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vrar教学体验的设计与应用研究

  1. 添加时间:2019-10-27
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  王中王开奖反而还要在此基础上再添一把火连锦鲤本鲤杨vrar教学体验的设计与应用研究_教学案例/设计_教学研究_教育专区。vrar

  VRAR 教学体验的设计与应用研究 本文由《中国电化教育》杂志授权发布作者:李小平、 赵丰年、张少刚、张琳、许梦幻摘要 该文针对 VR/AR 教学 的实际应用和全国 VR/AR 教学大赛的赛事推广需求,从 VR/AR 教学体验设计角度,分析了 VR/AR 教学体验设计的 多面性,从心理学视角列出了 VR/AR 教学一眼包含的内容, 论述了 VR/AR 教学体验设计的方法;综合动机设计、情感 设计和教学设计等多角度,提出了 VR/AR 教学体验的分层 构成模型;提出了 VR/AR 教学体验设计的评价标准,在 VR/AR 教学体验应用理论基础性研究上进行了探索。 关键词:虚拟现实;增强现实;体验设计;教学体验 VR/AR 教学体验设计是 VR/AR 教学设计中的核心问题。在 VR/AR 教学过程中,VR/AR 体验效果越好,其感知效果和 教学效果也就越好,可信度也就越高。VR/AR 技术所具有的 沉浸性、交互性、构想性、夸张性和社会性等特征[1],使其 在教育领域的应用具有独特的优势。如何在学习中设计具有 功能性和目的性,同时又有趣且吸引人的体验,是 VR/AR 教学设计的重要研究方向,涉及到人工智能、心理学、社会 学、电子商务、人机交互、戏剧、电子叙事等多个领域。要 使得 VR/AR 教学体验更加完整,就要更深入地在各个层面 上关注内容设计和特性设计,协调它们之间的各个因素。从 教学设计的角度,教学传输模式将逐渐让位给体验编导模 式, 教育者的角色也将从信息提供者转变为体验设计/编导者 [2]。 本文针对 VR/AR 教学的实际应用和全国 VR/AR 教学大 赛的赛事推广需求,提出 VR/AR 教学体验设计的产生框架、 构成框架和应用模型,并对 VR/AR 教学体验的内容、设计 和评价进行了论述。 一、VR/AR 教学体验及其产生框架 人们做的每个活动都会形成以及产生一个体验,体验是在一 个给定时间内用户和环境交互的过程和结果。在交互的过程 中,形成体验的不同元素融合起来形成个体的输出,要被实 现的目标、使用的工具以及交互发生的领域形成环境。为了 让学习者可以投入到教学任务中,需要综合考虑功能性、可 用性以及美观性。通过观察形成学习者和任务交互的进程的 元素,我们可以了解大多数教学体验的共同元素。教学体验 是一个反馈的循环,过去的体验会影响未来的体验。这种产 生式的体验会让学习者的情感发生改变, 形成积极的体验(如 快乐)或者心流。 (一)VR/AR 教学体验的概念 在设计者的视角下, VR/AR 教学体验可以被解释为不同的沉 浸概念,包括:感官沉浸、挑战沉浸和想象力沉浸,它们会 在使用 VR/AR 系统时同时发生并相互交互。感官沉浸是学 习者在与 VR 系统交互时获得的,挑战沉浸是“当一个人达 到一个挑战和能力的令人满意的平衡点”时出现的,而想象 力沉浸则是当学习者“使用他的想象力和任务产生共鸣,或 者只是享受 VR 系统的幻想”时发生的。三种沉浸感觉的交 叉点就能为学习者提供一个完全沉浸的 VR 体验。感官沉浸 是学习者与交互界面的连接,而挑战和想象力沉浸则是学习 者和 VR 系统的连接。 除了沉浸以外,还可以使用另两个概念来描述 VR 体验:心 流和代入感。