虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT類人工智能融合：教育應(yīng)用開發(fā)的創(chuàng)新路徑

陳王興 祁蕓

摘要：該文研究了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與GPT類人工智能在教育領(lǐng)域的融合應(yīng)用，并探討了其優(yōu)勢(shì)、可行性以及對(duì)教育的意義，分析了虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT的特性及互補(bǔ)性，并介紹了它們?cè)诮逃械膬?yōu)勢(shì)和可行性設(shè)計(jì)。此外，該文還探討了虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT在多元文化教育、模擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)、職業(yè)技能培訓(xùn)、自我學(xué)習(xí)和補(bǔ)充教育以及有特殊需求學(xué)生教育方面的應(yīng)用前景，強(qiáng)調(diào)了開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT類人工智能的教育應(yīng)用對(duì)于推動(dòng)教育公平、提升教育質(zhì)量以及培養(yǎng)適應(yīng)未來社會(huì)的人才具有深遠(yuǎn)的意義。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；GPT類人工智能；教育應(yīng)用；個(gè)性化教學(xué)

中圖分類號(hào)：G434? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2023）34-0129-03

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID）

0 引言

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和GPT類人工智能的融合在教育領(lǐng)域具備劃時(shí)代的意義。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以其交互性、沉浸性和想象性的特點(diǎn)，創(chuàng)造出身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境，而GPT類人工智能通過強(qiáng)大的樣本庫和個(gè)性化學(xué)習(xí)能力，提供精準(zhǔn)而個(gè)性化的教學(xué)內(nèi)容和指導(dǎo)。兩者的結(jié)合實(shí)現(xiàn)了教育的全方位發(fā)展，打破了地域限制，提供了個(gè)性化教學(xué)和豐富互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。這種創(chuàng)新探索不僅提高了教育的普及率和質(zhì)量，還培養(yǎng)了適應(yīng)未來社會(huì)的人才。因此，開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT類人工智能的教育應(yīng)用具有重要意義，將引領(lǐng)教育領(lǐng)域的深度革新和創(chuàng)新。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT的特性及互補(bǔ)性

1.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特性

作為一種綜合多學(xué)科技術(shù)的先鋒教學(xué)模式，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)薈萃了顯著的交互性、沉浸性和想象性的優(yōu)質(zhì)特質(zhì)。交互性賦予用戶直接塑造及轉(zhuǎn)化虛擬環(huán)境的能力，同步享受系統(tǒng)的實(shí)時(shí)反饋，從而塑造了一種生動(dòng)且符合邏輯的體驗(yàn)?zāi)Ｊ?。沉浸性讓用戶在模擬情境中宛如親身在場(chǎng)，觸動(dòng)各類感官反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)了深度參與的體驗(yàn)。想象性則跳脫了現(xiàn)實(shí)世界的桎梏，創(chuàng)設(shè)和模擬超乎現(xiàn)實(shí)的各種場(chǎng)景，為學(xué)習(xí)者構(gòu)建豐富的知識(shí)體驗(yàn)和技能培養(yǎng)的平臺(tái)[1]。

1.2 GPT類人工智能的特性

作為一種擁有強(qiáng)大創(chuàng)造力的AI，GPT系列的人工智能產(chǎn)品的特性主要彰顯在它的巨大樣本庫和模型架構(gòu)及采用的基于人類反饋的強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練策略，這讓GPT有能力在各個(gè)知識(shí)領(lǐng)域和場(chǎng)景中產(chǎn)生各式資源內(nèi)容，針對(duì)目標(biāo)用戶需求生成符合其認(rèn)知模式的內(nèi)容，提供精準(zhǔn)而個(gè)性化的教學(xué)方案。人機(jī)協(xié)同訓(xùn)練使GPT更加貼合人類的認(rèn)知模式，理解用戶意圖，分析對(duì)話上下文，以生成邏輯嚴(yán)謹(jǐn)、內(nèi)容切題的連續(xù)性對(duì)話[2]。

