Virtual Reality (VR) in the Classroom

通过虚拟现实提升学生参与感

​​​​田纳西一所高中利用一项为期六周的项目,测试虚拟现实沉浸式教育并回答以下问题,“VR 会不会是教育的下一个前沿?”

VR 走进教育

 

虚拟现实 (VR)——利用计算机生成的图像营造逼真的感官体验和环境,长期以来一直被用于娱乐。随着消费类产品的问世,各家公司正在将 VR 技术(包括头盔硬件和生成实际“体验”的软件)用于其他可行的应用领域。

例如,沃尔玛近期宣布正在使用 VR 为其员工提供管理和客户服务培训,而 Lockheed Martin 等公司则利用 VR培训飞行员和飞行教员。

但 VR 在教育领域应用如何呢?它会被证明是辅助课堂教学的有效手段吗?

研究发现,平板电脑等技术加强了学生互动,并让某些任务变得更简单。但在另一方面,研究也表明,使用此类工具改进学习更为困难。但是,VR 技术潜力巨大,以沉浸式、3D 特性来支持视觉、听觉和动觉学习模型,可更好地带动学生,帮助他们牢记主要知识点。

为测试该理论,隶属于 Metropolitan Nashville 公立学校的 Hunters Lane 高中近期开展了一项为期六周的试验,为的就是确定学生和教师对于 VR 教学的感受,并评估将 VR 有效引入课堂的潜力。

“我们希望通过使用 VR,能让孩子们更好地联系授课内容。”

Hunters Lane 高中校长 Susan Kessler 博士

VR 的强大威力

Virtual Reality (VR) in the Classroom Girl Using VR

Hunters Lane 高中校长 Susan Kessler 博士长期以来都支持将科技用于教学,并已在该校测试了多项技术。对于评估 VR 沉浸式教育对改变教学成果的潜力,Kessler 尤其感兴趣。利用 AMD 和 HTC ViveTM 捐献的设备和多家 VR 内容工作室创建的应用程序,Kessler 推荐学校在实际课堂上试用 VR。测试在该高中的四间教室进行,约 1700 名学生同意参与其中。

Kessler 表示:“我们希望通过使用 VR,能让孩子们更好地联系授课内容。”

该校设立了一个 VR 实验室,可供四间教室共约 150 名学生使用。在测试的前两周,教师们学习 VR 技术,制定将其纳入课程的策略并对设备进行测试。在第三周,教师们开始与他们的学生一起使用 VR。由于每间教室只有一个 VR 头盔,学生们需要轮流使用,而其他学生则通过一块超大荧幕进行观看。

每位教师或多或少都使用了 Google Earth VR,同时也测试了其他应用和游戏,以便体验如何在不同场景下运用该技术。

信息技术教师 Ashley Ross 让她的学生使用 VR 创建计算机程序和应用,并解决、修复各种技术系统问题。鉴于有报道称美国目前缺少科技人才,Ross 说 VR 可以帮助学生快速掌握科学技能,拉动更多毕业生涌入科技类工作市场。

“在我的课堂上,使用 VR 让学生更有效地掌握知识,” Ross 表示:“我认为它可以变革学习方式,惠及遇到学习问题的学生。因为让学生沉浸于其中,他们能真切地看到和感受知识。这更能激发学生的兴趣和参与度。”

Hunters Lane 的历史教师 Ethan Hansen 让每位学生选择三个地点使用 Google Earth VR参观参观。Hansen 的课堂正在学习民权运动,学生们还使用 Google Earth 参观了伯明翰、塞尔马和华盛顿特区等重要地点。

“让学生们置身于他们所学的历史事件,与单纯课堂讲授或阅读课本相比,是一种截然不同的体验,” Hansen 表示:“这使事件看起来更真实和更具体。”

Hansen 说,VR 对带来了全新高度的学生互动。

“我的有些学生容易走神或者参与感不强,” Hansen 表示:“我以前从未见过学生如此全神贯注并渴望参与其中。我认为,这有助于他们更好地理解和欣赏课堂内容。”

Hansen 教授两组学生相同的历史课程。一组使用 VR,另一组不用。他可以借此机会测试学生的知识掌握情况。

“使学生学会使用这些工具并提升使用 VR记忆课堂信息的能力,”他表示:“这是一种不同的媒介,以一种截然不同的方式吸引着学生。”

与此同时,想象写作教师 Caitlin Weaver 使用 VR 让她的学生在写作前,“体验”泰坦尼克号沉没和阿波罗 11 号太空任务等历史事件。

“对于泰坦尼克号,孩子们首先对船进行很多调研,” Weaver 表示:“然后,他们通过 VR 置身于不同历史人物的处境。他们要成为船上的乘客或是发现沉船残骸的人……”

Virtual Reality (VR) in the Classroom Girls Laughing

Weaver 说,对于那些她通常觉得很难带动的学生,VR成功抓住了他们的注意力。“这些学生中有一部分游戏玩家。每当戴着眼镜玩 VR 游戏时,他们突然就被吸引住了。这是一件不可多得的好工具。”

