杨 凯，刘津池

（1.吉林师范大学，吉林四平136000；2.吉林省教育学院，吉林长春130022）

一、教联网时代：当代教育面临的新时代

对于“网时代”，我们可能都不陌生，互联网时代，我们常听到的，并且影响了我们很久，我们今天要研究新的时代——教联网，是在教育领域里，通过物联网将现实世界中的事物纳入教育联结的视野，扩大教育的范围，将世界各地的教育资源、设备、学生、教师、生活实际形成一个密不可分的整体，让学生能够更加直观、更加快速便捷地掌握教育资源，真正让学习者不受时空的限制去了解想要了解的事物，这就需要以物联网这种高效、强大、沟通、全面又智能的网络来作为基础。教联网时代是以学习者为中心，更多的是以辅助教学的模式存在，基于对学生个性化的服务，学生可以根据个人的需求和兴趣爱好去选择想要的教育资源和工具，来辅助自己的学习内容。教联网时代正是借助这种快速性实现学生生命意义上的互联，对于学习者而言要把握好初步认识的节奏、规律，了解事物与事物之间的联系，提高了认识事物的认知能力，才能够更好地适应和面对世界。教联网时代强调技术与人的共存，换句话说就是人机协同，要形成“人—技—人”的关系，或者说是“人—机—人”的关系。因此是相辅相成的协作，而不是谁取代谁的关系。教联网可以依据物联网的基础，整合海量的资源为学习者提供充足的学习内容，在资源交互的同时沟通和交流，达到提高认知能力的目的。在教联网时代下，传递出的一种学习理念是我们众所周知的终身学习，人工时代的飞速进步需要学习者一直保持清醒的头脑去面对日新月异的世界。

VR 虚拟现实沉浸式体验未来将会成为一种流行。随着VR 和AR 等技术的发展，5G 无与伦比的数据容量、速度和低延迟的特点将直接实现新一代沉浸式的娱乐空间。VR 沉浸式学习的体验会更加逼真，我们将身临其境，置身于虚拟的场景之中，不需要借助硬件操控，完全是靠自己手、脚、身体的动作实现操作；VR 直播和VR 影视实现“到现场”的参与感；售楼、看房、展会等不需要再到现场，完全可以通过VR 沉浸式体验实现；VR 购物再也不用像今天一样浏览单调乏味、冰冷冷的网页，而是足不出户在家里就可以通过VR 到店铺、街道、商场进行轻松逛街、交流、购物。在虚拟现实技术的大背景下，一些对实时性要求较高的应用，比如虚拟课堂培训将得到广泛普及。5G 和VR 教学的深度结合，让贫困地区的远程教育成为可能。将多路高清的教学直播放在教室里，让贫困地区的孩子可以看到更高质量、更有效率也更真实的教育内容。这样会很大程度上解决偏远地区教育资源不均衡的问题，这项技术未来的普及空间很大，对教育资源贫瘠地区的弥补有很大的作用。

因此教联网的这种快速性、信息性、公共性、全球性，就是为了改变我们之前的教育方式，传统的应试教育让灌输式教育方式和“死读书”“读死书”根深蒂固地存在于当代的学校教育之中，禁锢了学生学习的主观能动性，腐蚀了学生的创造性，打压了学生学习的动力和兴趣。教联网恰好做到了让学生成为学习的主人，做到了杜威倡导的教育即生活，注重儿童的兴趣爱好，万物互联的教联网就是要让学习生活化，不让教育再局限于学校的围墙之中，通过物联网的终端了解学习资源与社会生活实际相关的场景，更直观地感受所学的内容，真正做到理论联系实际，要让学生驰骋在大千世界之中，徜徉在互通互联的教育资源中。通过增强学习者的真实体验与感受，让学习者真正成为学习的主人。接下来，我们来着重介绍教联网时代下，一个具体的新的学习模式——沉浸式学习。

