(圖注:人大附中的VR教學課堂)
這篇文章將讓你知道,中國最好的中學之一——北京人大附中是如何把VR技術融入學生的教學實踐中的,又對VR+教學有著怎樣的態(tài)度和期望。
芥末堆 寧寧 2月9日
過去的一年被稱為“VR元年”,可人大附中對于VR技術的關注從2012年就已經(jīng)開始了。
過去一年,VR的教育應用被廣泛討論。英語教學,地理、化學觀察,生物探究,物理實驗,還有建筑、設計、醫(yī)學等學科都出現(xiàn)了應用VR的技術來構建新的教學場景。三星曾在美國做過的一項調(diào)查研究顯示,樣本中85%的老師認為VR技術會對學生學習產(chǎn)生積極的效果,2%的老師在課堂中使用過VR技術。
VR教學將傳統(tǒng)的單向教育轉(zhuǎn)化為認知交互和沉浸式體驗模式,學生被帶入微觀或宏觀的虛擬世界中,身臨其境地觀察、探究,極大激發(fā)了興趣和好奇心,增強學習的主動性。它還將學科的復雜知識和抽象結(jié)構形象展現(xiàn),幫助學生更好地理解知識。這是VR技術在教學中最吸引老師的地方。
人大附中從2012年就在關注這項技術,在選修課中將VR技術開發(fā)作為一項教學內(nèi)容,老師帶領學生開發(fā)VR模型,而在近兩年人大附中對VR技術應用在課堂上也多有嘗試。
“對這種新的技術,我們抱有非常樂觀、積極的態(tài)度想要去探索。”人大附中副校長宓奇在接受芥末堆收集時說。
帶上VR眼鏡,進入人體血液循環(huán)系統(tǒng)
(圖注:人大附中的VR教學課堂)
輦偉峰是人大附中的高二生物老師,上學年他與另一位生物老師和淵做了兩次VR生物課。課堂內(nèi)容是進入人體血液循環(huán)系統(tǒng),觀察了解細胞以及亞顯微鏡下的細胞結(jié)構。每個學生都手持一臺VR單機設備,獨自進入視頻中探究,體驗時間在10分鐘左右。
“每個學生進入一個相對封閉的環(huán)境中,可以根據(jù)自己的理解來感悟視頻中呈現(xiàn)的內(nèi)容,但這種視頻又比平常放的視頻沉浸感更強,學生投入度更高,課堂個性化教學比較不錯?!陛倐シ寤叵氘敃r的課堂情景時說,初次體驗的學生非常興奮,對探究材料的理解也更深入。
不過,封閉式的探究環(huán)境也對老師的課堂設計提出了更高的要求。第一次嘗試VR教學,輦偉峰說與以往傳統(tǒng)的備課不太一樣,他要首先自己進入視頻的虛擬環(huán)境中去體驗,把覺得新奇的地方直觀寫下來,以便于在課堂上與學生產(chǎn)生共鳴。
如何就素材合理地設計課堂情境是輦偉峰不斷思考的問題,“不管是國外的課還是國內(nèi)的課,不能為了使用這種技術偏離了課堂本身,一定要素材契合課堂的主題去做?!眹L試過VR教學后,輦偉峰總結(jié)道。
設計課程方案時,很多老師對課堂的控場提出不少意見,怎么讓學生按照老師設計的路徑去探究,不至于走得太偏。最終討論的一致結(jié)果是,先布置課堂任務,基于每組學生的不同特點,設置不同的觀察重點。
這堂課輦偉峰給學生布置了兩大類問題,一類是鞏固之前的生物課上沒注意到的知識細節(jié),另一類是從生物學意義上探究VR技術在呈現(xiàn)細胞結(jié)構上有哪些不合常理的地方。