心流是指个体在遇到与其技能水平相匹配的挑 战时,全身心投入目标导向的任务,达到忘我的一种心理状 态[3]。代入感则是指在虚拟世界中身临其境的一种感觉。如 果 VR 教学系统提供适当的挑战、即时的反馈、沉浸的虚拟 世界,那么有可能获得心流这种最优体验。另一方面,沉浸 和代入感不会自动意味着学习者会有愉快的体验,但相应体 验也是有价值的,因此是次佳的体验。 (二)VR/AR 教学体验的多面性 在使用 VR/AR 教学系统时,有意义的目标引导学习者的行 为,在系统规则和选择范围中,学习者追求这些目标,赢得 奖励,做出决策,并且迎接挑战。学习者有意或无意持续不 断地评估他们在系统中的表现,看他们是否正在达成期望的 目标,以及他们是否具有迎接挑战的能力。如果他们在克服 困难之后达到目标,就会获得正面情绪和胜任感。VR 叙事 变成了讲故事,在故事中学习者扮演一个积极的角色。有趣 的时空将学习者的注意吸引到虚拟世界中,从而提供了对现 实世界的逃离。学习者投入到他们在 VR 世界中扮演的角色 中。VR 世界的生成也同样由界面支持,从而限定了其中的 物理交互和社会交互。界面提供了探索、发现和收集新事物 的环境。在那里学习者与其他代理进行交互并且逐步适应, 从而越来越深地陷入到虚拟世界中,在其中深度体验学习。 当学习者描述他们的体验时, 往往会描述相应的情感变化(例 如: 享受)、 认知评测(例如: 挑战)、 以及动机(例如: 好奇心)。 整理出学习者的认知、情感、动机、知觉以及注意点,将揭 示出学习体验的决定性因素,例如体验的质量、强度、意义、 价值和广度。总之,这些决定性因素使得分析 VR/AR 教学 体验成为可能,并且赋予了 VR/AR 教学体验独一无二的特 征。 如图 1 所示, 中间部分是学习者与虚拟世界的交互过程, 教学体验在这个过程中不断演化。在 VR 系统之外,教学体 验很大程度上会受到基础心理学和学习者个人背景的影响, 包括:学习者在系统中的临场感、参与度以及心流。 (三)VR/AR 教学体验的产生框架 VR 教学系统中软硬件的设计依赖于虚拟世界中人的行为, 因此需要依赖认知科学专家建立:用户感官和运动反应的生 理物理特性、系统中模式和比喻的概念性和实用性差异、以 及帮助系统用户的行为软件助理[4]。 VR 教学体验的产生框架(如图 2 所示)是在虚拟环境中沉浸与 交互的三个层次的基础上构建而成,包括:(1)物理层:即学 习者的感知运动沉浸与交互层,是计算机用户感知接口与学 习者在物理上相互连接的层次。在这个层次上的沉浸与交互 可以根据感知和运动的特征进行量化。 (2)用户层:是指学习者心理上沉浸于虚拟世界的交互和体 验,是一种心理上透明而不可见的“底层”沉浸与交互,也 就是认知层面上的沉浸与交互。这一层次的交互涉及与接口 相关的认知过程,比如模式匹配和比喻的使用等。学习者的 活动通常能分解为若干基本的行为,可将其称为“基础虚拟 行为” ,一般包括:观察、漫游、交互和沟通。 (3)VR 教学应用层:是针对一个给定教学任务或功能产生的 沉浸, 属于功能性的沉浸与交互。 主要关注学习者能做什么, 比如在虚拟世界中探索特定学科问题的解决方案或在虚拟 实验室中完成仿真的物理实验。这个层次是学习者最终将虚 拟世界作为一个整体感受到的内容,是 VR 教学体验设计的 出发点。 学习者的各层沉浸与交互构成了一个紧密相关、无冲突的结 构,产生了一个三层结构模型。该模型与虚拟世界的三层构 造形成了逻辑对应关系。通过这个产生框架,可以针对学习 者不同的沉浸与交互层次的需求,构造出相应的教学虚拟世 界。 