1.3 二者的互補(bǔ)性

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和GPT類人工智能在教育應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了各自獨(dú)特的特點(diǎn)，但二者卻能相互協(xié)同，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過創(chuàng)造沉浸式、交互式的學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)習(xí)者以直觀的方式理解復(fù)雜的概念和技能。同時(shí)，GPT類人工智能可以根據(jù)用戶的反饋和需求即時(shí)生成符合其認(rèn)知的教學(xué)內(nèi)容和方案，實(shí)現(xiàn)高效、個(gè)性化的教學(xué)。此外，GPT類人工智能具備以超越人類的速度和規(guī)模生成教學(xué)內(nèi)容的能力，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供了一個(gè)完美的平臺(tái)和環(huán)境，讓GPT的內(nèi)容以最直觀、生動(dòng)的方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者，最大程度地發(fā)揮其價(jià)值。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和GPT類人工智能的協(xié)同應(yīng)用催生了一種全新的教學(xué)模式，即智能化、個(gè)性化、情境化的教學(xué)。這種模式以學(xué)習(xí)者為中心，以需求為驅(qū)動(dòng)，以情境為載體，以智能為支持，推動(dòng)了教育的深度革新和創(chuàng)新[3]。

2 融合虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT開發(fā)教育應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和可行性設(shè)計(jì)

2.1 優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和GPT類AI的結(jié)合在教育應(yīng)用中形成了一種獨(dú)特的框架，超越了傳統(tǒng)教育方法的限制，解決了地域、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的限制，提高了教育的普及性和公平性。同時(shí)，這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還提供高效、準(zhǔn)確和個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)，顯著提升了教育質(zhì)量和效率。

GPT類AI在教育轉(zhuǎn)型中扮演關(guān)鍵角色。它以超人的速度和規(guī)模生成教學(xué)內(nèi)容和題庫，并根據(jù)用戶反饋實(shí)時(shí)交互，生成適合的教學(xué)內(nèi)容和考試題目，提升了教學(xué)和考試效率。這一進(jìn)步不僅減輕了教師和命題者的負(fù)擔(dān)，釋放出他們的時(shí)間和精力用于創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，同時(shí)GPT類AI還能進(jìn)行半自動(dòng)化和自動(dòng)化的評(píng)判，提高了考試的速度和準(zhǔn)確性。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的融入讓學(xué)習(xí)者能夠沉浸在真實(shí)、生動(dòng)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)中，幫助他們更好地理解和掌握知識(shí)。通過模擬實(shí)際操作和場(chǎng)景的虛擬環(huán)境，學(xué)習(xí)者可以深入理解復(fù)雜的概念和技能。與此同時(shí)，GPT類AI可以根據(jù)學(xué)習(xí)者在虛擬環(huán)境中的行為和反饋，提供個(gè)性化指導(dǎo)和反饋，使學(xué)習(xí)過程更加目標(biāo)導(dǎo)向。

結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)和GPT類AI，教育考試的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本大幅降低。利用GPT類AI在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施下實(shí)現(xiàn)教育考試的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本低廉?；贕PT類AI的在線考試可以全面記錄和評(píng)價(jià)學(xué)生的答題過程，實(shí)現(xiàn)過程性評(píng)價(jià)，更全面、客觀和公正地評(píng)估學(xué)生[4]。

2.2 可行性設(shè)計(jì)

在構(gòu)筑教育未來的戰(zhàn)略框架中，挑戰(zhàn)與機(jī)遇如影隨形，融合虛擬現(xiàn)實(shí)和GPT技術(shù)的應(yīng)用策略猶如一道曙光破曉。為保證這一策略的有效實(shí)施和可行性，提出以下策略。

精心設(shè)計(jì)和定制用戶體驗(yàn)，初始步驟的成功與否在于這一點(diǎn)。以虛擬現(xiàn)實(shí)作為強(qiáng)大的學(xué)習(xí)平臺(tái)，打造出全方位、沉浸式的教育體驗(yàn)。這種體驗(yàn)在形式和內(nèi)容上完全模擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境，構(gòu)建了一個(gè)無障礙的學(xué)習(xí)場(chǎng)所，供學(xué)生嘗試、探索和學(xué)習(xí)，這為學(xué)生提供了一個(gè)富有創(chuàng)新性和探索性的學(xué)習(xí)空間，有助于激發(fā)他們的好奇心和求知欲。

增強(qiáng)教學(xué)系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。GPT技術(shù)在這方面發(fā)揮著決定性的作用，為開發(fā)智能教學(xué)系統(tǒng)提供強(qiáng)大的支持。這種系統(tǒng)能夠以卓越的靈活性和精確性回應(yīng)每個(gè)學(xué)生獨(dú)特的需求和能力。通過實(shí)時(shí)分析學(xué)生的學(xué)習(xí)反饋，智能教學(xué)系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整教學(xué)策略和內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)高度個(gè)性化的教學(xué)。

