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AR教室,孩子的学习方式因它而改变

2017-07-13 浏览次数:1445

行业新闻 | 企业新闻


在虚拟现实基础上发展起来的增强现实技术的前景被放得无限大,而转瞬之间,各种基于AR开发的应用层出不穷,来自医学、电影、教育、娱乐等各个领域的传统规则亦发生质的改变。让用户不受屏幕或设备限制,随心所欲地在3D空间勾勒创意、学习知识,还有什么比这更酷炫的呢。

虽然AR教室在教育中的应用还远未普及,但教育技术文献中关于3D虚拟世界的学习效用研究已经有很多积累。结合一些被广泛引用的研究结果,越泰科技的技术研究人员总结出一个AR教育的学习效用模型,如图所示: 

一些研究结果表明,VR/MR/AR技术的应用确实可以给学习者带来了一些完全不同的感受和体验。

1.AR教室的超强体验感,增加探索兴趣

几乎所有第一次接触增强现实环境的人都会不自觉的发出这样的一个感叹, “哇哦”!  我们首先能够感受到的就是一种完全沉浸式的存在感。有些虚拟世界刻意被设计出来和真实世界完全不同,像魔兽世界。但即使是这样的虚拟世界环境,一旦进入并沉浸到其中,用户的注意力就会被完全吸引。

这种沉浸现实感所蕴含的学习效用很多。首先,学习者会变得好奇。当我们AR教室时,我们会自然地产生一种强烈的好奇心和探索欲望。根据加利福利亚大学神经科学的研究表明,当我们对一件事情产生好奇心的时候,我们的大脑就会分泌出一种神经传导物质多巴胺,这将让我们变得更加专注,从而增强我们记忆的能力。其次,基于三维空间的导航更符合我们人脑的认知。传统在线学习环境一个广为诟病的问题是学习者容易在超媒体跳转过程中迷失。人类大脑在长期进化过程中形成的三维空间认知,决定着学习者能够以最本能的方式去和三维环境中的物体和对象进行交互,因此在三维的增强现实环境中这种交互的学习成本几乎为零。学习者获得的是“第一人称、非符号表征”的体验,而不是“第三人称、符号表征”的概念。这就可以解决传统在线教育所面临的第一个问题,即人机交互成本问题。



2.AR教室的虚拟穿越感,吸引求知欲望

增强现实是基于数字时空构建的,所以增强现实中的时间和空间是可以被控制的,并且增强现实环境中的一些基本世界属性如重力、速度、光影效果都可以改变。我们在现实世界不能够做的事情,比如骑着龙飞行、穿越时空到过去或未来的一个场景、旅行到微观分子世界、或者是努力打怪升级成为一位史诗般的英雄。AR教室给我们提供了一种令人向往的生活图景,以至于未来学家预言说,“到2030年,增强现实会变得完全逼真和吸引人,以至于我们大部分时间都会生活在增强现实世界中,我们都会成为虚拟人类”。

基于认知建构主义学习理论,我们对于一个事物和概念的认识也是一个构建自我知识表征和不断探索的过程,三维虚拟世界尤其适合这种动态、渐进式探索和发现的过程。比如,在一个基于经典物理力学规则构建的三维世界中,学习者可以直接观察和体验作用于一个对象上的力所产生的效果。 增强现实在空间知识表征能力上最有用的领域应该是那些在现实世界中不太容易感受到的一些概念和原则,比如那些在危险环境中的操作技能训练、非常规尺度时间和空间维度下的进程模拟、极小概率的事件和行为模拟等等。



3.AR教室的真实虚拟叠加感,丰富体验

增强现实技术让数字世界和真实世界的边界变得模糊,让来自数字世界的信息和真实世界进行实时的交互,在儿童教育、语言学习、化学、医疗等领域得到了高速发展。随着越来越多的AR内容制作平台的出现,制作AR内容变得越来越容易。随着AR内容提供商的增多,市场上已经出现有一些专注于某一垂类学科的AR教育应用,比如越泰科技提出的AR教室概念,将AR技术完全植入到教室,给儿童提供的交互式教育产品。完全颠覆了传统的教育模式,让孩子从被动式教育变为主动式教育。通过实时叠加数字世界数据包到真实世界,所以,越泰科技的AR教室在应用方面有着非常大的想象力空间。

越泰科技的理论研究小组人员还说:最典型的学习效用是对探索式学习的支持。但在一个缺乏内容过滤和优化机制的的互联网环境开展探索式学习就好比是就着消防水龙头喝水,其结果必然是不好的。基于增强现实平台的教育应用可以很好地解决这个问题,首先是交互简单,很多AR应用只需要用户用手机拍摄一下目标对象即可。其次是AR教室对教师的教学过程干扰度小,教师可以根据自己的教学安排在课堂上随时插入AR内容,就好比一个传统教具的功能,因此AR在教育系统中的应用推广一般不会遭遇到系统内部的人性层面、行为层面和机制层面的阻力。另外,从投资收益角度,因为AR教室的内容一旦被开发出来之后,就可以通过AR平台进行快速传播和分享,其颗粒度和真实世界中的对象一一对应,具有极好的可复用性和可分享性。



4.AR教室的身临其境感,使学习更有意义

基于二维空间的在线学习一定程度上存在有学习孤独感。但AR教室借助于三维虚拟世界环境,学习者可以真切感受到与同伴们在一起的感觉。这种与他人在一起的感觉对于构建一个成功的协作学习有着非常大的意义。这极大地提升了学习者之间信息交流的效率。当我们看到银河系的各个行星模拟,我们可以立刻识别出不同的行星对象,而不需要了解各个行星在不同语言中的名称。最后,基于AR教室的协作学习,实质上是给学习者在真实世界之外,打开了一扇通往无尽可能的增强现实世界的窗户。孩子们能够以最自然的方式和增强现实中的对象进行实时的互动。