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2017年会是VR在教育领域的普及年吗?来看英媒记者深度体验欧美VR课程

作者:乔敦 璎珞 发布时间:

2017年会是VR在教育领域的普及年吗?来看英媒记者深度体验欧美VR课程

作者:乔敦 璎珞 发布时间:

摘要:如果遇到需要学习的,无法可视化的东西,学生是否还能学好?

“我正在一个演讲厅中听美国天体物理学家泰森(Neil deGrasse Tyson)的动画形象讲述科学史。就在他要开始讲述中世纪恶魔信仰的时候,一个红色的魔鬼突然凭空出现,它快速地冲到我的面前露出獠牙,让我不寒而栗。”

“当泰森讲到伽利略的实验方法时,他变戏法般地变出了一个比萨斜塔的模型,伽利略曾在斜塔的顶端做过一个著名的实验,以完全一样的加速度掉下两个不同质量的小球。”

很显然,上段描述中的演讲厅不是真实的,而是通过一个虚拟现实(VR)头罩感受的,由爱尔兰Immersive VR Education公司创造的虚拟空间。

日前《泰晤士高等教育增刊》记者马修斯(David Matthews)便前往了位于英国和美国的数家VR企业和大学,亲身体验了一把VR教学的魅力。

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由虚拟现实技术创造的天体物理学家泰森的“演讲现场”

VR:沉浸式教学的新维度

根据公司创始人惠兰(Dave Whelan)的说法,泰森的魔术只是“让你领略下VR改变学习方法的潜力而已”,他在第一次感受过虚拟现实头罩后放弃了网页设计的事业,并在2014年创办了这家公司。

按照惠兰的设想,未来航空工程学生可以用VR装配飞机引擎,工程师用“虚拟麦卡诺套装”在周围建造桥梁,化学讲师可以让学生在上课时看到分子模型的内部。

“为什么还要呆在教室里上课?”惠兰说道,“如果你教的是海洋生物学,可以在海床上教学,让一头鲸鱼在班级中间游弋。这样显然会更加吸引人。”

如今VR技术已经“遍地开花”,可以流畅跟踪头部移动的高质量头罩已经于去年出现在了消费市场上,而惠兰也只是很多试验VR教学潜力的人之一。

尽管用户目前还不会将虚拟世界误以为是真实世界,但研发人员已经创造出了令人难忘的精细环境,看上去和如今的电脑游戏一样栩栩如生。

最高端的头罩并不便宜,起价为350镑,并需要一个高端计算机或PlayStation 4来运行。虽然为整个班级或者授课厅配置这类设备成本很高,但教育仍然被预测会占新兴VR市场中很大的一部分。

根据去年早些时候高盛的一份报告,到2025年VR在学校和大学的市场份额会有5.5亿镑,用户数达到1500万人。在2014年以20亿美元购买了头罩生产商Oculus的Facebook此前承诺,会投入1000万美元用于帮助研发教育VR体验。

医学:VR教育应用的桥头堡

浸入式VR教育是将VR的优点推广到教育界工作的一部分,目前大部分对VR技术的应用都在游戏领域。举办泰森讲座的应用叫Engage,本质上就是一个可定制的空间。学者们可以调用3D模型,让学生从任何一个角度来进行观察。

在一个演示中,马修斯和惠兰的同事一起组装了一具人体骨骼。虽然对方是在隔壁控制他的虚拟化身,但他们俩人仍然可以在组装中毫无障碍地扔骨头到对方身上。

马修斯回忆称,通过手持控制器,他可以捡起和仔细检查肩膀下比较平缓的骨头,将它转过来放进对应的位置。即使是在3周之后,关于它形状的记忆仍然栩栩如生。

惠兰表示,这些虚拟空间“感觉就像是真实的地方,创造出的也是真实的记忆”。

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当然,对于医学院学生来说,不用VR来仔细检查人体骨骼并不是件困难的事情。但惠兰表示,该项目的下一阶段是创造出一个更加精细的人体解剖模型,可以在VR中分解和重组。

“这会对所有的医学机构有所帮助。”他表示医学是VR应用在大学中的桥头堡。

而在今年早些时候,美国凯斯西储大学(Case Western Reserve University)发布了一个使用微软HoloLens头罩来教授医学院学生的视频。

和惠兰使用的头罩不同,HoloLens以增强现实(AR)的方式让用户看到他们周围的环境,并通过投射图像到护目镜上来创造出全息的3D物品,让人觉得它们好像存在于自己所处的房间内。