二、沉浸式学习：教联网时代的学习新模式

（一）沉浸式学习的实质

虚拟现实技术（VirtualReality，VR）是作为一种仿真度超高的人机交互技术，虚拟现实技术也是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机和仿真系统，模拟生成的一种虚拟的仿真环境，使学习者沉浸到虚拟环境当中，会有一种身临其境的接近真实的体验感。简单直白地说就是把现实中存在的或者虚拟构建的场景立体式显示出来，用户通过虚拟现实技术穿戴好使用设备观看的时候，完全沉浸到场景当中，好像进入了另一个极其真实的世界，就像进入幻境一般。将虚拟现实技术应用于学校的具体教学，是教育的一场重大变革方式。虚拟的沉浸教学能够创建出三维立体的虚拟学习场景，具有沉浸性、交互性、想象性以及传播性和构想性。将虚拟现实技术应用于学校教学，并将其与微课和益智游戏相结合，能为学生打造逼真、沉浸式的学习空间。通过激发学习兴趣，引导学生去积极思考，主动探索，参与其中，发挥学生的主观能动性，从而提升学生学习的兴趣体验和教学效果。［1］沉浸式学习是指通过运用虚拟现实技术为学习者搭建一个接近真实的学习环境，借助在虚拟的大学习环境里，学习者通过高度参与互动、操作而提高技能水平。借助虚拟现实技术能够为学生创设出仿真度极高的学习环境，使学习内容变得更加生动形象，特别是针对实践性较强的学习科目，比如物理、化学等。能够让学生在虚拟情景中与教学内容进行互动，通过在情境中反复练习，能有效提高学生的技能，同时提高学习的兴趣性和创造性，解决了传统课堂死板、互动性差的问题。

心理学家Mihaly Csikszentmihalyi 提出了沉浸理论（flowtheory）［2］，当人们在进行活动时如果完全投入情境当中，注意力专注，并且过滤掉所有不相关的知觉，即进入沉浸状态［3］。虚拟现实技术作为人工智能时代下的最新技术手段，会有极大的普及空间，随着国家教育部门的重视以及教育科技团队的努力，虚拟现实技术将会越来越获得大家的关注和应用。虚拟现实技术的快速发展也为沉浸式学习提供了有效的技术支持，沉浸式学习是一种让学生在教师的帮助下运用沉浸理论，获得沉浸体验的过程，使学生获得非凡的生命体验，提高认知水平，激发创造性和学习的动力性。运用虚拟现实技术，用体验的设备打造出一个仿真度极高的仿真环境，在这个环境下的学习和体验，我们叫做沉浸式学习体验。因此，沉浸式学习与虚拟现实技术分不开，并且是相辅相成的。在三星德国电子负责企业公民事宜的Steffen Ganders 强调了创造沉浸式教育技术的重要性。他说：“我们的目标是开发数字化解决方案，以提高学校的教育质量，革命性的VR 技术可以帮助我们轻松地覆盖复杂的课题。我们相信VR 将为未来的教育贡献出巨大的价值。”在教学过程中，是将一个教学目标分解成很多小部分，因此有明确的学习目标，概念是清晰的，学生身临其境的过程就是理解复杂概念的过程。学生利用虚拟现实技术可以进行身体的感受，对于传统课堂上难以接触真实物体的问题，可以得到很大的解决，在物理、化学、生物这种实验性比较强的科目中，学生可以利用虚拟现实技术沉浸其中，去感受加速度、去感受物体的重量、去感受实验前后的变化，也可以去观看物理性的光的颜色、闪电的形成、种子发芽的过程、化学药品彼此结合的反应，等等。这样的体验，不仅能够让学生真正体会知识的来源，还可以以这种寓教于乐的形式进行“快乐学习”，而不是刻板地学习教材、刻板地背公式。在虚拟的环境下，学生还可以进行大胆地尝试，因为所有的一切都是虚拟的，即使实验失败或者操作错误，都不会有任何的问题和后果，这就是虚拟环境的好处，不会让学生有后顾之忧。虚拟现实技术还综合了计算机仿真学，结合图像语音音响等遥感技术，将所有的理论都以形象化的方式传递出来。会让学习者以生动的方式去感受声音和图像的双重刺激，以达到身临其境的真实感。