二、VR/AR 教学体验的内容与设计 (一)VR/AR 教学体验的内容 VR/AR 教学带来的体验不应该局限于任务解决能力的提升, 它还应能增加学习者的享受。积极的情绪是好奇心和学习新 事物的前提,针对消费者需要满足而提出的分层理念:实用 性、适用性和愉悦感[5],也同样适用于 VR/AR 教学体验。 VR/AR 教学体验基于现象感知和具身认知, 常常被学习者描 述成有趣而令人愉悦的,也就是说情感体验是 VR/AR 教学 设计的准则。用户界面和交互设计师应该基于这个设计准 则,使用理解性体验、教学形态问题体验、多种效果的感知 认识、 多种媒体的感受、 意会型的感受方式等, 来提升 VR/AR 教学体验的趣味性。 学习者对一个 VR/AR 教学活动的体验是个性化的,它蕴含 着学习者的技能、知识以及先前的相似经验,是学习者和 VR/AR 系统交互时产生的情绪和感觉。 由于这种交互总是发 生在一些物理和社会环境中,了解学习者、提供的任务以及 使用的环境是 VR/AR 教学体验设计的关键。 VR/AR 教学体验研究的主要目的是研究哪些因素能影响教 学,哪些类型的体验更加适合教学,如何设计以教学为目标 的特定体验,研究学习者如何在有趣的基础上挖掘他们的潜 能和应对有难度的挑战,如何通过非正式社交、艺术欣赏等 方式所带来的潜意识体验提升学业成就,并研究如何对 VR/AR 教学体验进行分类。 基于 Mcdougall[6]、Ekman[7]和 Reiss[8]等学者的研究,结合 VR/AR 教学体验的特性,可以从心理学角度给出 VR/AR 体 验的类别定义,如下表所示。该类别可以作为 VR/AR 教学 体验设计时参考的内容标准。(二)VR/AR 教学体验设计的类 型 可以从参与程度和与环境的相关性两个方面将体验设计分 为 4 种类型:娱乐、教育、美学和逃避[9]。其中,娱乐(例 如观看演出、听音乐等)体验往往是被动参与、吸收性的;教 育体验(例如参加研讨会、 辅导班等)则强调吸收与主动参与; 美学体验(例如参观博物馆、画廊等)往往是一种被动参与、 沉浸式的体验;逃避现实体验(例如主题公园、赌场等)则是 主动参与的沉浸体验。这种 4 象限划分只是形式化的,大多 数体验都是跨边界的,结合了所有四个领域的特征和元素, 关键是发现每种体验的最佳平衡。使用该体验框架,可以创 造性地探索各个领域的特性,从而编导出符合需要的特定教 学体验。 参考这种分类,设计 VR/AR 教学体验时应考虑以下问题: (1)如何改善教学体验的美学层面?如何设计虚拟环境, 使得 它更有吸引力、更有趣和感觉舒适?如何设计一种氛围,使 得学习者想要沉浸其中?(2)一旦学习者被吸引进入这个体 验,他们能够做什么?如何提供与电子游戏可玩性类似的体 验?学习者如何以其独特的方式影响相应的环境和体验的 走向?(3)学习者能在体验中学到什么?体验设计中的哪些 信息和活动, 能够激发学习者探索知识和技能?(4)如何设计 教学体验的娱乐层面,让学习者能享受其中?如何使用戏剧 悬念、故事剧情等手段,让学习者流连忘返? (三)VR/AR 教学体验的主题/故事化设计 VR/AR 教学体验设计的一个重要方面是主题化。 一个有效的 主题应该是精简、有趣和深刻的。主题化既可以是为整个体 验设计一个统整的原则,也可以是编制一个统一的故事,让 学习者的参与成为完成故事必不可少的一环。 故事设计往往是 VR/AR 教学体验设计的一个核心元素。故 事能够提供一种容易记忆的、有趣的格式来传输各种信息。 通过分享故事,人们能从彼此的经验中学习。故事还是一种 形式的专家系统,能帮助我们整合和记忆学到的东西。大量 证据表明,故事能够更有效地组织信息,从而优化交流和学 习,故事是人类认知的核心要素。 