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王辞晓 等:教育游戏应用及发展前景

他给出的建议是,企业在今后的研发中,可以从过去侧重较多的“沉浸性”,转而在“想象性”上多下功夫,“想象其实拼的是创意和创造力”。

他给出的建议是,企业在今后的研发中,可以从过去侧重较多的“沉浸性”,转而在“想象性”上多下功夫,“想象其实拼的是创意和创造力”。

二、基于虚拟现实和增强现实教育游戏应用及对比

“有的企业只做显卡,考虑的问题主要在显卡上;有的做头戴式显示设备,考虑的问题则局限于头戴式显示设备。”但在夏时洪看来,对于整个VR技术以及系统来说,一旦出现问题,不能孤立地解决。VR强调的是一个整体。

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关 键 词:教育游戏 虚拟现实 增强现实 学习科学 具身认知

换言之,一些企业所提出的问题,更多的是虚拟内容呈现环节的问题。而在夏时洪看来,如果换另一种呈现形式,比如直接用肉眼来体验,那这些头戴式VR所遭遇的问题,可能就不是一个必须要解决的问题了。

“有的企业只做显卡,考虑的问题主要在显卡上;有的做头戴式显示设备,考虑的问题则局限于头戴式显示设备。”但在夏时洪看来,对于整个VR技术以及系统来说,一旦出现问题,不能孤立地解决。VR强调的是一个整体。

虚拟现实与增强现实技术是近年来教育领域应用的新兴技术,游戏化元素则丰富了虚拟现实与增强现实的应用设计。

夏时洪说,根据这个定义,VR涉及四个环节,分别是虚拟内容的生成,虚拟内容的呈现,虚拟环境与真实环境的感知和交互,以及支撑虚拟环境运转的计算设施。目前舆论关注较多的头戴式显示设备,侧重于第二个环节,即虚拟内容的呈现。

至于科研院所,夏时洪建议,在VR这个强调主观感受的信息系统领域,深入开展基础交叉研究,使这种特殊的信息系统最终达到消费级的应用。

标题注释:本文系北京市教育科学“十三五”规划2016年度重点课题“基于游戏化学习的教育教学实践研究”(课题编号:CAHA16052)研究成果。

和国际先进国家相比,夏时洪说,我国的VR技术处于从“并跑”转向“领跑”的状态,但要真正实现“领跑”,还需要企业在应用创意上,科研院所在基础交叉研究上都有所突破。

在前不久的台北电脑展上,世界知名的消费级别电脑显卡制造商英伟达CEO黄仁勋称,他的公司要暂停一些VR项目,原因是他认为当前的VR还存在一些诸如设备分辨率过低、VR设备太重等应用缺陷,而这些缺陷还需要20年才能完全解决。

将虚拟现实和增强现实内容游戏化(Camification)[7]不仅仅是通过游戏化元素来提升学习或培训过程的趣味性,更是为了提高学习者的参与程度,使虚拟现实和增强现实内容的呈现形式不再单一而具有多样化形式。以游戏的方式还能减轻学习者面对某些特定内容的心理恐惧,如昆虫学习等[8]。通过对相关文献分析,本文将分别介绍基于虚拟现实的教育游戏及基于增强现实教育游戏的研究案例,并进行传统面对面学习方式、传统在线学习方式、虚拟现实和增强现实学习方式的对比分析。

(原载于《中国青年报》 2016年06月07日11版)

20年?这给正在热炒的VR概念猛泼了一盆冷水。今年伊始,就有不少科技界、投资界人士表示,VR技术将会在2016年大热,然而,随着时间的推移,类似反思的声音也渐渐多了起来。

虚拟现实(Virtual
Reality,VR)即采用三维图形、音频及特殊的外围设备,利用计算机生成交互式虚拟环境。虚拟现实环境中使用的显示设备是沉浸式、体验式的,技术的沉浸式特点可以增加用户的参与度[9]。虚拟现实技术的类型有三种:第一种是基于桌面的虚拟现实,这种形式的虚拟环境在显示器中设置,通过传统的输入设备,如鼠标、键盘来进行交互;第二种是基于头戴式设备的立体虚拟现实,这种形式向用户提供一个对象两个角度的不同图像,从而实现一种沉浸式3D体验效果;第三种是激光控制的虚拟现实,学习者可以通过外部工具产生的激光束来进行操作,从而达到交互的效果[10]。虚拟现实技术类型的多样性为不同类型教学内容提供了多种选择,同时也丰富了教育游戏的设计形式。

这就要回到一个最初的问题,究竟什么是VR。

“今年的虚拟现实概念很火,这是事实;黄仁勋所说的还存在一些缺陷,这也是事实。但如果说VR还要20年才能成熟,这就要见仁见智了。”夏时洪说。

配合环境的虚拟现实沉浸系统,能够使外在空间环境成为虚拟学习系统的重要组成部分。Limniou和Roberts等人设计了配合环境的虚拟现实系统来帮助学习者理解酸雨分子层面的化学反应,为学习者智慧技能类的学习提供了完全沉浸式体验环境。研究发现,使用3D学习环境学习的学生回答相关化学问题的成绩显著高于2D环境下的学习者,并且学习者对3D环境的评价更积极。与传统课堂相比学习者认为使用3D学习环境能够帮助他们更好地理解化学反应的发生。

按照中国工程院院士、中国仿真学会理事长、虚拟现实技术与系统国家重点实验室主任赵沁平的定义,VR指的是以计算机技术为核心,结合相关科学技术,生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境,用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响,可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。

虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术还要再等20年才能真正成熟落地?

内容提要:虚拟现实与增强现实技术是近年来教育领域应用的新兴技术,游戏化元素则丰富了虚拟现实与增强现实的应用设计。文章对虚拟现实和增强现实的教育游戏应用研究进行了梳理和分析。首先,介绍了基于桌面、头戴式设备和激光控制的虚拟现实教育游戏应用案例及研究,以及强调角色、位置和任务的增强现实教育游戏应用案例及研究,并对传统面对面学习方式、传统在线学习方式、虚拟现实和增强现实学习方式进行了对比分析。接下来,从情境学习、具身认知、心流理论、合作学习理论出发,对基于虚拟现实和增强现实的教育游戏的理论基础进行了探讨。最后,研究提出基于VR和AR的教育游戏教学应用模式,并得出该领域教学设计及实验设计的研究启示,并提出基于虚拟现实和增强现实的教育游戏发展前景。

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