本研究以虚拟现实技术支持的学习特征分析为基础,结合学习场域的相关理念,提出一种基于虚拟现实技术的深度学习场域构建模型,如下图所示,该模型是由一个基石(以情境、交互、体验、反思为核心的学习空间塔)、一个内核(学生投入)、三个支持点(教师、技术人员、需求转化工具)组成的开放场。
(一)以学生、教师、技术人员、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,是基于虚拟现实深度学习场域的最内核的部分。建立基于虚拟现实的深度学习场域,必须以学生的需求作为根本出发点。教师既是学习活动的设计者,也是学生学习的指导者与评价者,教师是整个场域中不可缺少的调配师。技术人员是虚拟现实产品的开发者,是场域物理平台的制作者。教师与学生是虚拟现实教学系统的使用者,技术人员是虚拟现实学习系统的制作者,两者之间存在供需关系。师生与技术人员之间存在一定的知识障壁,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,这里的需求转化工具可以是人员,也可以是一套标准。学生、教师、技术人员以及需求转化工具是学习场域模型的灵魂,四者之间应该协调互助、共同努力。
(二)以学生投入、教师监督、技术人员开发、需求转化工具设计为中心的场域活动
学生的学习投入直接影响到学生的学习效果。Fredricks等认为,学习投入包括行为、情绪和认知等三个独立维度。郭继东研究发现,英语学习内在情感投入对学习成绩产生直接的正向预测作用,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。学生的学习投入程度是评价场域活泼度、生动度的重要指标,是一个学习场域良性发展的重要因素。
沉浸式虚拟现实技术营造了一个虚拟空间,学生在该虚拟空间中探索、产生“学习行为”。为了掌握学生的学习情况,教师被赋予了新职责,具化为两种化身:一种是以虚拟人物、角色为外衣的虚拟化身,通过局域网多人联机的方式,将教师、学习者、学习同伴等纳入场景中;一种是以数据库技术为支持的上帝视角,虚拟现实系统的评价模块是教师化身的一部分,承担起教学评价职责。另外,教师不仅需要对学生的学习行为进行监督,还需要对开发人员的开发行为进行监督,改善学生与场域基础平台的适配性,同时,帮助学生更快地适应虚拟现实深度学习场域,找到合适的学习方式。
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。教师与开发人员之间的合作,是建立在教学需求与产品设计转化基础上的。人员作为需求转化工具有两种模式:(1)教师承担教学产品设计职责。教师需要对虚拟现实产品有一定的了解,根据自己的教学计划,提出详细的产品设计需求。(2)技术人员承担教学产品设计职责。技术人员对教学有一定的了解,教师只需要提出教学产品的基本功能需求,技术人员根据教师基本的功能需求,结合教学计划、教材等,设计开发出虚拟现实教学产品,在这种情况下,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。另外,需求转化工具可以是一套标准工具或中介人员,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,教师可以很明晰地说明自己的需求,虚拟现实技术人员也可以很清楚地理解这份需求文档。
(三)以情境、交互、体验与反思为核心的学习空间塔
1.情境
情境属于深度学习场域中的显在场域,是依托虚拟现实技术构建的集视觉、听觉、补充嗅觉与触觉在内的多感官体验式学习空间。在该阶段,需要结合学习内容、学习者特征与学习目的,设计虚拟现实学习情境。该阶段的设计工作与交互、体验、反思过程是一个统一的过程,应该通过系统化的分析,确定学习情境的设计思路与策略,创设出适宜性、可扩展性与创新性的学习情境。虚拟现实深度学习情境可以按照学生的体验方式,划分为游戏化虚拟情境与真实情境,其中游戏化虚拟情境是指通过体验设计,引导学生借助虚拟自我角色,与场景中的任务、画面、声音、物体等进行互动、感知与操作,进而为学生创造身临其境的感受。真实情境则是与现实生活比较吻合的一种场景,具有较高的整体性,场景与现实生活紧密联系。真实情景中的活动与资源具有较高的真实性,设置的探索问题与现实生活具有一定的联系,能够引导学生进行预测、假设,从而真正解决问题,为后续的学习迁移的发生提供支持。
2.交互与体验
交互与体验属于虚拟现实深度学习场域中的中间构件,情境需要通过交互作用,激发学生的体验,从而对学习者的学习行为施加作用。教学交互作为一种基本的教学事件,其核心是学生的主动学习。在教学交互过程中,可以借助多样化的相互作用,转变学习者行为,实现教学目标。交互与体验是一个相统一的过程,交互是学生体验的外在形式,体验是交互的内在本质。体验是学生个体在经历观察、感受、探究等活动,实现认识内省,最终形成生成性的习惯、态度与心理品质。在体验学习中,强调学生进行反思,应用方式也比较多样化,主要包括游戏、试验、角色扮演等。在交互与体验模块中,应该完成以下具体任务:(1)设计学生行为预测与引导;(2)分析学生可能会采取的交互方式与操作策略,设计相关交互环节;(3)设计应该能够引导学生逐步探索,引发学生的深度学习;(4)分层次设计需要为学生提供的用户体验;(5)注意确保问题的动态生成性,有效应用虚拟时间带来的实时反馈,创造出适应性的模块进阶,为学生提供浸入式的交互与直观性的体验。
3.反思
反思主要包括学习过程、结果、环境与动机等多种内容,属于深度学习的必要条件。反思本质上是为了改善学生的元认知能力,引导学生对问题进行深度挖掘,从而实现对问题本质的深刻思考,得到科学的认知结论。虚拟现实技术为学生提供的多感官刺激,可以从多种通道激发知识与经验,有效利用学习过程与学习成果的相关关系,促进学生深化学习。
(四)以学生自我评价、技术人员的形成性评价、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,主要划分为四个阶段:(1)学习适应,即对虚拟现实支持的新型学习方式的适应性学习;(2)意义建构,即对探索所得的知识进行自主建构;(3)问题解决与策略形成,即在场域探索过程中,逐步形成问题的解决策略;(4)学习迁移:将解决问题后获得的知识与策略迁移到现实情境或者其他学习情境中,内化为自己的知识结构与能力结构。学生在不同的探索阶段中,需要对自己的行为表现进行自我评价,结合教师及学习分析给出的评价结果,对自己的学习行为进行调整。
技术人员的形成性评价主要是对虚拟现实系统的设计、开发过程进行形成性评价。设计任务主要包括:(1)虚拟现实场景设计,即根据教学内容,设计虚拟现实场景;(2)学习行为预测与引导设计,即分析学生可能发生的行为,设计情节,引导学生的学习行为;(3)学习体验设计,即设计相关情节、情境,为学生提供丰富的学习体验;(4)学习评价与反馈设计,即设计学习评价方式,引导学生进行反思,设计为学生提供的反馈信息。技术人员应该根据设计进行教学产品开发,并对产品的实用度、满意度、易用性等进行形成性评价与优化。
学习分析是建立在学习目标的基础之上的,需要借助观察、调查、实证等多种研究方法,对学生的过程性学习进行分析,从而形成价值性判断。学习分析是贯穿模型内部的一个模块,是对学生各模块学习行为的有效记录与分析,是学生自我评价与模块设计的重要支持。学习分析应该是在线的、实时的,为模块设计的改进与学生的学习行为评价提供数据资料。
详见人大复印报刊资料《中小学教育》2019年第6期
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