在这个场景中,戴着头罩的学生正在从各个不同的角度检视一个人体模型。在某一时刻甚至出现了实际位于另一个城市的讲师的浮动人头,解释了大脑是如何连接的。

该校医学院院长戴维斯(Pamela Davis)表示,这大大加快了学习的速度,学生表示用HoloLens上15分钟的课可以帮他们少在尸体实验室呆上10多个小时。

所有这些复杂的模型,无论是人体的部分还是太阳系的化学化合物,都必须由其他人在授课前创作。但惠兰表示目前已经有数千个教学3D模型存在,学者们可以从模型制造人员那里有偿定制不存在的模型。

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“走出教室”

在马修斯参加的另一场浸入式VR教育模拟中,他发现VR并没有必要模仿实际的授课教室。

在这场模拟中,学生站在一个码头上,在学会如何计算炮弹在空中飞行之后,便可以在虚拟白板中进行运算,得出应该如何调整炮弹的角度来击沉海岸边的战舰。这些内容学生都可以在电脑屏幕上完成,但通过VR学习弹道学会感到更加引人入胜。

除了物理科学之外,也有不那么明显的VR应用,比如法律。英国威斯敏斯特大学为刑法学生创造了一个虚拟空间,他们可以在空间中寻找线索来构建一个谋杀案件。

该校的计算机科学高级讲师门采洛普洛斯(Markos Mentzelopoulos)表示,学生可以绕着一幢建筑走动,判断是否有人能看到犯罪经过,而不是简单的阅读目击者的证词。

看得到,记得牢?

根据惠兰等倡导者的说法,这类互动VR教育之所以有前途是因为比起在传统课堂中所读到、听到或者看到的内容,学生在这类学习中记住的内容要多得多。

他们的这一主张建立在一个被称为“学习金字塔”的教育理论之上的,该理论由美国教育家戴尔(Edgar Dale)于1960年代提出,根据能记住多少信息来对学习类型进行排名。

然而根据利兹大学的数字化学习主管莫里斯(Neil Morris)的说法,这个简单的体验等级制度“因为将学习的复杂过程过于简单化而饱受争议”。根据该理论,学生应该会记住所看内容的10%,但可以记住他们说的和做的内容的90%。

但莫里斯也表示,还是有不少研究证据显示在体验是“活跃的”情况下,学生可以记得更多,学得更好。他认为VR很有可能会于在线课程方面起到越来越重要的作用。

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MOOC的救星?

在教育界,VR还被寄予另一个希望:即它可以最终为大规模在线课程(MOOC)提供高质量、大众都可以参与的在线学习,解决教育程度不高的人群参与和完成比例过低的问题。

参与HTCVive头罩VR体验工作的秦(Chris Chin)在最近在伦敦举行的一次VR峰会上表示,这一科技会对教育产生“变革性”的影响。

他认为目前MOOC的问题是坐在电脑屏幕前的时候“没有存在感——学生或者教师没有足够的互动。但在一个VR空间中,学生可以和在课堂上一样参与进来。”惠兰也认为用VR可以创造出一个足够真实的班级,让学生感到自己正在参与其中。

不过学术界的一些人士仍然对VR于教育的影响表示怀疑。例如莫里斯就不相信VR将成为MOOC的“救星”,“我不认为Moocs中用到VR将对完成率有任何影响。”他说。

“很多因素都在影响学员在线课程的完成率,包括课程长度、学习者的目标、以前的在线学习经验、学习者讨论参与度、教师互动和认证机会。”莫里斯说道。

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VR技术被指非常有益于提高MOOC课程的参与感

此外高昂的头盔成本至少在现在意味着VR对于那些负担不起高等教育的人来说还是太过遥远——虽然惠兰认为对于例如支付高昂费用在海外学习的中国学生来说,虚拟现实课程是一个更便宜的替代方案。

巨头们的集体行动

如果慧兰的完全虚拟环境看起来很麻烦,那么还有更简单的替代产品给老师使用,方便他们的学生快速感受VR。

例如360度相机现在相对便宜——大概只需几百英镑,如果有人努力想要创建3D效果,他们可以用360度相机拍摄一个环绕的视频,学生可以通过廉价的VR头罩在他们的手机上查看。

