獲得最自然的反饋內容。在該過程中, 學習者甚至可以通過觸覺、嗅覺、味覺等等感受物體, 實現與VR技術體系中某些所生成內容之間的相互交互, 再通過視覺、聽覺等等直觀感受他們的移動和變化等各種參數。例如在學習天文內容時, VR技術所模擬的星空中所有的云朵、星座都會是移動的, 它就能夠與學習者之間形成交互交流, 讓學習者能夠真正體會到這些星座行星的運動過程, 感同身受。
(二) VR沉浸式學習環境的沉浸感
沉浸感是VR沉浸式學習環境創設的關鍵, 它其中所談到的沉浸感還被稱之為臨場感, 學習者作為主角通過VR視角觀察某一樣被模擬形成的事物, 體會它的真實程度。所以說沉浸感一直以來都被認為是VR技術系統中的性能評判指標, 它結合多方面特性內容展開沉浸式學習環境創設, 例如視覺感知特性、聽覺感知特性、觸覺感知特性、力覺感知特性、味覺感知特性、嗅覺感知特性以及運動感知特性, 這些感知功能都是人體固有的, 而VR沉浸式學習環境的創設是希望進一步激發人體的這些感知功能特性, 讓他們在學習者學習的過程中也活躍起來, 體現一種感知功能優化過程。只有人的五感全部沉浸于某種情境中, 他才能稱之為真實沉浸其中, 以這樣一種方式展開學習過程無疑是創造了一種相對以假亂真的擬真環境, 可為學習者帶來無與倫比的生動體驗過程。
(三) VR沉浸式學習環境的構想性
由于人類本身在許多領域都面臨著前所未有的待突破問題, 例如核動力學科建設中的核試驗、核反應堆維護;氣象學科中的自然災害氣候預報;醫療學科領域中的外科手術;化學學科領域中的王水實驗、氯氣生成實驗等等。若想在現實環境中完成這些實驗內容需要承擔一定的風險, 可能導致意外傷害情況的發生。所以可采用VR沉浸式學習環境建設體現這種學習環境構想性特征。例如在物理實驗教學中進行“牛頓第二定律”實驗, 就可以利用VR技術模擬“比薩斜塔實驗”, 在不受到空間環境與時間因素制約下, 展開虛擬化的“比薩斜塔實驗”, 解決那些在現實中可能無法實現或難以實現的教學內容, 擴展人們的知識面[1]。
二、VR沉浸式學習環境的基本設計理念
在決定使用VR技術展開沉浸式學習環境設計以后, 就要遵循它的科學性內涵, 明確幾點在教學中必須要運用到的設計理念原則內容。例如首先它就應該遵循真實與精確原則, 在真實認識活動中就要建立一種真實且精確的VR沉浸式學習環境, 確保每一名學習者都能夠參與環境構建與輔助過程中, 利用各種虛擬裝備操作構建動作、顯示信息內容與信號流程, 保證環境創設過程中所有信號流程的實際安裝與教學需要統一一致。VR技術屬于高精度技術, 所以它的每一處設計與設備安裝都要求精細化, 這是教學過程中創設VR沉浸式學習環境所必須要注意的。
其次要實現系統與整合, 保證VR沉浸式學習環境建設體現出一定的教學內容銜接性, 同時客觀反饋知識點的獨立性特征, 確保所構建的VR技術環境能夠完全融入到綜合性教學氛圍中, 體現一種跨學科、跨地域整合特征。
具體來講, VR沉浸式學習環境中對教學內容的設計應該首先明確教學要求, 看需要通過哪些模塊組合形成正確的教學層次, 進而體現出VR沉浸式學習環境建設的有效性、內容連貫性與銜接全面得體性。在VR沉浸式學習環境中是存在教學內容系列化模塊組合系統的, 它們就是該學習環境中的核心內容框架, 通過它們就能實現跨學科、跨領域發展, 確保學科課程系列中的最知識內容整合點被體現出來, 將它作為最佳整合點課程系列進行有效連接, 主要是對學習環境中某些線索要素的連接, 推進全面發展與整合教育理念、策略, 最終實現對學生多學科、跨學科的綜合素養培養過程。