在自適應(yīng)教學(xué)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還需要保持系統(tǒng)的持續(xù)更新能力。教育是一個(gè)不斷發(fā)展和變革的領(lǐng)域，為了確保教育應(yīng)用程序的時(shí)代性和領(lǐng)先性，需要利用GPT的自我學(xué)習(xí)和改進(jìn)能力，使教育應(yīng)用程序能夠滿足當(dāng)前需求并適應(yīng)未來的變化。

在這個(gè)技術(shù)驅(qū)動(dòng)的教育模型中，學(xué)生的隱私和數(shù)據(jù)安全是至關(guān)重要的問題。在設(shè)計(jì)和實(shí)施應(yīng)用程序時(shí)，需要充分考慮隱私保護(hù)和數(shù)據(jù)安全的問題，以防止學(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)被濫用或泄露。

這一策略成功地將創(chuàng)新的VR技術(shù)和高效的GPT技術(shù)融合在一起，實(shí)現(xiàn)了更個(gè)性化、動(dòng)態(tài)、安全和有吸引力的教育環(huán)境。這不僅標(biāo)志著教育技術(shù)新篇章的開啟，也預(yù)示著即將邁入一個(gè)新的教育時(shí)代。

3 搭建流程與延展性思考

3.1 搭建流程

從3ds Max構(gòu)筑起復(fù)雜的三維模型，每一個(gè)元素都經(jīng)過細(xì)致設(shè)計(jì)，以契合虛擬場(chǎng)館的整體主題和設(shè)計(jì)語言。

隨著模型創(chuàng)建的完成，切換到Photoshop界面，開始對(duì)模型材質(zhì)的打造。每個(gè)模型的細(xì)節(jié)都經(jīng)過精心潤(rùn)色，包括貼圖、顏色和光線，以營造出真實(shí)和引人入勝的視覺效果。

微課制作則轉(zhuǎn)向After Effects，利用其強(qiáng)大的視頻編輯和動(dòng)畫制作能力，制作一系列簡(jiǎn)短的教程。通過動(dòng)畫和解說向用戶展現(xiàn)各種主題。然后，這些微課將嵌入虛擬場(chǎng)館中，為訪問者提供自我學(xué)習(xí)的機(jī)會(huì)。接下來，所有元素導(dǎo)入虛幻引擎，對(duì)模型進(jìn)行組織和布局，從而創(chuàng)造出虛擬的3D場(chǎng)館。最后，接入ChatGPT的API key，這是讓AI成為教師的關(guān)鍵一步。GPT能夠根據(jù)學(xué)生的提問，從向量數(shù)據(jù)庫中提取信息，然后通過文本補(bǔ)全給出答案。這一步驟讓每個(gè)人都能在虛擬環(huán)境中享受個(gè)性化的教學(xué)體驗(yàn)，從而提高學(xué)習(xí)效率和體驗(yàn)。通過GPT為每個(gè)學(xué)生定制化題庫，確保針對(duì)性地驗(yàn)收學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。此步驟將GPT的強(qiáng)大分析和處理能力發(fā)揮到極致，不僅根據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和理解程度生成適合的試題，還可實(shí)時(shí)評(píng)估和調(diào)整問題難度，使學(xué)習(xí)檢測(cè)更精確、個(gè)性化，以此全面展現(xiàn)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的優(yōu)勢(shì)。

3.2 未來應(yīng)用的更多方向

3.2.1 模擬真實(shí)環(huán)境

通過虛擬仿真技術(shù)，能夠?yàn)閷W(xué)生創(chuàng)建一個(gè)接近真實(shí)的藜麥種植環(huán)境，使學(xué)生有機(jī)會(huì)親身體驗(yàn)并掌握藜麥種植的全過程，從而幫助他們理解和領(lǐng)會(huì)實(shí)際工作的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性。這種模擬環(huán)境能夠以較低的成本和風(fēng)險(xiǎn)提高學(xué)生的實(shí)踐能力和解決實(shí)際問題的能力。

3.2.2 增強(qiáng)教育吸引力

虛擬仿真技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)、交互式的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，比傳統(tǒng)的教學(xué)方式更有趣味性和吸引力。學(xué)生可以在游戲化的環(huán)境中自主地學(xué)習(xí)和探索，從而更深入地理解和掌握知識(shí)。

