國(guó)際虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用演進(jìn)趨勢(shì)與啟示

陳雨婷 楊剛 徐佳穎

摘 要：為厘清國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究演進(jìn)趨勢(shì)，以 “Virtualreality”和“Education”為中心關(guān)鍵詞，利用CiteSpace對(duì)Web of Science核心合集2004-2019年間收錄的658篇文獻(xiàn)進(jìn)行可視化分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究演進(jìn)趨勢(shì)呈現(xiàn)局部到整體、整體再到局部的發(fā)展態(tài)勢(shì)。 由此提出我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究發(fā)展方向應(yīng)集中于3個(gè)方面：①深化虛擬學(xué)習(xí)，通過(guò)在線虛擬仿真教育打造校際間深度學(xué)習(xí)共同體;②優(yōu)化學(xué)習(xí)空間，構(gòu)建多功能化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境以實(shí)現(xiàn)特殊教育與基礎(chǔ)教育的有機(jī)融合;③落實(shí)教育理念，利用跨學(xué)科虛擬學(xué)習(xí)資源促進(jìn)教育個(gè)性化、多樣化和開(kāi)放性發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí);虛擬現(xiàn)實(shí)教育;可視化分析;研究熱點(diǎn);研究趨勢(shì)

DOI：10. 11907/rjdk. 201851??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????? 開(kāi)放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）：

中圖分類號(hào)：G434 ?? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A?????????????????????????????? 文章編號(hào)：1672-7800（2020）011-0236-05

The Evolution Trend and Enlightenment of International Virtual Reality Education

CHEN Yu-ting1， YANG Gang1， XU Jia-yin2

（1. College of Teacher Education， Wenzhou University， Wenzhou 325000， China;2. Chengnan Primary School，Quzhou 324000，China）

Abstract： In order to clarify the evolution trend of research on the application of virtual reality Education in foreign countries， this study takes“virtual reality” and “education” as the key words， and uses CiteSpace to perform visual analysis on 658 articles collected in the core collection of Web of Science from 2004 to 2019. The results show that the evolution trend of foreign virtual reality education research shows a development trend from part to the whole， and from the whole to the part. Based on this， this study puts forward the development direction of virtual reality application education research in China should focus on the following 3 aspects： ① Deepen the virtual learning， through online virtual simulation education makes the intercollegiate between the depth of the learning community; ②Optimize the learning space， build a multi-functional virtual learning environment to realize the organic integration of special education and basic education; ③ Implement the concept of education and make use of interdisciplinary virtual learning resources to promote the personalization， diversification and openness of education.

Key Words： virtual reality; virtual reality education; visual analysis; research hotspots; research trends

0 引言

基于觀察學(xué)習(xí)的虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）教育歷經(jīng)30余年發(fā)展，成為世界各國(guó)核心素養(yǎng)發(fā)展戰(zhàn)略。其中，英、美、德等發(fā)達(dá)國(guó)家從國(guó)家教育改革層面提出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用是推動(dòng)教育改革的重要技術(shù)手段。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)快速發(fā)展，其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)日益凸顯。我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育也進(jìn)入發(fā)展階段。2017年，《教育十三五規(guī)劃》首次提出虛擬現(xiàn)實(shí)及其教育應(yīng)用，并將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)視為未來(lái)教育發(fā)展的有利工具[1];2018年，教育部發(fā)布《關(guān)于開(kāi)展國(guó)家虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目》的通知，該通知要求現(xiàn)代教育需強(qiáng)化“以能為先”的人才培養(yǎng)理念，通過(guò)虛擬仿真教學(xué)項(xiàng)目達(dá)到提升教學(xué)質(zhì)量和水平的目的[2]。由此可見(jiàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)教育已融入當(dāng)代學(xué)科教育中，并結(jié)合機(jī)器人、超媒體等技術(shù)，在不同學(xué)科、不同人群中得以應(yīng)用，推動(dòng)我國(guó)教育改革發(fā)展。

本文利用CiteSpace信息可視化軟件對(duì)Web of Science核心合集數(shù)據(jù)庫(kù)中收錄的2004-2019年有關(guān)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的期刊文獻(xiàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以探討國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)教育研究前沿與研究趨勢(shì)，為今后我國(guó)虛擬現(xiàn)實(shí)教育本土化發(fā)展提供借鑒和支持。

1 研究設(shè)計(jì)