學生的表現(xiàn)超出他的預想。“他們觀察到很多我沒有思考到的問題?!陛倐シ逭f,在分析細胞核周圍的細胞骨架時,有學生提出細胞骨架理論上應該是蛋白質(zhì)的分子結(jié)構,但視頻中呈現(xiàn)的卻是建房的鋼筋結(jié)構狀,這種維度下,這個結(jié)構是不合理的。輦偉峰思考后發(fā)現(xiàn)了問題所在,視頻沒有告訴使用者放大倍數(shù)是多少,而就生物學學科來說,非常講究參照物及放大縮小的比例。
評價方式也是他要考慮的一個問題。傳統(tǒng)的課堂評價方式多是課堂提問,學生群體回答,或者布置小測試,與學生可以眼神互動。而VR課堂,學生則進入封閉的探究環(huán)境,不再有傳統(tǒng)課堂的那種互動。輦偉峰說,這種情況下,就要預設好問題和探究的路徑,讓這堂課沿著設計好的路徑走,最后以小組匯報的形式做課堂反饋。
從分子式到太陽系,根據(jù)學科需求定制VR課堂
除了在課堂上嘗試使用VR技術外,人大附中早在2012年就開設有通用技術選修課,其中有一門虛擬現(xiàn)實技術的課程。施一寧已經(jīng)教了四年,帶學生開發(fā)VR軟件系統(tǒng)。期間也遇到一些問題,比如學生的編程基礎、三維建?;A參差不齊,上課要先把這些基礎知識打好,獨立研發(fā)軟件就成為了課程的附屬品。他最近在思考的是,學生課時有限,精力也有限的條件下,如何把虛擬現(xiàn)實作為教學的主體呈現(xiàn)給學生。
施一寧目前的課程設置分為三個部分,先讓學生按照自己的設想,設計出一個軟件的三維模型。之后在現(xiàn)有的技術基礎上利用軟件讓模型互動。最后給學生現(xiàn)成案例,教他們實現(xiàn)一個VR、AR的demo。
“還有一部分是學校有老師對VR技術比較感興趣,想看看他們這邊有沒有教學的需求,能夠用虛擬現(xiàn)實技術去解決,我?guī)W生幫他們做一些。”他補充說。
說到這,一旁教化學課的副校長周龍平來了興致,開始和施一龍“定制”化學有機分子結(jié)構的VR模型,“這個對于空間想象力弱的學生是一大福利。”
“我覺得特別好?!笔┮粚幰才d奮起來。在帶學生做VR項目的時候,他發(fā)現(xiàn)學生對兩件事特別感興趣,一件是微觀世界的無限放大,像血細胞、分子結(jié)構。另一件是天體運動、萬有引力這類宏觀世界的探索。“學生都是想著做一個太陽系,以AR的形式把太陽系虛擬出來,放在桌面上?!边€有一些更基礎的化學分子結(jié)構,給學生代碼和基本的技術操作方案后,學生都可以實現(xiàn)。
副校長宓奇就向施一寧定制過VR課程,將磁場中的粒子運動做成VR的形式,學生手持平板電腦,可以在平板上改變粒子的質(zhì)量、運動速度以及電荷屬性等,最終平面上的圖形就變成了動態(tài)的、立體的粒子運動。
好奇之余,研學教研組長臧春梅提出一個疑問,如何保證VR視頻中學科參數(shù)的科學性。施一寧說這些都會通過相應的軟件來解決,會有標準的數(shù)據(jù)庫。
VR教學性價比低?或可影響學生一生
在施一寧看來,對老師來說VR技術運用在課堂上的關鍵問題是,真正可以提高多少課堂教學效率。功能可以輕易實現(xiàn),但是教學過程涉及很多環(huán)節(jié),不僅僅是簡單把功能實現(xiàn)。所有的技術最終都是要服務于教學目標的實現(xiàn)與學生素養(yǎng)的提升。
VR技術應用于課堂的另一個問題是使用門檻,老師制作一門VR課程所需要的時間是多少。
“老師比較關心用多長時間才能把一節(jié)課帶到一個理想的效果,這個技術瓶頸對于老師是多大的,長期使用就肯定存在這個問題。”臧春梅也很認可VR在多個自然學科領域應用的優(yōu)勢,但具體到日常課堂中,她坦稱如果花費時間成本很高,而實際達到的教學效果又有限的話,從投入產(chǎn)出比上看不劃算,老師也不會用。