市场营销教师 Cara Harding 从两个角度使用 VR。从学习角度测试其效果,同时激励她的学生去营销这项技术,让 VR 不再局限于一所学校。学生们使用 Google Earth VR 选择一个地点(如珠穆朗玛峰),并以虚拟方式进行体验。

“有些学生甚至不知道他们参观的地点是真实存在的,” Harding 表示:“体验这些新奇、美丽的地方带来的奇妙感觉完全吸引了他们。他们渴望发现更多。”

在试验的第二阶段,Harding 进行了预评估,以便确定学生们对于先前学习的两个课题(解剖学和太阳系)的掌握情况。

学生们针对每个课题回答 10 个问题,然后使用 VR 虚拟地探究这些课题。在学生们完成这些任务后,进行同样的评估以考察他们在 VR 结束后记忆的知识。

“每个人的成绩都有了提高,” Harding 表示:“这表明,他们在进行虚拟体验后能够掌握更多知识。但最重要的是,VR 让他们开始思考和提问,他们以前可不会这样。”

Hunters Lane 高中市场教师 Cara Harding

管理 VR 挑战

绝大多数的 Hunters Lane 教师都支持 VR 体验,但也指出了一些挑战。

校领导在启动更大型、更正式的实施前,需要确定如何在课堂环境中更好地管理 VR。例如,学校将需要大量的带宽和现代 IT 基础架构来快速下载大量内容。

在 Hunters Lane 的此次测试中,该校的保护性网络设施不允许教师们下载 VR 游戏。教师们需要在学校网络外部的计算机上预先加载内容。VR 更广泛的普及也意味着,教师们需要足够的内容将 VR 引入课程体系。这种引入过程需要在全学年各个时间点采用合理、有效的方式进行。

Virtual Reality (VR) in the Classroom Surprised Girl

购买设备本身是另一个潜在障碍。在 Hunters Lane 试验中,每间教室只有一个 VR 头盔,学生们要轮流使用。教师们表示,如果有更多头盔,将能够让更多学生同时体验。

VR 和 VR 体验管理将使亲身经历更加引人入胜。这些都需要资金。幸运的是随着 VR 的普及,成本有可能下降。

最后,为防止倦怠,Hunters Lane 的教师们同意 VR 最好作为其他形式教学的补充,没有必要每周甚至每天使用。

“你需要确保以恰当的方式使用 VR,” Hunters Lane 高中的图书管理员 Todd Duncan(他也参加了 VR 技术测试)表示:“它需要是学生们盼望的东西,类似于一种奖励。”

总的来说,Hunters Lane 高中的教师们表示,此次测试使他们确信,VR 很有可能成为混合教学环境中一种有吸引力的交互式元素。

“学生们确实能记住更多知识了,” Harding 表示:“他们知道海王星有光环,因为他们触摸过。VR 对于长期知识和认知能力具有促进作用,因为学生沉浸在环境中,而不是阅读课题或观看视频。据我观察,有策略地使用 VR 会非常有效。”

潜力和可能性

Hunters Lane 高中进行的此次试验引起了教育者和管理者的高度重视。这些人对于 VR 技术在未来教育事业的潜力充满兴趣。

其中,国会议员 Jim Cooper 和来自田纳西教育局的代表近期参观了 Hunters Lane 的 VR 运行测试。

Kessler 表示,她希望在测试阶段结束后,学校将能够最终用上 VR 技术,并且她会将 VR 体验推广到更多年级。

“我们的初步信息显示,学生们能够记住更多的信息。因为他们不是从一个维度学习知识,而是能够在多个层面上体验内容,” Kessler 表示:“可以体验的内容越多,孩子们就越可能去体验知识,与知识的关系就会越密切。”

Virtual Reality (VR) in the Classroom Girl
Virtual Reality (VR) in the Classroom

Hunters Lane 的教师们还看到了 VR 的更多潜在优点。

“随着技术的快速发展,我们让学生使用此技术的机会越多,他们将来就更能胜任他们的工作,” Hansen 表示:“他们将成为一个技术更先进、更懂技术的群体。”

或许最重要的是,此次在 Hunters Lane 高中的 VR 试验激起了学生们的好奇心。这对于帮助发展学生机构意义重大。

“虚拟现实将改变他们的学习,” Duncan 预测道:“它会让学生振奋不已、全情投入。学生们会愿意上使用 VR 授课的课程,而教师们在每个科目中都可以使用 VR。VR 的潜力可谓无穷无尽。”

由 AMD 和 Vive 提供硬件和技术支持

特别感谢提供 VR 应用的内容开发工作室:

  • Mars Odyssey、Steel Wool Studios
  • Remembering Pearl Harbor、Time, Inc. 及 LIFE VR
  • Star Chart VR、Escapist Games Limited
  • Tilt Brush、Google Inc.
  • Titanic VR、VR Immersive Education
  • The VR Museum of Fine Art、Polar Software
  • Mars Odyssey、Steel Wool Studios
  • Remembering Pearl Harbor、Time, Inc. 及 LIFE VR
  • Star Chart VR、Escapist Games Limited
  • Tilt Brush, Google Inc.
  • Titanic VR、VR Immersive Education
  • The VR Museum of Fine Art、Polar Software​
VR with HTC Vive