（二）沉浸式学习的特点

在信息交互的教联网空间时代，学习者可以将个人的情感、诉求、学习欲望通过这个信息互通的平等的平台传递出去，打破时间和空间的限制，高效又智能。在具体的教学中，会根据学习者的个人爱好和选择去制定符合个人的虚拟空间，让学习者完全身临其境，沉浸其中，获得更形象又直观的感受和情感体验。利用计算机生成一种立体化的仿真模拟环境，佩戴多种计算机传感设备让学习者沉浸其中，实现学习者与仿真模拟环境进行直接的自然的融合和互联。接下来主要介绍沉浸式学习的几种特征：

1.立体感。这种新型交互的虚拟环境呈现方式不同于传统的平面和视频，具有三维立体感，空间感。比如在学习海洋知识的时候，可以利用系统进入虚拟的海洋环境中，沉浸在神秘宽阔的海底世界中，呈现的景象比看普通的视频增加更多的立体感和形象感。因此“沉浸”二字在此形象地被解释了。

2.沉浸感。可以让学习者感到自己成为所创造的立体环境中的一部分，与虚拟的世界成为一体，与虚拟场景的各种刺激产生共鸣，犹如在真实世界一样。

3.新颖性。所展示的虚拟环境在视觉方面具备强烈冲击感，打破了常规乏味的观赏体验，给学习者眼前一亮的全新视觉盛宴。

4.交互性。交互性就是利用VR 软件技术结合硬件技术，通过实现动作捕捉和传感，学习者可以对模拟环境内的物体进行隔空取物般的随意操作，并且可以得到模拟环境的自然反馈。比如你在模拟环境中拿起一个叉子，叉子就可以被拿起来；你在模拟环境中推一把椅子，椅子就会往前走。就是在虚拟的环境中，你可以用手去触碰虚拟的物体，你会有实际的感受，会有重量感，会感受到物体的质地和物体的大小长短。总之交互性就是和物体的交流互动。［4］

5.感知性。感知性是在模拟环境中的理想状态，我们可以感知到人在现实世界里的一切感知，比如视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉。比如在VR 环境中，你可以看到任何现实中的情景甚至超出现实世界的景象，可以跟朋友握手、拥抱，可以闻到饭菜香味儿，可以品尝巧克力的味道，可以绘画、游泳、健身。VR 技术真正成熟时，如果你不想在现实的世界里，可以模拟一个虚拟世界，在虚拟世界里一样可以找到所有的乐趣。

6.构想性。在沉浸式学习的世界里，很多现实中不可能的事情可以成为现实，你可以创造出客观世界不存在的人、动植物、物体、环境和情境，在这样的世界里，人们的学习能力、认知能力、创新能力和想象力会得到前所未有的提升。在虚拟的环境下可以随意地发挥想象力去构建属于自己的学习领域。这种构想性弥补了传统课堂上的空洞和毫无生机的缺陷。

7.传播性。随着人工智能时代的快速到来，虚拟现实技术的缓冲、传播和下载速度会达到可以欺骗人类大脑的程度，随着硬件技术和工艺的越来越成熟，VR 硬件会越来越轻便，沉浸感会越来越强，VR将会实现线上+线下全方位、多渠道、立体式传播，覆盖和渗透到人们的生活、工作、社交、娱乐、购物、生产、管理等方方面面。传播速度越来越快，并且传播范围也是空前的广泛。

8.自主性。交互性是用户在VR 虚拟环境里作用于环境，环境产生的自然反应。而自主性是指在VR 世界里同样遵循现实世界中的物理定律，比如牛顿的三大定律，重力感应等。