在 VR/AR 教学中,学习者往往并不满足于仅有强烈的感官 体验,他们还想要一个故事,因此教学体验设计者还需要增 加角色和情节,以增强体验的戏剧化程度,通过悬念和戏剧 张力提升学习的沉浸感和参与度。不但如此,学习者还想要 拥有直接影响体验和故事发展的自由,通过增强控制感、拥 有感和主体感,获得最大限度的情感满足和认知收益。换言 之,学习者对体验的需求已经从传统的被动消费式体验转化 为主动沉浸式体验。 (四)VR/AR 教学体验元素设计 VR/AR 教学体验设计时应考虑以下元素: (1)戏剧化的故事陈述:通过讲故事促进引人入胜的行动。(2) 表演:真正去操作,将场景像演出一样表现出来,或者像游 戏玩法一样执行。 (3)强化: 通过对事件的选择、 排序和表现, 来强化情绪。(4)压缩:采用精简化设计,消除冗余因素,降 低外在认知负荷。(5)单一行动:设计强大的核心行动(类似 电子游戏中的核心可玩性机制), 多个不同的事件都链接到该 行动,使事件之间产生清楚的因果关联。(6)终结:提供终点 (例如场景和故事的结局),以获得认知和情感的满足和心理 的释放。 (7)范围: 限制行动的长度以获得美学和认知的满足。 (8)交互:能够帮助学习者与他人、知识、信息、体验以及设 备本身进行交互。(9)悬置疑虑:即对体验的认知和情感的投 入,投入的体验只有在虚拟世界提供了表达的上下文,学习 者悬置疑虑时才能实现。 三、VR/AR 教学体验的构成框架 VR/AR 教学体验的构成基于动机心理学中对认知评价和情 感输出的分类[10]、高投入度教学设计的框架[11]、对临场感 的研究[12-14]、情感设计研究[15-17]等,将其分为:VR 概 念分类层、VR 元素组合设计层和 VR 教学体验层,如图 3 所示。该框架形成了 VR/AR 教学体验设计的理论基础,并 奠定了 VR/AR 教学体验应用设计的基础。VR/AR 教学体验 的构成框架主要涵盖以下方面的元素设计和关系设计: (1)VR/AR 教学体验的核心元素:VR 教学系统本身及其与学 习者之间的互动。VR/AR 教学系统包括两个元素:系统规则 和虚拟环境,前者是 VR/AR 教学系统的灵魂,而后者则是 相应的载体。系统规则定义了 VR/AR 世界的背景、交互规 则以及故事场景;而虚拟环境则是呈现给学习者的具体方 式,包括将物理场景转化为图像和声音。 (2)VR/AR 教学体验吸引人的因素:挑战、感觉和情绪、其 他参与者以及叙事和故事等,这些因素促使学习者参与虚拟 世界的交互并且获得有趣的体验。学习者的参与动机也可以 用奖励和成就来解释。寻求奖励被认为能强化学习者的行 为,因为奖励会刺激学习者去寻求更多的奖励。 (3)VR/AR 奖励评估的依据:获取它的挑战性、是否需要特 殊技能以及其有趣和令人满意的程度。这种评估为一个挑战 设定了内部价值。通常认为,受内部动机驱动的学习活动比 受外部动机驱动的学习活动更有价值。因此,沉浸、趣味、 涉入感、投入感和心流等都被用于描述教学体验。 (4)VR/AR 教学体验的子成分:技巧/技能、挑战、情绪、控 制/自由度、专注/集中、实体呈现、参与感/好奇度、故事/ 戏剧性、社交属性、互动/可操控性等。 (5)VR/AR 教学系统的心理成分:在场感描述了对虚拟世界 的认知和注意,以及参与时的空间和社会认知;参与感被认 为是一种投入的动机;心流是指对系统的主观、认知和情感 的评测。每个概念都包括若干子成分,与 VR/AR 系统的技 术成分和教学体验的心理因素相关。 (6)VR/AR 教学系统交互:学习者与 VR/AR 系统的交互过程 描述了学习者从最开始接触这个教学系统到最后完成整个 流程的行为结果。