1.1 數(shù)據(jù)收集與整理

本文以Web of Science核心數(shù)據(jù)合集為數(shù)據(jù)來(lái)源。為兼顧查準(zhǔn)率與查全率，本文選擇主題檢索，且在檢索時(shí)將檢索條件設(shè)定為“Web of Science核心合集”，以初步剔除不必要的文獻(xiàn)，隨后將檢索內(nèi)容設(shè)置為“Virtual reality”、“Education”，時(shí)間跨度為2004年-2019年（因發(fā)表在Web of Science核心合集上的第一篇虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究相關(guān)文章發(fā)表于2004年）。同時(shí)，刪除與本主題明顯無(wú)關(guān)的文獻(xiàn)（征稿啟事、會(huì)議通知等），并通過(guò)精煉出版物剔除非教育類刊物。最終得到658篇文獻(xiàn)作為研究樣本，以純文本格式導(dǎo)出，每條數(shù)據(jù)記錄主要包括文獻(xiàn)作者、題目、摘要、機(jī)構(gòu)等信息，數(shù)據(jù)具體篩選如表1所示（檢索時(shí)間：2019年9月13日）。

1.2 研究工具與方法

本研究主要采用知識(shí)圖譜分析、聚類分析等對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行定量分析?？梢暬芯抗ぞ呤怯擅绹?guó)德雷塞爾大學(xué)（Drexel University）陳超美研發(fā)的CiteSpaceIII，該軟件適用于多元、分時(shí)、動(dòng)態(tài)的復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)分析，目前已廣泛應(yīng)用于分析和探測(cè)某學(xué)科或領(lǐng)域熱點(diǎn)主題及其演進(jìn)趨勢(shì)。

使用CiteSpace分析虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究的具體步驟為：新建兩個(gè)文件夾分別命名為data和project，將從Web of Science中導(dǎo)出的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)命名為download_xxx格式，并將文本文件放入data文件夾中;將時(shí)間跨度設(shè)置為2004-2019年，間隔為1年;節(jié)點(diǎn)閾值設(shè)置為（2、2、20），表示2004-2019年Web of Science數(shù)據(jù)庫(kù)核心數(shù)據(jù)合集中，虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用文獻(xiàn)每年被引頻次或出現(xiàn)頻次最高的前20篇;選擇路徑發(fā)現(xiàn)（Pathfinder）的剪切連接方式以簡(jiǎn)化網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)突出重要特征，并采用聚類靜態(tài)（Cluster View-static）與展示整個(gè)網(wǎng)絡(luò)（Show Merged Network）的可視化方式呈現(xiàn)最終分析圖譜。

2 知識(shí)圖譜分析結(jié)果

2.1 發(fā)文量時(shí)間分布情況分析

2004-2019年國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究的文獻(xiàn)發(fā)行數(shù)量年均分布情況如圖1所示，從中可以看出虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究發(fā)展分為緩慢和快速兩個(gè)發(fā)展階段。緩慢式發(fā)展階段（2014年以前）囿于虛擬軟硬件技術(shù)限制，虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用尚未普及，因此在2004-2014年近10年間發(fā)文量總體處于較平穩(wěn)的緩慢上升狀態(tài);自2014年Facebook以20億美元收購(gòu)VR廠商Oculus后，虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用進(jìn)入快速發(fā)展階段，各主流企業(yè)為搶占虛擬產(chǎn)品市場(chǎng)，不斷進(jìn)行VR（觸覺(jué)、視覺(jué)等）研發(fā)與改進(jìn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)得以快速發(fā)展，由于虛擬現(xiàn)實(shí)不但能通過(guò)提供豐富的可視化素材調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者積極性，還能為學(xué)習(xí)者搭建個(gè)性化自主學(xué)習(xí)空間，在教育領(lǐng)域具有極大發(fā)展空間與潛力。因此，自2014年虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究發(fā)文量呈現(xiàn)出快速增長(zhǎng)趨勢(shì)。

2.2 研究主題演進(jìn)過(guò)程分析

基于關(guān)鍵詞聚類生成的時(shí)間線圖譜如圖2所示，通過(guò)該圖譜可清晰看出各研究主題關(guān)聯(lián)性、傳承性及研究焦點(diǎn)演進(jìn)軌跡。本研究結(jié)合該圖譜對(duì)生成的8個(gè)聚類研究主題進(jìn)行深度剖析，以揭示虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究發(fā)展過(guò)程。

