近几年,VR/AR技术有了进一步的发展,也在除了娱乐领域的更多领域有了应用,教育领域就是其中之一。
VR课堂、VR实验等丰富了教学体验,让学习更有趣、更有沉浸感。另外,随着相关显示技术的发展,更多创新技术将与教育融合,推动元宇宙教育的实现。
VR/AR教育应用为元宇宙教育发展奠基
VR和AR可以打造出多样的虚拟场景,为元宇宙教育的发展添砖加瓦。VR可以实现虚拟场景的搭建,将人们带入虚拟的教学场景中。
而AR则可以增强现实,将虚拟场景引入现实场景,打造一种虚拟场景与现实场景相结合的教学场景。
马克·扎克伯格曾言:“VR、AR等技术将是打造'元宇宙+教育'的强大工具。”在元宇宙时代,学生们戴上VR眼镜,就能来到虚拟教学空间,接触到现实世界不便观察到的教学模型,例如,行星运动轨迹、人体器官等。
目前,VR、AR等技术已经在实际教学中应用。
在美国,Roblox创立了一个项目,用于打造3D多人互动式教学空间,进军在线学习领域。在韩国,首尔市教育厅面向中小学开设了VR、AR等技术构建的虚拟科学课程,让学生们亲身探索虚拟世界。
在中国,中国传媒大学等学校在游戏《我的世界》复刻学校场景,让学生们在游戏里完成了线上毕业典礼,弥补了因疫情取消毕业典礼的毕业生的遗憾。
以VR、AR等技术为基础的教学模式,就像一种大型游戏,让学生既能体会现实世界接触不到的教具的真实感,也能体会到寓教于乐的学习趣味。以最先被引入AR技术的儿童早教领域为例,虚拟空间与教学相结合,能够激发儿童的创造力和想象力,让孩子更具探索精神。又如,VR、AR等技术还能满足场景化教育的需求,通过虚拟场景直观展现驾驶操作,让汽车驾驶学习更安全。
VR/AR教育应用为元宇宙教育发展打下了良好的基础,随着元宇宙与教育的进一步融合,未来教育行业将出现更多充满创意的教学环境。
沉浸感升级,元宇宙带来VR/AR教育新突破
随着元宇宙技术的升级,元宇宙让VR/AR教育迎来了新突破。例如,在过去,大学讲座是由现实中一位讲师对有限数量的学生进行实时授课的,授课形式单一,即便是有VR/AR设备辅助,也只是丰富了教学效果,并没有改变授课形式。
如今,在元宇宙中,曾经单一的授课形式演化为多种数字格式的授课形式,例如录课、直播等,实现了课程的“量产”。学生们可以使用现实货币购买来自世界各地的课程,不再受限于单一的实体院校,而是从资源无限的元宇宙教学平台获取知识。
从寓教于乐到改变单一的授课形式,元宇宙将给传统教育带来巨大冲击。
在教育场景方面,元宇宙教育消除了时空的局限性,让教学内容更加丰富、充满想象;在教育者与学习者方面,教育者可与开发者一起研发新的教学模式,让学习者获取更丰富的学习资源;在教育资源方面,元宇宙教育有效解决了教育资源分配不均的问题,让教育资源不再有地域、国界之分,促进了教育平等。
元宇宙作为受到极大关注的新概念,如今在我国教育领域也受到了许多企业的重视。
例如,北京萌科推出了元宇宙互动实验室、跨平台元宇宙互动平台等产品,并与人教数字出版公司联合出品了针对最新考纲的中小学实验教材。无独有偶,编程猫也推出了BOX平台,在这个平台上,用户可以构建并发布脚本游戏等作品来进行编程学习。
在我国“双减”教育的时代潮流下,元宇宙教育改变了传统教育模式,让学习摆脱了枯燥的“题海战术”,更具实践性与趣味性,从而更好地激发了学生的创作力,培养出实用型人才。
随着人工智能技术的发展与推进,元宇宙与教育融合的大趋势已呈定势,比如打造虚拟老师,一对一个性化教学;推出智能教具,提升交互体验;开发教育平台,提供虚拟教学场景等。
依托虚拟数字人技术,打造AI虚拟老师
在许多科幻题材的影视作品中,经常会出现机器人家教的身影。他们学识渊博,富有耐心,会语重心长地为学生讲解知识点,指导学生的作业和习题,甚至会在学生快走神时突然说个笑话,活跃气氛。
人们或许觉得这个场景只能在影视作品中出现,但事实上,这个场景已不再是天马行空。目前,已经有很多聊天机器人通过了图灵测试(测试机器人是否拥有人类智能),而虚拟教师这个概念在业界也颇受关注。
教育领域很早就提出,经验丰富的老师一对一个性化辅导学生是最好的教育方式,但这种模式成本太高,很难大规模推广。优秀老师数量有限,很难为每个学生提供一对一指导,而且不是所有家庭都能负担得起一对一辅导的费用,这也不利于实现教育公平。
而虚拟教师的出现正好可以解决这个问题,可以为成千上万名学生提供个性化辅导,还能积累学生学习的数据,帮助改进教学内容。
以虚拟教师 Watson Tutor 为例,来看一下虚拟教师都有哪些特色。