三、基于沉浸式学习的教学应对

当代的教学方式希望“以学生为中心”，倡导启发式教学，教学关系追求合作化，培养学生的创新意识，发挥学生的主动性和能动性。而虚拟现实的沉浸理论正可以提供这种教学环境，能够将教学内容场景化、立体化，能为学生提供沉浸式、交互式的虚拟现实教学环境。能够实现以学生为中心、个性化教学和环境中自我探究意识的培养。虚拟技术的沉浸感可提升学生的专注度；交互性能增强学生的反馈度。［5］这种人机交互的、自主控制的可视化的虚拟教学模式，大大减少了学校教师因为班级人数大而忽视学生个性发展和因材施教的问题，有力地冲击了传统的灌输式教学模式和单向授受的唯分数论教学理念。在这个虚拟的教学环境中，视觉、感觉、触觉等多种感官的多重冲击能够弥补我们在课堂上无法实现的直观的学习互动方式，解决了传统课堂上互动性差、氛围枯燥、缺少情景化的问题。

将传统课堂和虚拟现实技术结合起来，寻找两种不同教学方式的最佳结合点，充分发挥两者的共同优势。同时也不能忽视传统教育的作用，可以根据虚拟现实技术的特点，用于提高学生的学习积极性、改变学习体验以及提高学生的主观能动性、进行学习迁移的能力等；利用虚拟现实技术的特点，弥补应试教育被动、生硬的不足，在具体的课堂教学中培养学生的创造性思维和知识迁移能力。［6］

运用虚拟现实技术，开发多样的课程资源，网络的快捷和快速性能提供更宽广的网络资源，要充分利用大数据的优势，开发出一种有趣、高效、多样的课程资源，在学校教育中，传统的课本讲授局限性太大，资源的获取和利用率太低，比如文科类的语文、英语等语言类和社科类课程，单单讲课本的内容是远远不够的。利用虚拟现实技术，将课本中生涩的文字和词汇转化成可以身临其境的情景化教学，语言不能只用眼睛去看，要融入情景，讲出来，交流出来，利用视频、模型、动画等手段，提供构想式的学习环境，给人真实感。将课程资源丰富化、情景化、形象化，能够让学生更好地提高学习效率，更游刃有余地学会语言和运用语言，满足学生个性化的需求，在自由快乐轻松的环境下学习，融入更多的包括社会热点、时政、新闻、艺术性的人文价值观念。

运用虚拟现实技术，营造虚拟的校园氛围。如果这项技术能够普及到学校内部，营造虚拟的学校环境，让学生身临其境，从进入校园开始，学校的校舍、灯光、墙壁、图书馆、食堂都可以整合到计算机系统网络当中，用虚拟现实技术、三维建模、数据库技术等创设出与实际校园一样的虚拟环境，［7］学生可以在这个环境下，进行交流和角色扮演，可以弥补课堂教学的死板和无法进行个性化和有针对性教学的弊端。利用传感器、计算机、网络数据的互联，整个学校都变成互通互联的一个整体，进入学校的那一刻，就可以在学校的任何角落进行交互性的交流。即使老师不在身边，也可以通过远程的直播进行联系。这种虚拟的校园环境，在设备没有问题的情况下，真正做到了“让每一面墙壁都开口说话”。陶冶教育也可以利用虚拟现实的技术来让校园氛围都变得生动起来。整个校园将变得非常的立体化，学生的学习积极性也从进入校园的那一刻开始。图书馆的快速便捷性将很大程度上显现出来，学生可以通过计算机，将所需要的书目快速地挑选出来，人文历史类的内容可以通过角色扮演或者深入当时所处的时代去感受。