3.2.3 共建共享，引導(dǎo)社會(huì)

通過虛擬仿真平臺(tái)，可以將教學(xué)資源數(shù)字化，實(shí)現(xiàn)資源的共建共享。這樣不僅能節(jié)省教學(xué)資源，還能擴(kuò)大教學(xué)的影響范圍，讓更多的人受益。同時(shí)，通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)可以聯(lián)合更多的社會(huì)力量，共同發(fā)揮勞動(dòng)教育的引導(dǎo)作用，營造勞動(dòng)教育的濃厚氛圍[5]。

3.2.4 開啟大學(xué)生勞動(dòng)教育新思路

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為勞動(dòng)教育提供了新的實(shí)施方式和思路。通過虛擬仿真平臺(tái)，大學(xué)生可以在學(xué)習(xí)和娛樂的過程中接觸并理解勞動(dòng)的價(jià)值和意義，從而提升他們的勞動(dòng)技能和勞動(dòng)素養(yǎng)。這種方式更適合現(xiàn)代大學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣和需求，有利于提升勞動(dòng)教育的效果和影響力。

4 開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT類人工智能教育應(yīng)用的意義

在日益數(shù)字化的世界中，教育方式正經(jīng)歷深刻變革，融合虛擬現(xiàn)實(shí)和GPT類人工智能的教育應(yīng)用具備劃時(shí)代意義。

這種應(yīng)用突破物理限制，實(shí)現(xiàn)無處不在的教育。用戶能夠隨時(shí)隨地，無論是家中、咖啡館，還是遠(yuǎn)離國界的地方，都能享受一致且優(yōu)質(zhì)的教育體驗(yàn)，這對(duì)于提高教育普及率尤其重要，尤其是對(duì)于那些地處偏遠(yuǎn)或難以接觸到高質(zhì)教育資源的人們。

融合GPT的教育應(yīng)用實(shí)現(xiàn)個(gè)性化教學(xué)。AI老師可以根據(jù)每個(gè)學(xué)生的需求和進(jìn)度進(jìn)行個(gè)性化指導(dǎo)，為每個(gè)學(xué)生提供最適合他們的教學(xué)內(nèi)容和節(jié)奏。這種方法將極大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和興趣，減少了不適合的教學(xué)方法所帶來的挫敗感，讓學(xué)生在享受學(xué)習(xí)過程中找到自己的節(jié)奏和興趣。

這種融合虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能的教育應(yīng)用提供了豐富而互動(dòng)的學(xué)習(xí)環(huán)境。通過虛擬現(xiàn)實(shí)，學(xué)生可以沉浸在三維、動(dòng)態(tài)元素豐富的環(huán)境中學(xué)習(xí)，更好地理解和記憶知識(shí)。通過人工智能，學(xué)生可以與智能教師互動(dòng)，獲得及時(shí)的反饋和指導(dǎo)，提升學(xué)習(xí)效果。

融合虛擬現(xiàn)實(shí)和GPT類人工智能的教育應(yīng)用是未來教育的創(chuàng)新探索。它能讓更多人獲得優(yōu)質(zhì)教育，享受個(gè)性化教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率和興趣。這對(duì)于推動(dòng)教育公平，提升教育質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)未來社會(huì)的人才具有深遠(yuǎn)意義。

5 總結(jié)與展望

虛擬現(xiàn)實(shí)與GPT類人工智能的結(jié)合為教育帶來了巨大的潛力，革命性地改變了學(xué)習(xí)和培訓(xùn)方式。通過虛擬環(huán)境的創(chuàng)造性運(yùn)用和搭載GPT類人工智能的輔助系統(tǒng)，學(xué)生在獲得自主、協(xié)作、個(gè)性化的學(xué)習(xí)體驗(yàn)的同時(shí)，也改善了遠(yuǎn)程教育和遠(yuǎn)程合作方式，為在線學(xué)習(xí)提供了更廣闊的機(jī)會(huì)。這種融合將持續(xù)推動(dòng)教育的創(chuàng)新和進(jìn)步，深入挖掘技術(shù)潛力，不斷提升虛擬現(xiàn)實(shí)的逼真度、交互性以及GPT類AI的智能化水平，將培養(yǎng)出適應(yīng)未來社會(huì)需求的人才，并成為教育領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要?jiǎng)恿Α?/p>

參考文獻(xiàn)：

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