Watson Tutor是由IBM和教育机构 Pearson联手打造的,可以随时随地为学生提供帮助与建议,为老师提供数据分析,例如,学生对知识点的掌握情况、疑难点及长短板等,方便老师改进课程。
Watson Tutor因为私密和方便的特点,可以解决一些学生因为不好意思而未能向老师寻求帮助的问题。它可以代替老师向学生提供24小时全天候指导,即使在深夜也可以解答学生的问题。
Watson Tutor 主要有三个功能,即诊断、答疑、测试。诊断功能:Watson Tutor 根据学生的回复,以提示、反馈、解释、确认等方式引导学生完成学习;答疑功能:Watson Tutor 通过检索模型,搜索相关延展资料,帮助学生掌握新知识与旧知识之间的关联;测试环节:Watson Tutor 通过向学生提问来评估学生对知识的理解程度。
Watson Tutor 通过自然语言处理技术来解释学生的问题并做出反馈。在对话策略设计上,每组对话都有一个主要的学习目标。每个目标由主要问题和几个相关问题组成,主要问题包括多个提示。
学生要先明确学习目标中的主要问题,待学生回答后,Watson Tutor 会跟答案进行比对,并做出相应反应。如果学生部分答对,Watson Tutor 会给出一些提示,引导学生思考正确答案;如果学生答错,Watson Tutor 会让学生学习更低一级的学习目标;学生在更低一级学习目标任务中表现良好,才可以返回到之前的学习目标。
在整个学习过程中,Watson Tutor 通过对学生情况进行动态调整,来帮助学生更顺利地掌握知识。一般,一组对话需要学生和Watson Tutor 对话4~15轮。如果学生情况不佳,也可能上升至30~40轮。
虚拟教师除了能传授知识、辅助学习,还能引发学生思考,这些软技能让学生感受到更多的支持与关怀,从而更愿意表达,更能接受虚拟老师的批评指正。
随着教育领域对因材施教的愈发重视,虚拟教师的应用将成为未来一大趋势。在未来,也许每个学生都会有一位虚拟的私人家教,帮助他们做专属的学习规划。
依托交互技术,推出可虚实交互的智能黑板
黑板、粉笔是很多学生和老师对课堂的印象,老师拿着粉笔在黑板上“刷刷”扫过,白色的粉笔灰不仅会呛到老师,还会殃及第一排的学生。而现在,有了智能黑板,这样的场景再也不会出现。
在智能黑板上,老师只需要轻触黑板,就能用量角器读取角度;手指滑动,就能控制圆规画图;单击菜单,就能调动各种教学工具。不仅不用再”吃“粉笔灰,也不用再带着量杯、试管、圆规、量角器等繁琐的教学工具进入教室了,不但省力,而且省心。
从外观上看,智能黑板与家用液晶电视相似,但其针对教育行业加入了独有的触控方案和教育软件,就变成了智能交互黑板。而且,为了兼顾传统教学习惯,老师只需长按智能黑板的界面,就可以切换到传统黑板模式,在上面书写板书。
智能黑板的出现适应了当下多媒体教学的需求,可以大幅提升教学效率和学生的学习兴趣。有了智能黑板,老师不用再将大量的精力放在知识呈现上,可以更加关注学生的学习情况,更合理地管理学生。
教具升级是人工智能+教育一个非常重要的领域,从前那种”一根粉笔走天下“的情况将逐渐成为过去式,未来的课堂将是丰富多彩和极具趣味性的。
虚拟交互,师生共进虚拟世界
元宇宙与教育结合,在虚拟世界中开辟教学场所,让师生能在虚拟教学场所中互动。
在课堂上,老师们不用再引导学生们展开想象,而是可以带着同学们去观察恐龙,去唐朝盛世与波斯人经商,去珠穆朗玛峰的峰顶上见证奇绝的景色。这就是对教育直接的改变,即情境化教学。
在情境化教学模式下,学生们可以佩戴相关显示设备进入教师创设好的教学情境,开展多人在线探究式的学习活动。除此之外,学生们还可以进入不同学科的专业教室,通过全息投影等技术连接远程教学场所,开展基于实地实景的课堂互动。
老师可以借助VR、AR、人工智能等技术,将沉浸式游戏作为教学手段。例如,让学生选择不同的游戏角色、游戏场景、游戏主线等,像玩游戏一样完成学习任务,获得游戏奖励,从而激发学生学习的内生动力。同时,在不破坏游戏框架和学习目的的情况下,学生还可以享有创造游戏角色、续写游戏主线等权限,以此实现学生与老师共创。
除了教学,元宇宙还能创设教研情境,辅助老师完成教研培训,提升青年老师的能力。例如,通过元宇宙模拟各种真实的教学事件,如师生问答、学生违纪等,降低教研培训场景搭建的时间和成本,使教研培训成为常态化活动。
在元宇宙时代,课堂上不再只是粉笔和黑板,学生们也不再只能看书、记笔记,而是可以通过各种新奇的教学辅助工具,亲眼见证书中描述的场景,与书中的主人公互动。而传统的老师讲、学生听的教学模式也将被颠覆,学生们可以进行创造性的自主学习,成为课堂的主人。