运用虚拟现实技术，开发使用设备和仪器，设立虚拟环境空间，让学生通过社会、自然、科技、军事等多方面知识领域的视角，将课本知识转化成社会意识。当代学生所处的社会环境相对安全，大方面的国际形势相对稳定，现代学生所处的大环境没有很深刻的社会危机印象和意识，学生的危机意识不强，包括应对自然灾害，应对社会压力和社会危机，学生可以在搭建的沉浸式虚拟环境中，去身临其境地了解海啸、地震、火山等自然灾害的由来和景象以及灾害应急处理，了解古今中外的历史，参与光电机械设备的虚拟操作，也可以进行汽车驾驶的虚拟操作等。利用虚拟现实技术为学生提供更丰富的体验式环境，让学生在虚拟的环境下通过身体与外界事物进行接触和联系。这样可以培养学生的社会责任感，对于学生的生命成长和人文价值的塑造有很大的帮助。也和当今习近平总书记提倡的培养学生“立德树人”的教育理念交相呼应，传统的课本仅仅将知识传授给学生，而利用虚拟现实技术可以将这种教育理念多元化，落实“德、智、体、美、劳”的全面发展理念，反对僵化的培育模式，让课堂真正地“活起来”。让学生的心智和身体都得到充分的协同发展，增强学生的主观能动性和自我的生命认同感和意义感，无论什么形式的教育方式，都是育人的途径，都要回归和落实教育的本体。要和学生一起学习和适应新技术，现在的学生出生在数字化的时代里，教师应该提高和学生一起学习运用新技术的能力，尤其是新技术与教育整合的能力，在互联网的人工智能时代背景下，教师的工作职能也变得更加复杂并且更具有创造性。新技术在教学中的运用对于教学思想、教学模式、教学方法、教学手段产生了重要影响，整合新技术与学科教育教学，实现信息技术与教育的深度融合是大数据背景下教师需要具备的能力和素质。［7］

运用虚拟现实技术，可以利用具有深度学习能力的人工智能技术改变传统的教育生态，利用虚拟现实的技术，不仅能够使学生更真实地去进行审美体验和人文观念的培养，还能够拉近师生之间的距离，传统的教师授课仅仅限于黑板、粉笔、书本的传统用具与授课模式，对于教师本身技能的优化，对于人工机器的熟练使用，教师的智慧性也更有效地发挥出来，对培养教师的反思意识有重要的意义。这种新型的学习方式，对于教师减少个人的职业倦怠感也是很有效果的，教师也会因为接触了“新鲜”的教学方式而乐在其中，可以更有趣地进行游戏、对话、交流，为学生设计更具个性化和更具弹性的教学，师生关系的改善也会大幅度提高，进而拉近师生之间的距离。教师是学生的催化剂，因此，教师应该在传统的教学基础上，提高教育技术水平，主动适应教育信息化的时代，利用先进的技术手段更有效地改变教育模式，融合高科技的理念，切忌按兵不动和不思进取。终身学习的理念是教联网时代以及教育信息化时代一直倡导的，也是作为教师的基本的职业道德操守。教师作为教育环节中最重要的一员，一直受到国家的高度重视。《教师教育振兴行动计划（2018—2022 年）》提出：“充分利用云计算、大数据、虚拟现实、人工智能等新技术，推进教师教育信息化教学服务平台建设和应用，推动以自主、合作、探究为主要特征的教学方式变革［8］。因此，虚拟现实技术的学习对于教师的意义其实相对来说也颇为重要，教师在长时间的传统教学中，难免会出现新旧知识和新旧理念的碰撞，大数据时代的来临，对于教师来说新技术的学习以及人工与机器的融合难免会出现问题和困难，因此教师更应该先于学生去学习新技术，如何应对新技术的变革、如何利用新技术去改变和适应教学方式、如何应用和融合，成为当代教师的重要任务。教师必须肩负塑造学生生命、帮助学生成长的重要使命。利用新技术提高学生的学习兴趣、扩展视野、拓宽生命的宽度和广度，更高的创造性、适应性、责任感，更丰富的人文价值理念和国际意识。