第三要實現交互與合作, 這是VR沉浸式學習環境中的關鍵, 這種交互與寫作體現在多個層面, 例如學習者與虛擬空間中虛擬角色的交互、學習者與學習者或者與教師之間的交互等等。不同的交互合作為學習者帶來不同的學習體驗, 一般情況下教師還是鼓勵學習者與虛擬角色之間完成交互, 因為這樣就能基本實現VR沉浸式學習環境的創設構建, 讓學生感受到學習過程的臨場感。傳統教學中教師與學生能夠形成對話, 這是從學生個體到面向學生、教師之間的獨白與對話轉變。而現如今, 在VR技術中學生也能夠感受到從獨白到對話的有效轉化, 那就是一種個體式學習到合作式學習的轉變, 而合作的對象則可能是VR虛擬對象, 它同樣能為學生帶來與真人合作一般的臨場感覺, 這就大大節省了大量的課堂教學資源。
除此之外, 在VR沉浸式學習環境創設過程中還希望體現一種實踐與趣味性優化, 保證針對學習者的評價反饋與操作管理都在教學者的掌控之中, 即合理把握學習者的認知情感習慣、情感結構以及經歷等等內容進行VR沉浸式學習環境布設與調整, 為學生帶來最大化、最優化的虛擬學習生活體驗[2]。
三、基于VR沉浸式學習環境創設的案例分析
在現代信息學院教學中, 對VR沉浸式學習環境的創設是非常常見的, 例如在裝潢藝術設計專業教學案例中, 就包含了“可視化3D公寓”教學模式, 教師要將裝潢藝術融入到VR沉浸式學習環境中, 建立能夠讓學生融入其中的虛擬化仿真公寓。
(一) 教學場景創設
在教學中會首先運用到VR沉浸式體驗設備主角, 那就是VR頭盔顯示器, 在VR系統中構建城市居民區程序, 并設計大規模的3D公寓場景。其中對建筑房屋的各部分細節都設計把握到位, 可帶領學生進行建筑內外部探索, 定制公寓單元內設關卡, 讓學生能夠在不同角度、不同形式下參觀公寓的每一個細節。而探索完所有關卡的學生則可獲得一枚獎勵勛章。
(二) 教學模塊設計
在教學模塊設計方面, 將裝潢藝術設計與VR技術融合起來, 建立VR沉浸式學習環境, 同時配合某些3D建模技術內容與平面廣告設計內容完善可視化3D公寓, 保證教學模塊串聯優化, 為課程中的各項內容尋找契合點, 將原本碎片化的知識內容整合成一個整體, 體現VR沉浸式學習環境的信息系列整合能力優勢, 在不同公寓視角下體現不同的知識體系內容。
實際上, 教師設置這一VR系統程序就是希望學生能夠深層次體驗3D可視化公寓, 在足不出戶的情況下節約了大量教學資源, 在宣傳教學VR技術的同時也實現模塊拓展, 通過實踐體驗調整修改技術內容, 形成大數據教學過程[3]。
四、總結
綜上所述, VR沉浸式學習環境的創設還在于重點突出對學習者的沉浸式體驗與體現交互自如性。在未來, 這種先進的技術內容還將被應用于教育領域的更多環節, 深層次體現其更多的技術優勢, 為教育服務。
摘要：VR (Virtual Reality) 即虛擬現實技術, 它也被稱之為“靈境技術”, 是一種可以創建虛擬世界, 為人帶來靈境體驗的計算機仿真系統技術。它利用計算機所生成的虛擬環境基于多元信息融合實現交互式三維動態取景, 它的最大特點就是能夠讓人感受到一種沉浸感中。隨著VR技術近年來的日漸火熱, 它從最初的軍事、科研、醫學等等高深領域已經逐漸蔓延到人類生活學習領域。本文就探討了VR技術在沉浸式學習環境中所體現出的基本特性、仿真體驗與設計理念原則, 結合實際案例探討了它的學習環境創設構建過程, 體現了它的技術優越性以及它與教育領域的適配性。
關鍵詞：VR技術,沉浸感,沉浸式學習環境創設,仿真體驗,設計應用
參考文獻
[1] 王迎, 陳麗, 陳美玲.用虛擬現實技術創設“沉浸”式網絡學習環境[J].中國電化教育, 2002 (4) :62-64.
[2] 高露, 溫江.虛擬現實技術在建筑設計教學中的運用[J].建筑工程技術與設計, 2018 (26) :812.
[3] 趙亮, 杜玥, 李赫亞.虛擬現實技術在思想政治理論課中的創新應用[J].學校黨建與思想教育, 2018 (12) :34-35, 38.