圖2中聚類主題共有8個(gè)，分別是腹腔鏡檢查（Laparoscopy）、合作/協(xié)作學(xué)習(xí)（Cooperative/Collaborative Learning）、醫(yī)學(xué)教育（Medical Education）、游戲化學(xué)習(xí)（Game-based Learning）、自閉癥（Autism）、結(jié)構(gòu)方程建模（Structural Equation Modeling）、多媒體/超媒體系統(tǒng)（Multimedia/Hypermedia Systems）、機(jī)器人學(xué)（Robotics），對(duì)各聚類主題分析如下。

主題0腹腔鏡檢查（Laparoscopy）是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)中的一種應(yīng)用，相較于開(kāi)放性手術(shù)而言，腹腔鏡手術(shù)優(yōu)勢(shì)明顯，它通過(guò)減少組織創(chuàng)傷和患者疼痛，縮短患者恢復(fù)時(shí)間，并降低手術(shù)成本。但是腹腔鏡手術(shù)不僅需長(zhǎng)時(shí)間的前期手術(shù)培訓(xùn)，還需要專家監(jiān)督與指導(dǎo)。基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的腹腔鏡模擬器為學(xué)生臨床手術(shù)技能培訓(xùn)提供了一種低風(fēng)險(xiǎn)、高保真、低成本且可重復(fù)練習(xí)的工具。托拜厄斯（Tobias）等[3]將VR腹腔鏡模擬器與可穿戴式VR設(shè)備結(jié)合在一起，通過(guò)模擬器將標(biāo)準(zhǔn)腹腔鏡場(chǎng)景與手術(shù)室中的人物視頻等進(jìn)行集成，創(chuàng)建高度沉浸式VR環(huán)境，以此優(yōu)化醫(yī)學(xué)生臨床技能。

主題1合作/協(xié)作學(xué)習(xí)（Cooperative/Collaborative Learning）是一種“以學(xué)生為中心”，通過(guò)學(xué)習(xí)者之間相互合作完成特定小組任務(wù)的學(xué)習(xí)方法，可增強(qiáng)學(xué)習(xí)者合作與參與意識(shí)，支持學(xué)習(xí)者主動(dòng)學(xué)習(xí)[4]。已有研究表明，學(xué)習(xí)者對(duì)沉浸式多用戶虛擬協(xié)作學(xué)習(xí)感興趣的原因是虛擬學(xué)習(xí)系統(tǒng)可提供一種超越文化、語(yǔ)言、時(shí)間與空間的交互模式，該模式不但可為學(xué)習(xí)者提供創(chuàng)造性發(fā)展批判性思維的機(jī)會(huì)，還能使虛擬環(huán)境中的每個(gè)虛擬個(gè)體發(fā)揮重要作用，更好地支持學(xué)習(xí)者協(xié)作學(xué)習(xí)[5-6]。Cho等[7]設(shè)計(jì)了由教師控制的虛擬學(xué)習(xí)伙伴，將學(xué)習(xí)者分成不同小組，并以協(xié)作觀察的方式解決地理地形問(wèn)題。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在協(xié)作虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者不僅可與虛擬學(xué)習(xí)伙伴進(jìn)行有效討論以解決實(shí)際問(wèn)題，還可通過(guò)該環(huán)境發(fā)展自身協(xié)作技能。

主題2是醫(yī)學(xué)教育（Medical Education）。醫(yī)學(xué)是一門特殊學(xué)科，其教學(xué)瓶頸在于教學(xué)過(guò)程中難以通過(guò)描述和簡(jiǎn)單的表示解釋抽象的教學(xué)內(nèi)容，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)者無(wú)法收獲深刻的情感體驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境通過(guò)沉浸性擬真交互界面，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，拓寬其知識(shí)面，有效支持其理論學(xué)習(xí)。如學(xué)習(xí)者可以打破空間限制，通過(guò)進(jìn)入到生物醫(yī)學(xué)分子和身體結(jié)構(gòu)中細(xì)致觀察。同時(shí)，學(xué)習(xí)者還可安全地進(jìn)行各種人體實(shí)驗(yàn)，如虛擬心臟搭橋手術(shù)。除此之外，虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境還可打破時(shí)間限制，如生物遺傳學(xué)中某些遺傳定律可能需花費(fèi)幾個(gè)月甚至更長(zhǎng)的時(shí)間完成整個(gè)實(shí)驗(yàn)，但是在虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可通過(guò)加速植物生長(zhǎng)縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，大幅提升學(xué)習(xí)效率。