该互动的过程受到三个因素的影响,即控 制感、所有权以及促进因素。 四、VR/AR 教学体验应用设计 (一)VR/AR 教学体验应用模型 VR/AR 教学体验应用模型(如图 4 所示)是在 AR/VR 技术特 性的基础上,生成各自的教学空间,达到教学问题空间化的 效果,在空间中进行感知、情感、行为和反思层面的体验。 在此基础上,展开对体验对象基本能力的分析,包括对其技 能、经验、体能等各方面进行评估。依据相应的评估结果, 将系统设置为不同的挑战级别和技能级别,以使学习者获得 不同的心理体验[18],并激发其获得最佳的心流体验。具体 的深度体验设计包括:方法性体验、技能性体验、知识体验 和启发探索性体验。最后进行体验的评价,评估学习者的学 业表现和迁移效果。(二)VR/AR 教学方法性体验设计 方法性体验是指解决一种方法性的问题体验,是让学习者/ 体验者能够效仿/模仿某种问题的解决思路、途径、手段和关 键点。方法性体验的设计内容包括(如图 5 所示):要体验什 么样的方法;要学习什么样的解决问题方法的形态;如何构 造问题的一个矛盾性的存在,如何构造一个矛盾性的空间, 如何给出围绕这种方法体验的正方和反方;如何根据几方的 关系构造问题的冲突;如何通过冲突体验,找出解决冲突的 方法和场景;如何设计整个体验的过程,包括对各种问题分 支的体验,例如正确解决问题会进入什么体验,不正确会进 入什么体验。(三)VR/AR 教学技能性体验设计 技能性体验设计时首先要对体验者进行测试。根据行业技能 的需求,对学习者进行体能测试、压力测试、对虚拟环境的 熟悉程度测试、已掌握的知识和技能的测试等。然后依据测 试结果,通过竞争、博弈、面向对抗等方式,设计交互能力 体验、交互技术体验、综合技能体验等,使学习者通过沉浸 式体验达到技能的熟悉、训练和精通。最后通过技能体验评 价获得反馈数据, 提供个性化、 智能化的教学体验策略建议, 以改善教学体验效果,如图 6 所示。(四)VR/AR 教学知识性 体验设计 在 VR/AR 教学体验中,是对知识本体进行的直观体验,是 以第一人称视角进入虚拟空间进行的体验。知识空间是一个 带有一定成熟度的空间,构造的元素是与问题相关的。通过 设计问题元素的关系,体现出对知识问题的矛盾和冲突。在 空间中要实现多种层次的体验设计,如气氛、综合知识内容 体验、技能问题体验、对知识更深一步理解的体验、对知识 引导和运用的导航策略、整个空间复杂度的策略等,使得学 习者能够应对各种级别的挑战。整个教学中既能体验交互 性,又能体验知识的广度、深度和对抗度等方面,从而获得 深刻而持久的知识体验。通过体验特点不断调整体验难度的 高低,不断补充体验元素,同时对体验痕迹进行追踪、优化 和归纳,评估对知识重难点的掌握程度,达到“润物细无声” 的知识体验效果,如图 7 所示。(五)VR/AR 教学启发性体验 设计 启发探索性体验起源于不定性问题(即劣构问题)的提出,通 过各种反思性的实践(包括对危险空间、 失败空间、 反向问题、 疑问空间等的探索), 使学习者能够悟出一些方法并找出不定 性问题的结论和初始概念。对某种不可能问题的解决途径的 探索,对难关问题的突破和探索,对空间表现构造问题的探 索,对失败空间和反向空间问题的设计和探索是突破意识和 探索意识的展现;通过在恶劣环境中求生存的体验,在极度 环境下解决问题的体验,在团队合作中加强协同工作的体 验,利用各种资源解决问题的体验,启发学习者得到可能是 不定性的体验结论,如图 8 所示。这种教学的目标并不是要 求获得成功,而是在启发引导和协同的作用下使学习者通过 具身体验, 获得对世界的深刻而全面的认识, 达到情感教育、 道德教育等目的。