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      1. 专题栏目:ARVRMR虚拟现实

        移动AR/VR为解决学习困境提供了技术可能,有助于学习素养的培养

        学习设计是疏解教育质效焦虑的重要手段,其现实困境主要表现为学习任务同质主导、学习环境需求冲突、社会性架构浅层融合。结合移动增强/虚拟现实的三维语义注册、三维融合生成、人机实时交互等核心技术,对教育信息化2.0时代学习设计的新模式进行探析,展示了突破困境之有效技术的可能与前景,重构学会学习的学习模式,塑造需求平衡的学习情境,实现协作学习的社会性架构。但可能同时产生学习任务主体隐私泄露、学习环境虚实边界模糊、社会性架构人机交互偏狭等潜在挑战。要构建由对象层、技术层与系统层等组成的学习设计方法策略,实现在方法策略层面坚持学习任务个性自主、支撑学习环境合理优化和确保社会性架构精准规范。拟/增强/拓展/混合现实技术(AR/VR/XR/MR)等新兴技术平台的纳入,要求学习设计者采取新的方法,确保学习者能够获得可以转移到社会实践的技能和知识。

        “5G+北斗”技术在未来智能时代会以基础设施的形态发挥最重要的作用,移动增强/虚拟现实(下文简称为移动AR/VR)支持的全息整体教学系统会通过超强移动性、超精准定位和超低时延及超大带宽保证沉浸体验良好有效。移动AR/VR技术的鲁棒性不只是交互与建模,其传感与呈现也已进入适应高载量阶段,或许可以革新学习者学会学习素养的培养方式。然而,当前学习设计发展却面临着学习任务同质主导、学习环境需求冲突、社会性架构浅层融合等现实困境。以沉浸感、交互性、构想性和智能化等为主要特征的移动AR/VR,为解决当前学习设计发展所面临的现实困境提供了技术可能,有助于从实践层面推动学会学习素养的培养,发挥学习设计的桥梁作用,促进理念构建的快速转化。

        移动AR/VR的三维语义注册、三维融合生成、人机实时交互等核心技术,有助于搭建贯穿学习者学会学习全过程的“新生态”,形成学习设计的适应性系统机制。那么,不同来源和类型的数字化教育资源所形成的学习设计能否借助移动AR/VR在三维学习空间有效实现学习任务、学习环境和社会性架构的设计目标,准确回答该问题对加速孕育学会学习素养的“新生态”举足轻重。面向新机遇和新挑战、新使命和新趋势是新时代中国特色教育技术继续坚持总体持续发展的良好态势的重要方面。由此以“现实困境→模式探索(框架、前景和挑战)→方法策略”的分析逻辑对“移动AR/VR赋能学习设计”促进学会学习进行系统性考察和审思,以期引起学界对移动AR/VR技术支持下学习设计的方法策略问题的关注与探讨。

        学习任务设计往往是教学设计的重点与内核,教学设计对于学习者的高阶能力的培养和智慧课堂的组织则离不开精细化安排。有调查发现,学习目标不够明确等不合理的学习设计,不但容易造成复杂素养掌握欠佳,甚至会直接导致其难以实现迁移,而这往往造成很多学生经常对他们的学习状况不够了解。为实现学习者增进持续学习、调动学习者主动性而实施的刺激机制(如游戏化等),以及把学习者的学习任务妥善适配于其自身不同的需求动机,是学界针对学习者开展改善学习参与度相关研究所聚焦的两个方面。然而,学习任务与学习者学习动机、学习风格三者的准确匹配问题依然突出,繁多的教育信息资源和数字化平台,由于信息过载造成学习者参与意愿衰减,进而不同程度产生辍学等情况。

        所以,智慧课堂构建的关键是在移动AR/VR和学习设计的理念下精准分析学习任务,基于学习者需求对任务进行匹配推送,对各种任务类型的结构特征予以明确,在任务各要素中嵌入移动AR/VR,设计让学习者获得评价、归纳、抉择、构想及发现等智慧学习经验的学习任务。个人与外界、与群体或与他人构筑起社会关系的愿景和能力是形成社会连通的重要来源。身份是社会建筑的基石,在沉浸式的虚拟学习状态下,不同类型的社会实践和物理性状配置(学习环境)、非语言动作均居于中心。移动AR/VR技术对学习者在线条件下协作学习的学习环境、互动过程和内容获取方式等起到稳定的推动作用,实现学习资源的真实情景再现,为学习者的情景化学习、认知学徒制式的远程实践参与以及远程协作实验等学习活动提供有力支持。

        实时自然的交互发生在现实世界(抑或是虚拟对象)和用户之间,即移动AR/VR的人机实时交互。根据人类自然感官,诸如视力、手势、触摸、语音等在学习者和系统间数据流动的使用匹配,人机实时交互囊括了VR输入、智能交互、多模态交互,以及声控交互、触控交互、动作交互和眼动交互等相关技术。基于发展阶段的视角,人机交互界面从命令行界面出发,逐步突破地发展到图形用户界面,这也是其演变的两个重要时期。近年来,交互的自然性随着人机交互界面的发展逐渐受到业界的重视,即用户的生理和认知的习惯与其交互行为保持一致性,而三维交互界面和触摸交互界面成为相应交互界面的主要形式。

        简言之,移动AR/VR技术赋能社会性架构泛在化,会给协同运作学习范式(基于万物智能协同)创造前所未有的机遇和前景,其对情境认知与具身认知也会有新启发。此外,还包括远距离协同运作实验与远距离精准协同运作。在移动AR/VR资源的开发环节,同样也有大学支持学生积极加入,美国C大学先进技术实验室开放了师生协作制作XR相关内容的实践活动,并且为学习者制作和发放课程设计的相关凭证,以激发学习者主动加入课程学习。因此,三维语义注册赋能学习任务重构了个性化的学会学习新模式。在这个模式中,学习者通过技术切实体验和掌握那些已有生活和学习经验并有效获得外界指导,奠定学习者将知识和技能应用于不同环境的基础,让他们成为终身学习者。

        来源:老乐谈谈科学

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