主題3游戲化學(xué)習(xí)（Game-based Learning）是教育工作者為更好調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和積極性，將游戲嵌入到各學(xué)科中，通過(guò)完成游戲認(rèn)知學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)的一種學(xué)習(xí)方式。已有研究表明，游戲化學(xué)習(xí)可改變傳統(tǒng)單調(diào)、枯燥的講授式教學(xué)方式，通過(guò)建立與物理世界和游戲世界的聯(lián)系幫助學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)課堂知識(shí)，同時(shí)提高學(xué)習(xí)者動(dòng)機(jī)與參與度。近年來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)在游戲領(lǐng)域呈現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)娇焖侔l(fā)展，關(guān)注于提升學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和參與度、并將虛擬學(xué)習(xí)與游戲化學(xué)習(xí)有機(jī)結(jié)合于教育的應(yīng)用愈加廣泛。其中，Wongta等[8]設(shè)計(jì)了基于游戲的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，在該環(huán)境中，研究者將選定的植物球形照片嵌入到游戲中，學(xué)習(xí)者可通過(guò)完成游戲任務(wù)學(xué)習(xí)植物分類學(xué)相關(guān)知識(shí)。結(jié)果表明，虛擬現(xiàn)實(shí)游戲互動(dòng)性與沉浸性可激發(fā)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)興趣;Chintiadis等[9]開(kāi)發(fā)了一款基于希臘神話故事的虛擬現(xiàn)實(shí)教育游戲，在該游戲中嵌入雅典衛(wèi)城審判案的故事情節(jié)，并設(shè)置了解秘密任務(wù)、多項(xiàng)選擇及問(wèn)答游戲，學(xué)習(xí)者通過(guò)與游戲角色（希臘神話中的英雄）的互動(dòng)，獲取相關(guān)解密線索，完成最終任務(wù)學(xué)習(xí)。結(jié)果表明該游戲可極大改善學(xué)習(xí)者體驗(yàn)，提升其課堂參與和積極性。

主題4為自閉癥（Autism）。自閉癥是一種發(fā)育性障礙疾病，患者往往無(wú)法維持穩(wěn)定的人際關(guān)系，也無(wú)法進(jìn)行正常的工作和學(xué)習(xí)。隨著信息和通信技術(shù)的發(fā)展，研究者采用機(jī)器人技術(shù)、交互式視頻、基于網(wǎng)頁(yè)的協(xié)作式學(xué)習(xí)環(huán)境及眼動(dòng)儀等嘗試改善自閉癥學(xué)習(xí)者心理缺陷[10-11]。研究結(jié)果表明，自閉癥學(xué)習(xí)者對(duì)技術(shù)支持下的視覺(jué)刺激有積極反應(yīng)，同時(shí)通過(guò)順利完成各種數(shù)字技術(shù)支持下的學(xué)習(xí)任務(wù)，收獲相應(yīng)學(xué)習(xí)成效[12]?？蔀閷W(xué)習(xí)者營(yíng)造良好視覺(jué)可視化效果的3D協(xié)作虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境逐漸得到教育研究者重視，該技術(shù)可通過(guò)為自閉癥學(xué)習(xí)者提供一個(gè)擬真的虛擬情境，幫助其練習(xí)相應(yīng)技能并完成學(xué)習(xí)任務(wù)。在此基礎(chǔ)上，還有學(xué)者探索了虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境對(duì)自閉癥學(xué)習(xí)者知識(shí)與技能發(fā)展的影響。如Glaser等[13]在研究中發(fā)現(xiàn)，三維虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境可以通過(guò)自由和個(gè)性化操控適應(yīng)自閉癥學(xué)習(xí)者獨(dú)特需求，以促進(jìn)自閉癥學(xué)習(xí)者知識(shí)與技能習(xí)得。

主題5結(jié)構(gòu)方程模型（Structural Equation Modeling）是一種基于變量的協(xié)方差矩陣，可用以分析難以直接進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量的潛在變量（如智力、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、家庭社會(huì)經(jīng)濟(jì)地位等）間的關(guān)系。由于虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用主要通過(guò)高度沉浸可視化的交互性學(xué)習(xí)環(huán)境豐富單調(diào)枯燥的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)，學(xué)習(xí)者自我效能感、學(xué)習(xí)參與度、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)與興趣等會(huì)隨之發(fā)生潛移默化的改變。為保證研究可靠性和嚴(yán)謹(jǐn)性，研究者需使用結(jié)構(gòu)方程模型分析研究中存在的潛在變量，以期得到信度更高的研究結(jié)果。