(六)VR/AR 教学体验应用设计的实践 在教学 VR 远程体验工程思想的指导下,北京理工大学教育 技术研究团队建立了教育部远程虚拟现实仿真重点实验室 和三维虚拟录播实验室,在 VR 技术环境下完成了多达上百 个远程教学课程和虚拟现实教学实验的制作。其中, 《汽车 发动机原理构造及电控》 《计算机组成与结构》和《大学英 语视听说》等课程被评为国家级网络精品课程, 《汽车自动 变速箱原理与维修》课程曾代表教育部远程重点成果两次展 示给刘延东副总理,并在同期教育部高教司发布会上进行成 果发布。例如,图 9 展示了 VR 体验设计在汽车故障检测教 学实验中的应用。此外,VR 教学体验设计思想也应用于全 国职业院校技能大赛、全国职业院校教师微课大赛和北京市 继续教育计算机大赛等赛事中, 取得了良好的效果。 作品 《探 索抠像的秘密》综合运用 VR 教学体验设计技巧,将虚拟场 景展示、技能传授、知识讲解有机结合(如图 10 所示),获得 了北京市继续教育大学生计算机大赛微课组一等奖。五、 VR/AR 教学体验的评价 对 VR/AR 教学体验进行评价是 VR/AR 教学设计应用的基本 要求,建立相应的评价标准能够为全国 VR 设计大赛等应用 的评判提供理论依据。可以依据用户界面、可用性和交互设 计三个方面建立 VR/AR 教学体验设计的评价标准[19-21]。 (一)VR/AR 教学体验的用户界面评价 用户界面是 VR/AR 教学场景的用户接口,对其评价应考虑 以下因素: (1)信息显示:关键设计要明显,这些相关信息应该被展示出 来,而且关键的信息要显眼。不相关的信息应该被排除掉。 应该提供给学习者足够的信息,从而使其能够判断自己的状 态并作出合适的决定。 (2)菜单设置:如果有菜单的话,菜 单应该直观且含义明确,并被视为 VR/AR 系统的自然组成 部分。(3)地理位置:如果有迷你地图的话,学习者要能知道 自己在地图的哪个位置,而且学习者不应该被要求去记忆场 景的设计。(4)进度存取:学习者应该能在不同的状态下保存 进度,并且可以很容易地关闭和打开系统。(5)操作:初学者 的操作应该是非常清晰的,并且能快速做出积极反馈。(6) 输入:输入方法应该很容易管理,并且具有适当的灵敏度和 响应。输入方法应该允许定制相关映射。(7)视野:视觉展示 应该让学习者对所在的位置及绑定到该位置上的可视信息 具有清晰的、一览无余的视角。(8)定制性:应该允许学习者 对用户界面的各个方面进行一定程度的定制。 (二)VR/AR 教学体验的可用性评价 可用性体现了 VR/AR 教学体验在达成教学目标时的效率和 方便性,对其评价应考虑以下因素: (1)知情性: 学习者应该能够清楚地知道虚拟环境中正在发生 什么,应该理解失败情况,并被允许犯一些错误,且在犯错 误之后容易恢复。(2)重复策略:VR/AR 教学系统中的活动 应该允许学习者多次参与,并且能使其乐在其中。多次执行 同一任务时,应能跳过学习者已经熟悉而不再有趣的内容, 从而确保学习者产生持续参与的欲望。(3)预期性:系统中的 人工智能应该是合理的,对学习者可见并和学习者的预期保 持一致。 (4)进入策略: 要满足学习者的期望, 缩短学习曲线, 而且学习者能获得足够的信息来知道如何立即开始。学习者 可以通过教程和调整难度快速地进入系统,并且能在整个教 学交互的过程中查看教程和调整难度。(5)自然度:VR/AR 教学系统中的各种运行机制应该让人感觉非常自然,从而产 生恰当的物理沉浸和心理沉浸。此外,系统中正在呈现的内 容应该适用于学习者正在面临的情况。(6)识别能力:学习者 应该能够识别 VR/AR 教学系统中的元素,如虚拟化身、敌 人、障碍物、威胁和机会等。