宓奇覺得投入產(chǎn)出比要從一個學生的一生去考慮。他曾與生物老師、化學老師、通用技術老師合作開發(fā)一項系列碰撞課程。在一節(jié)汽車碰撞緩沖的技術課堂上,四位學科老師先從自己學科的角度講解,之后又花兩三周時間讓學生去加工有防止碰撞緩沖功能的手機殼,之后再拿出一節(jié)課讓學生展示,老師分別點評??傉n時算下來有七八節(jié),課程最初的投入成本非常高,但他仍然覺得非常有必要做。不一定每節(jié)課都按照這種模式,一學年、一學期可以嘗試做一兩次,讓學生感覺到學科之間是如何融合,可以怎樣融合。
“在教育階段主要是萌發(fā)意識,就是埋下一顆小種子。”宓奇解釋,當學生在大學聽到一節(jié)工程學的知識時或許會想到自己也能做,可以往哪個方向努力。對于VR技術在課堂應用也一樣。他認為大膽去想,未來二三十年之后也許不存在VR的概念了,很多工作、學習的場景就已經(jīng)是虛擬現(xiàn)實了?,F(xiàn)在是井噴但很原始的技術狀態(tài),沒辦法追求太好的效果,但課堂上使用過這種技術,學生就會有更深刻的認知,就有可能受到啟發(fā)。
市場能不能為學校提供長期穩(wěn)定的技術支持,以幫助學校埋下這些“種子”,這是臧春梅擔憂的。施一寧觀察,VR市場很大,在娛樂行業(yè)的應用非常廣泛,因為投入可以很快看到回報,但教育行業(yè)需要漫長的過程,現(xiàn)在看得到的VR教育公司仍然以賣硬件為主,做課程的很少。嘗試過兩次VR生物課的輦偉峰也表示,硬件有了之后,相應軟件的研發(fā)是否跟得上,能不能構建系列的課程?
這是學校所關心的。
教育部虛擬現(xiàn)實應用工程研究中心主任周明全曾向媒體總結(jié)虛擬現(xiàn)實與教育融合的三大問題,其一是概念問題,教育是特殊行業(yè),需要的不僅僅是技術,虛擬現(xiàn)實技術要與教育本身的發(fā)展規(guī)律結(jié)合,而目前兩者是分裂的。其二技術仍然有待優(yōu)化,VR眼鏡對孩子眼睛的傷害太大,要用全息技術等代替VR眼鏡。其三就是內(nèi)容的制作。他表示,VR教育內(nèi)容制作復雜,需要政府、企業(yè)、教師三方結(jié)合,構成教育改革系統(tǒng)工程。同時,對學生的測評也需要重新來定。
技術需要經(jīng)歷漫長的時間逐漸成熟,尤其應用到教育領域。這三大融合問題很難在短期內(nèi)解決。但就學校來說,像人大附中這樣開放心態(tài),主動探索、尋找契合自己教學場景的VR應用,是可以在小環(huán)境里逐步優(yōu)化VR教學的。
未來的趨勢已經(jīng)很明顯。國務院最新印發(fā)的《國家教育事業(yè)發(fā)展“十三五”規(guī)劃》在第三部分“改革創(chuàng)新驅(qū)動教育發(fā)展”中提到,支持各級各類學校建設智慧校園,綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能和虛擬現(xiàn)實技術探索未來教育教學新模式。VR技術帶來的教學新模式目前還只是一個雛形,想象空間仍然很多。
2、芥末堆不接受通過公關費、車馬費等任何形式發(fā)布失實文章,只呈現(xiàn)有價值的內(nèi)容給讀者;
3、如果你也從事教育,并希望被芥末堆報道,請您 填寫信息告訴我們。