主題6多媒體/超媒體系統(tǒng)（Multimedia/Hypermedia Systems）包含豐富的圖片、文字和素材等，可為虛擬現(xiàn)實(shí)學(xué)習(xí)環(huán)境構(gòu)建提供有力支持。如Borisov等[14]將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)集成到多媒體信息系統(tǒng)中，使多媒體系統(tǒng)豐富的素材與虛擬環(huán)境融合，以更加逼真的形式呈現(xiàn)具有富含文化和歷史內(nèi)涵的情境，以幫助學(xué)習(xí)者收獲良好的學(xué)習(xí)效果;Nóbrega等[15]將交互式3D圖像或視頻插入到多媒體應(yīng)用程序中，以構(gòu)建一個(gè)內(nèi)容更豐富的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境。

主題7為機(jī)器人學(xué)（Robotics）。虛擬現(xiàn)實(shí)在機(jī)器人學(xué)科中的應(yīng)用集中于機(jī)器人手術(shù)技能課程培訓(xùn)。由于機(jī)器人手術(shù)具有精度高、錯(cuò)誤率低的特點(diǎn)，近年來(lái)其在臨床手術(shù)中的應(yīng)用不斷增加，這使年輕醫(yī)生利用機(jī)器人手術(shù)技能提升能力的需求上大幅增加，但由于專門用于訓(xùn)練目的的機(jī)器人成本較高，且所需空間較大，導(dǎo)致新手醫(yī)生很難在現(xiàn)實(shí)課堂中使用機(jī)器人進(jìn)行訓(xùn)練。因此，可突破成本和空間局限的虛擬機(jī)器人技能培訓(xùn)具有獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。Bric等[16]的研究表明虛擬機(jī)器人手術(shù)技能培訓(xùn)課程可顯著提高新手醫(yī)生操作熟練水平;同時(shí)，Hovgaard等[17]在研究中通過(guò)對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)重復(fù)訓(xùn)練對(duì)新生醫(yī)生機(jī)器人手術(shù)技能訓(xùn)練具有重要影響，由于虛擬環(huán)境下不受素材與成本限制，手術(shù)過(guò)程具有可逆性，醫(yī)生可通過(guò)重復(fù)練習(xí)強(qiáng)化手術(shù)技能。

通過(guò)時(shí)間線圖譜，可清晰看到各研究主題出現(xiàn)的時(shí)間節(jié)點(diǎn)及研究起止時(shí)間。由圖2可以看到，由關(guān)鍵詞聚類生成的8個(gè)主題，按照時(shí)間節(jié)點(diǎn)出現(xiàn)順序分別是：主題0（腹腔鏡檢查）、主題2（醫(yī)學(xué)教育）、主題1（合作/協(xié)作學(xué)習(xí)）、主題6（多媒體/超媒體系統(tǒng)）、主題3（游戲化學(xué)習(xí)）、主題5（結(jié)構(gòu)方程模型）、主題4（自閉癥）和主題7（機(jī)器人學(xué)）。整體來(lái)看，國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)教育發(fā)展呈現(xiàn)局部到整體、整體再到局部的態(tài)勢(shì)。其中，從主題出現(xiàn)的順序可以看出，國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)在教育中的應(yīng)用最早出現(xiàn)在醫(yī)學(xué)教育中，而后隨著多媒體技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)逐漸擴(kuò)展到化學(xué)、生物等其它學(xué)科，形成整體學(xué)科教育應(yīng)用的局面。而后，由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在娛樂(lè)領(lǐng)域的快速發(fā)展，與游戲化學(xué)習(xí)結(jié)合的優(yōu)勢(shì)日漸凸顯，同時(shí)，為了更好地研究虛擬游戲化學(xué)習(xí)對(duì)學(xué)習(xí)者動(dòng)機(jī)、自我效能感、參與度等潛變量的影響，結(jié)構(gòu)方程模型被引入研究，以便對(duì)結(jié)果進(jìn)行更嚴(yán)謹(jǐn)?shù)年U釋。