这些东西应该非常显眼,即使 学习者视力很差甚至色盲也能发现,而且不会被轻易误解。 此外, 学习者看到这些事物, 就能理解它们是用来干什么的。 (7)一致性:VR/AR 教学系统以一种可预测的方式对学习者 的操作做出响应,包括各种系统元素、总体设置及剧情之间 的一致性。 (三)VR/AR 教学体验的交互设计评价 交互设计体现了 VR/AR 教学体验的沉浸性和交互性,对其 评价应考虑以下因素: (1)初次体验: 第一次的 VR 教学体验应该是令人备受鼓舞的, 帮助学习者建立起积极的自我评价,获得较高的自我效能 感,以激励学习者继续探索和完成任务。(2)环境:通过使用 恐惧、威胁、刺激、奖励和惩罚,使学习者置身其境,制造 各种空间冲突,使学习者能以第一视点的方式体验虚拟世 界,并使体验者感觉到冲突和陷阱无处不在。(3)目标:学习 者应该在进入 VR/AR 教学系统时尽快赋予明确的目标,或 者学习者能够创建自己的目标,而且目标能够被理解和鉴 别。每一级可能有多重目标,所以有多种取胜策略。此外, 学习者应该知道如何达成目标, 不能被卡住。 (4)任务: VR/AR 教学系统中的任务应该是多样化的,不仅包括漫游、操纵物 体等基本任务,也包括问题求解、探索性学习等复杂任务。 不应让学习者执行无聊的任务,任务应具有动态的难度级 别,并且始终围绕着体验学习的主线)控制:学习者应该 感觉到自己在进行控制,包括控制角色和影响虚拟世界,这 种控制应该允许对挑战难度进行适当的管理,学习者对 VR 世界的改变应该是持久的、可见的。此外,学习者应该能对 威胁和机会作出反应。(6)挑战:挑战、策略和节奏应该保持 平衡。挑战应该是一种积极的体验,既不能太简单,也不能 太难,应与学习者的技能水平相当,最好处于最近发展区的 上边沿。系统应该逐步对学习者施加压力但又不至于让学习 者感到挫败。(7)反馈:声音和视觉效果要能引起学习者的兴 趣,并在适当的时刻提供有意义的反馈,从而创造出富有挑 战性的、令人兴奋的交互,并通过影响学习者情绪使学习者 进入到虚拟世界中去。声音和视觉反馈应能立即响应学习者 的操作。(8)进度:VR 教学系统中的活动不能停滞,学习者 应该能够感觉到各种学习活动的进度。可以通过学习者熟悉 的进度条等可视化方式展示进度。(9)剧情:有意思的剧情和 故事应该支持 VR 系统中的交互,而且应该作为 VR 交互的 一部分被发掘。同时,剧情的设计应为完成教学任务和达成 教学目标服务,与教学内容具有内在的一致性。 六、结束语 VR/AR 系统具有的第一人称体验、自然语义、具身化、自主 性和沉浸感等特征,使其在教育领域获得了愈来愈广泛的应 用[22][23]。通过提供多个维度的沉浸、交互与认知,VR/AR 教学系统能够激发学习动机、增强学习体验、实现情境学习 和促进学习迁移[24]。在由 VR/AR 构成的虚拟环境/叠加环 境中,知识获得了多重表征和富语义的呈现,能够让学习者 在承载着故事的多维空间中穿梭,以可视化、智能化和个性 化的方式体验事物的过程变化和极端变化,从知识产生的源 头、知识发展的动力和知识应用的方向等角度构建知识,真 正达到学有所得和学以致用。但是,VR/AR 教育应用仍然处 于较为初级的阶段[25], 一定程度上限制了 VR/AR 技术与教 育的深度融合。本文提出的 VR/AR 教学体验产生框架、类 别定义、构成框架、应用模型和评价标准,将为 VR/AR 教 学体验的设计和评价提供相应的理论和实践支撑,从而促进 VR/AR 技术在教育领域的推广和应用。 参考文献: [1] 李小平, 陈建珍等. 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