在6月,考文垂大学媒体和表演艺术副主任琼斯(Sarah Jones)向大一护理学生展示了一个360度的视频:一个人要窒息了,然后护理人员在旁边帮助。

“他们觉得这是真的,”她说。“它帮助学生们意识到以后将面临的情况。此外她还在英国一个反财政紧缩游行中创建了一个360度的视频,帮助新闻学生进行实地报道。

但如果真的要推动VR学习,学生还是需要能在虚拟环境中进行对话。“其中一个担忧是,VR现在仍是碎片化的体验,你需要走得更深,”她说。

不过Facebook等公司正在计划允许用户在VR中进行社交,“最终学生将能够坐在月球上谈论物理学”。

英国公开大学的学习技术和社交计算教授麦诺卡(Shailey Minocha)表示,随着世界上最大的技术公司相继在VR上投入了数十亿美元,它在教育中发挥作用的可能性将是“无限的”。

目前她正在帮助Google创建简单的VR体验,允许教师通过他们的手机向孩子展示珊瑚礁或火星的表面。

她列举了大量可以使用VR的区域。其中包括战场的虚拟模型,残疾学生的虚拟实地考察以及从业人员面临可能自然灾害(如洪水,地震或飓风)的培训计划。

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Google的VR设备如今已走入很多英国学校

VR教学会喧宾夺主吗?

显然,VR在教育方面的成败最终将取决于更广泛的VR项目是否能够启动,但没有人知道这项技术多快能实现。高盛报告预测,到2025年,整个VR市场的价值可能在230亿美元到1820亿美元之间。

还有很多技术问题需要解决,例如下一代头盔。马修斯就表示,在VR演讲厅里长时间站着后,他的眼睛感到“干燥”,“头盔略微挤压了我的鼻子”。

然后是成本,那些希望在高等教育中进行VR革命的人都认为,硬件价格将在未来五年内大幅下降,并且有一些迹象表明这种情况正在发生。

就如同计算机技术的进步一样,学生未来甚至可以将自己的耳机带到课堂,就像他们现在用笔记本电脑一样。但是现在,为实验室或讲座提供头戴式耳机仍然是一项大投资。

然后有一个老生常谈的问题, VR吸引学生沉浸其中,分散了他们的注意力。但如果遇到需要学习的,无法可视化的东西,他们是否还能学好?

马修斯就表示,在泰森的演讲中,他对那些弹出的东西——捣蛋鬼、比萨斜塔、飞翔在一圈伞形毒蕈上方的仙女记得比现实生活中发生的事情更清楚,但泰森在演技中说了什么他却并不记得。

看得见,记得牢是好事吗?用VR教历史时可能会遇到的坑

在教导学生任何物理和视觉课程,例如物体、分子、考古挖掘时使用VR的潜力似乎显而易见。但也有人基于松散的原始材料利用VR创造历史经验,这就衍生了一个问题,应该如何利用VR教授历史?

《复活节升起:叛乱之声》是BBC的一个类似项目。这让观众回到1916年的都柏林体验反抗英国统治的起义。实际的历史内容是Willie McNeive的故事,他19岁参加了叛乱,并在20世纪70年代于磁带上记录了他的记忆。

观众听到麦克尼斯的回忆,同时随着起义的展开,他们被送入越来越危险的情况。然而周围的世界并非现实,而是以风格化的方式呈现,就好像用粗记号画笔描画一样。

不得不说其效果是迷人的,但它给你留下的回忆不是那些麦克尼威尔的声音 ,也就是真正的历史,而是最令人兴奋的体验和互动的部分,例如通过碎玻璃窗窥视英国部队,或低头在街角后面以避免被射杀。

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该公司还拍摄了一个获奖的纪录片,允许用户体验阿波罗11号在月球的着陆,其中不仅有历史片段,也有一些超现实桥段——例如用户和登月第二人奥尔德林一起坐在一个栩栩如生的火箭驾驶舱中,与此同时还伴有音乐虚拟效果。

“这是一个基于现实、鼓舞人心的作品。”惠兰说。据报告称有些观众留下了动情的泪水。

但是,惠兰承认这种体验是如此有效和强大,它可能会刻在人们的记忆上,作为在阿波罗11号发生的“真正”版本。更宽泛地说,“随着VR的演变,人们可能会把他们看到的东西作为事实。它可能扭曲他们的历史概念。”

有关历史的大部分研究是关于过去的片断和不完整的图画,但VR的本质与电影中的历史再现一样——知识的差距被尽可能生动地填充。

根据惠兰的说法,有责任心的讲师需要诚实地回答事实上已知的是多少,以及VR体验有多少是依靠证据重建的。但问题是,观众的记忆是否能将VR体验中的真实与猜想分开。

本文转自英国教育思维,原文刊于《泰晤士高等教育增刊》网站,编辑:璎珞 乔敦

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