3 啟示

從主題研究過(guò)程分析中可以看出，當(dāng)前國(guó)際虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究主要集中于學(xué)科教育（如醫(yī)學(xué)、科學(xué)）、學(xué)習(xí)方式融合與創(chuàng)新發(fā)展（如合作學(xué)習(xí)、游戲化學(xué)習(xí)）、優(yōu)化特殊群體學(xué)習(xí)等方面?；诖耍疚奶岢鑫覈?guó)未來(lái)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究發(fā)展方向。

（1）深化虛擬學(xué)習(xí)，通過(guò)在線虛擬仿真教育打造校際協(xié)作的深度學(xué)習(xí)共同體。校際協(xié)作學(xué)習(xí)指基于互聯(lián)網(wǎng)開(kāi)展校際學(xué)習(xí)活動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)校際間教育資源共享，促進(jìn)教育均衡發(fā)展[18]。在線教育的發(fā)展為校際協(xié)作學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)條件，但在學(xué)習(xí)型社會(huì)構(gòu)建過(guò)程中，在線教育教育效果并不理想，最主要原因是在線教育僅停留在淺層學(xué)習(xí)上，無(wú)法促進(jìn)學(xué)習(xí)者情感、行為和認(rèn)知上的有效參與并形成深度學(xué)習(xí)[19]。在此基礎(chǔ)上，教育部于2019年發(fā)布了《關(guān)于促進(jìn)在線教育健康發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，該文件指出各部門需抓住5G契機(jī)，通過(guò)打造在線虛擬仿真教育，促進(jìn)在線深度學(xué)習(xí)共同體構(gòu)建。在線虛擬仿真教育構(gòu)建的虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)不但可通過(guò)多地遠(yuǎn)程并班和互動(dòng)教學(xué)打破空間界限，還可通過(guò)課內(nèi)外學(xué)習(xí)信息融合聯(lián)通打破嚴(yán)格的時(shí)間限制，這也促進(jìn)了校際學(xué)習(xí)者之間的溝通與交流，可有效調(diào)動(dòng)學(xué)習(xí)者情感參與、行為參與和認(rèn)知參與，最終促進(jìn)校際深度學(xué)習(xí)共同體形成。但目前國(guó)外虛擬現(xiàn)實(shí)在線教育研究主要聚焦交互式在線學(xué)習(xí)[20]、在線醫(yī)學(xué)模擬[21]、在線教育與多媒體系統(tǒng)有機(jī)融合[22]等，而國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究局限于小規(guī)模線下學(xué)科教學(xué)，尚未涉及在線教育相關(guān)研究，二者在如何打造校際深度學(xué)習(xí)共同體方面還缺乏有效的研究和論證。同時(shí)，我國(guó)在線教育存在缺乏師生交互、課程單一、資源共享和學(xué)習(xí)者管理困難等問(wèn)題，因此，從教育長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃和發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，我國(guó)需在技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，重點(diǎn)推進(jìn)虛擬在線仿真教育，以彌補(bǔ)目前國(guó)內(nèi)在線教育不足。

（2）優(yōu)化學(xué)習(xí)空間，構(gòu)建多功能化虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，實(shí)現(xiàn)特殊教育與一般教育的有機(jī)融合。特殊教育指專門為聾啞、盲目、自閉等生理或心理上有缺陷的兒童、青年和成人實(shí)施的教育。2006 年聯(lián)合國(guó)發(fā)布的《殘疾人權(quán)利公約》提出全納教育（Inclusive Education），要求教育充分發(fā)展殘疾人個(gè)性、才華和創(chuàng)造力及智能和體能，使殘疾人能更好地融入社會(huì)生活[23]。我國(guó)特殊教育事業(yè)逐漸從基礎(chǔ)教育邊緣工作開(kāi)始上升到國(guó)家整體教育戰(zhàn)略中，如2010年中共中央、國(guó)務(wù)院在《國(guó)家中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）》以及中共“十七大” “十八大”“十九大”均強(qiáng)調(diào)特殊教育發(fā)展的重要性。特殊教育發(fā)展的最終目的是促進(jìn)特殊人群能更好適應(yīng)和促進(jìn)社會(huì)發(fā)展。融合教育對(duì)特殊兒童或青少年發(fā)展影響巨大。只有在主流學(xué)校、社會(huì)中學(xué)習(xí)和生活，他們的社會(huì)技能才能得到發(fā)展，學(xué)會(huì)與他人交流，實(shí)現(xiàn)社會(huì)參與和融入，提高其生活質(zhì)量[24]。因此，構(gòu)建一個(gè)包容特殊兒童或青少年的虛擬學(xué)習(xí)空間十分必要。比如在康復(fù)機(jī)構(gòu)中，自閉癥孩子或聾兒可學(xué)會(huì)發(fā)音、說(shuō)話，但其語(yǔ)言發(fā)展需到更真實(shí)復(fù)雜的環(huán)境中使用才有實(shí)際意義。因此他們需要同伴與集體環(huán)境，在與普通孩子玩耍與交往的過(guò)程中，他們有表達(dá)的興趣、動(dòng)機(jī)、情境及具體內(nèi)容，表達(dá)更有效。在多功能化的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下，特殊學(xué)生和普通學(xué)生均以虛擬化身的形式出現(xiàn)在虛擬學(xué)習(xí)社區(qū)，在一定程度上能幫助特殊學(xué)生緩解心理或生理上的溝通與交流負(fù)擔(dān)，更好地發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于特殊教育的研究已有開(kāi)展，如針對(duì)自閉癥、聾啞兒等，但在融合教育上的研究甚少。因此，我國(guó)需利用虛擬技術(shù)優(yōu)化學(xué)習(xí)空間，以促進(jìn)特殊教育教育與一般教育有機(jī)融合。

