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            專題欄目:ARVRMR虛擬現實

            移動AR/VR為解決學習困境提供了技術可能,有助于學習素養的培養

            學習設計是疏解教育質效焦慮的重要手段,其現實困境主要表現為學習任務同質主導、學習環境需求沖突、社會性架構淺層融合。結合移動增強/虛擬現實的三維語義注冊、三維融合生成、人機實時交互等核心技術,對教育信息化2.0時代學習設計的新模式進行探析,展示了突破困境之有效技術的可能與前景,重構學會學習的學習模式,塑造需求平衡的學習情境,實現協作學習的社會性架構。但可能同時產生學習任務主體隱私泄露、學習環境虛實邊界模糊、社會性架構人機交互偏狹等潛在挑戰。要構建由對象層、技術層與系統層等組成的學習設計方法策略,實現在方法策略層面堅持學習任務個性自主、支撐學習環境合理優化和確保社會性架構精準規范。擬/增強/拓展/混合現實技術(AR/VR/XR/MR)等新興技術平臺的納入,要求學習設計者采取新的方法,確保學習者能夠獲得可以轉移到社會實踐的技能和知識。

            “5G+北斗”技術在未來智能時代會以基礎設施的形態發揮最重要的作用,移動增強/虛擬現實(下文簡稱為移動AR/VR)支持的全息整體教學系統會通過超強移動性、超精準定位和超低時延及超大帶寬保證沉浸體驗良好有效。移動AR/VR技術的魯棒性不只是交互與建模,其傳感與呈現也已進入適應高載量階段,或許可以革新學習者學會學習素養的培養方式。然而,當前學習設計發展卻面臨著學習任務同質主導、學習環境需求沖突、社會性架構淺層融合等現實困境。以沉浸感、交互性、構想性和智能化等為主要特征的移動AR/VR,為解決當前學習設計發展所面臨的現實困境提供了技術可能,有助于從實踐層面推動學會學習素養的培養,發揮學習設計的橋梁作用,促進理念構建的快速轉化。

            移動AR/VR的三維語義注冊、三維融合生成、人機實時交互等核心技術,有助于搭建貫穿學習者學會學習全過程的“新生態”,形成學習設計的適應性系統機制。那么,不同來源和類型的數字化教育資源所形成的學習設計能否借助移動AR/VR在三維學習空間有效實現學習任務、學習環境和社會性架構的設計目標,準確回答該問題對加速孕育學會學習素養的“新生態”舉足輕重。面向新機遇和新挑戰、新使命和新趨勢是新時代中國特色教育技術繼續堅持總體持續發展的良好態勢的重要方面。由此以“現實困境→模式探索(框架、前景和挑戰)→方法策略”的分析邏輯對“移動AR/VR賦能學習設計”促進學會學習進行系統性考察和審思,以期引起學界對移動AR/VR技術支持下學習設計的方法策略問題的關注與探討。

            學習任務設計往往是教學設計的重點與內核,教學設計對于學習者的高階能力的培養和智慧課堂的組織則離不開精細化安排。有調查發現,學習目標不夠明確等不合理的學習設計,不但容易造成復雜素養掌握欠佳,甚至會直接導致其難以實現遷移,而這往往造成很多學生經常對他們的學習狀況不夠了解。為實現學習者增進持續學習、調動學習者主動性而實施的刺激機制(如游戲化等),以及把學習者的學習任務妥善適配于其自身不同的需求動機,是學界針對學習者開展改善學習參與度相關研究所聚焦的兩個方面。然而,學習任務與學習者學習動機、學習風格三者的準確匹配問題依然突出,繁多的教育信息資源和數字化平臺,由于信息過載造成學習者參與意愿衰減,進而不同程度產生輟學等情況。

            所以,智慧課堂構建的關鍵是在移動AR/VR和學習設計的理念下精準分析學習任務,基于學習者需求對任務進行匹配推送,對各種任務類型的結構特征予以明確,在任務各要素中嵌入移動AR/VR,設計讓學習者獲得評價、歸納、抉擇、構想及發現等智慧學習經驗的學習任務。個人與外界、與群體或與他人構筑起社會關系的愿景和能力是形成社會連通的重要來源。身份是社會建筑的基石,在沉浸式的虛擬學習狀態下,不同類型的社會實踐和物理性狀配置(學習環境)、非語言動作均居于中心。移動AR/VR技術對學習者在線條件下協作學習的學習環境、互動過程和內容獲取方式等起到穩定的推動作用,實現學習資源的真實情景再現,為學習者的情景化學習、認知學徒制式的遠程實踐參與以及遠程協作實驗等學習活動提供有力支持。

            實時自然的交互發生在現實世界(抑或是虛擬對象)和用戶之間,即移動AR/VR的人機實時交互。根據人類自然感官,諸如視力、手勢、觸摸、語音等在學習者和系統間數據流動的使用匹配,人機實時交互囊括了VR輸入、智能交互、多模態交互,以及聲控交互、觸控交互、動作交互和眼動交互等相關技術?;诎l展階段的視角,人機交互界面從命令行界面出發,逐步突破地發展到圖形用戶界面,這也是其演變的兩個重要時期。近年來,交互的自然性隨著人機交互界面的發展逐漸受到業界的重視,即用戶的生理和認知的習慣與其交互行為保持一致性,而三維交互界面和觸摸交互界面成為相應交互界面的主要形式。

            簡言之,移動AR/VR技術賦能社會性架構泛在化,會給協同運作學習范式(基于萬物智能協同)創造前所未有的機遇和前景,其對情境認知與具身認知也會有新啟發。此外,還包括遠距離協同運作實驗與遠距離精準協同運作。在移動AR/VR資源的開發環節,同樣也有大學支持學生積極加入,美國C大學先進技術實驗室開放了師生協作制作XR相關內容的實踐活動,并且為學習者制作和發放課程設計的相關憑證,以激發學習者主動加入課程學習。因此,三維語義注冊賦能學習任務重構了個性化的學會學習新模式。在這個模式中,學習者通過技術切實體驗和掌握那些已有生活和學習經驗并有效獲得外界指導,奠定學習者將知識和技能應用于不同環境的基礎,讓他們成為終身學習者。

            來源:老樂談談科學

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