（3）落實(shí)教育理念，利用跨學(xué)科虛擬學(xué)習(xí)資源促進(jìn)教育創(chuàng)造性和開(kāi)放性。2018年教育部發(fā)布中國(guó)《教育信息化2.0行動(dòng)計(jì)劃》，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入教育信息化2.0階段，即融合與創(chuàng)新發(fā)展階段。順應(yīng)時(shí)代人才培養(yǎng)需求的跨學(xué)科教育（STEAM教育）應(yīng)運(yùn)而生，其強(qiáng)調(diào)利用科學(xué)、技術(shù)、工程或數(shù)學(xué)等學(xué)科相互關(guān)聯(lián)的知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)跨越學(xué)科界限，從多學(xué)科知識(shí)綜合應(yīng)用的角度提高學(xué)生解決實(shí)際問(wèn)題的能力[25]?？鐚W(xué)科整合教育的理念最早源于美國(guó)，其最終目的是為了培養(yǎng)具有創(chuàng)造性、批判性、合作性以及溝通性的21世紀(jì)新型人才。在該教育理念的驅(qū)動(dòng)下，跨學(xué)科教育具有獨(dú)特的發(fā)展優(yōu)勢(shì)，但在我國(guó)落實(shí)與發(fā)展效果不佳，其原因可歸結(jié)為：①缺乏整合性跨學(xué)科教育的教師;②學(xué)校教育仍以培養(yǎng)應(yīng)試人才的分科教育為主，忽視了跨學(xué)科整合教育;③跨學(xué)科教育尚未確定規(guī)范化評(píng)價(jià)體系;④忽視中美兩國(guó)文化差異，把源于美國(guó)的跨學(xué)科教育照搬到我國(guó)跨學(xué)科教育中。隨著虛擬技術(shù)的不斷進(jìn)步，市場(chǎng)上推出了眾多虛實(shí)融合的教育產(chǎn)品，如Zspace開(kāi)發(fā)了一系列跨學(xué)科教育的應(yīng)用軟件，包括制作模型的 3D 工作室，進(jìn)行電學(xué)、力學(xué)實(shí)驗(yàn)的物理實(shí)驗(yàn)室，歐幾里得圖形數(shù)學(xué)體驗(yàn)軟件及藝術(shù)設(shè)計(jì)、人體解剖等一系類教學(xué)場(chǎng)景。這些教育類產(chǎn)品的發(fā)展為我國(guó)跨學(xué)科教育理念的落實(shí)提供了新思路，使教育可脫離現(xiàn)實(shí)課堂與課時(shí)束縛，促進(jìn)教育開(kāi)放性，學(xué)習(xí)者可利用豐富的虛擬學(xué)習(xí)資源解決一系列學(xué)習(xí)問(wèn)題，同時(shí)也促進(jìn)了教育創(chuàng)造性。

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（責(zé)任編輯：江 艷）

（1. 溫州大學(xué) 教育學(xué)院，浙江 溫州 325000;2. 衢州市柯城區(qū)城南小學(xué)，浙江 衢州 324000）