霍莉桦

[摘           要]  深度学习作为21世纪人才培养的新要求而提出，以表面学习和浅层学习为基础，对已学知识进行批判性、理解性、主动性的学习，并具备利用所学知识解决个人问题与人际交往问题的能力。虚拟现实技术中蕴含的深度学习的意义，在于利用技术制造出适合深度学习发生的学习资源、学习环境和学习活动，使深度学习更容易发生。从学习的三个维度，研究和探索虚拟现实技术支持下的深度学习新范式。

[關    键   词]  深度学习;虚拟现实技术;VR学习

[中图分类号]  G712               [文献标志码]  A              [文章编号]  2096-0603（2020）47-0234-03

21世纪的教育需要具备促进人类终身发展这一含义的教育，其关键在于改善学生学习成效，以便学生获得新时代所需的技能[1]。而这一诉求在一定程度上受到环境、资源的局限，无法满足全人类对学习的需求。改善这一现状，需要各种技术对教育的支持以及新的教育教学观一同协作，寻找弥补措施。虚拟现实技术用于教育的重要意义在于：虚拟现实技术可以补充当下教育教学体验性不足、批判性不够、知识技能及时训练不充分等缺陷，提供真实沉浸的体验、安全大胆的实验以及虚拟技能训练，其用于教育教学实践符合现阶段教育的基本现状，是具有深远的意义和重大影响的。深度学习是激发学生终身学习能力的学习范式，其学习结果促进学习者认知领域、人际领域和个人领域三大领域的成长与成熟，锻炼了学习者在掌握知识的能力、批判思维和解决复杂问题的能力、团队协作能力、有效沟通能力、学会学习能力和学习毅力能力这6个方面的能力。[2]虚拟现实技术在学习发生的三个维度中，为深度学习加入新形态和新模式，从而“促进有意义学习和概念转变”[3]，增添新时代学习者对终身学习的探索道路和实现路径。

一、深度学习与虚拟现实技术

（一）深度学习在技术方面的意义

深度学习源自美国，2011—2014年美国深度学习项目SDL的研究将深度学习分为三个维度6个方面的学习，从深度学习的学习结果划分了深度学习的学习目标。[2]我国如黎加厚等学者，强调深度学习与浅层学习相比的批判性，批判性地学习新事物，批判性地理解先前知识与经验，形成批判性思维。

世界知识产权组织在1977年版的《供发展中国家使用的许可证贸易手册》中，把世界上所有能够带来经济效益的科学知识都定义为技术。深度学习的技术意义就在于技术的迭代更新，利用批判性思维，将先前知识与经验进行联结，将已有知识、技术迁移到新的情境中，从而对事物作出新思想和新解释。移动互联网、物联网、人工智能的快速发展遵循了深度学习的技术发展规律和意义，是可持续的创新。

（二）虚拟现实技术的发展

“十二五”期间，科技部设置了虚拟现实与数字媒体主题，从VR显示、VR内容感知、VR内容智能处理、VR内容生成、VR内容呈现、VR交互等方面部署了许多国家重点基础研究发展计划（973计划）项目、国家高新技术研究发展计划（863计划）项目和重大项目。虚拟现实技术被广泛用于军事、公共安全、工业设计、医学、规划、交通和文化教育等行业和部门。[4]

“十三五”规划纲要提出，提升如虚拟现实等在内的12个新型、前沿领域的创新和产业化，形成一批新增长点。[5]虚拟现实技术在今年来大热的原因是人们对因时空原因不能及时得到体验的一种向往，虚拟现实技术帮助我们得以实现，我们可以上天、入地、下海、摘星，可以在不危害人身安全的前提下，身临其境地体验任何场景。早年的虚拟现实在屏幕上通过角色扮演来体验的交互功能，而在软硬件较为成熟的今天，我们可以利用投显设备完成完全沉浸式的感官享受，手柄带来的是全方位的立体交互体验。同时，随着智慧环境的发展，虚拟现实技术在智能交互、环境融合友好性、优质体验感等方面得以优化及改善。为了能够实现裸眼3D的梦想，增强现实技术在虚拟现实技术的基础之上登上了历史的舞台，弥补了虚拟现实与现实世界之间的缺陷。如今，混合技术的出现，让投显升级为轻便的眼镜设备，手柄升级为交互触笔，完成在一定范围内与现实世界的交互。相信，在未来的发展中，虚拟现实技术自身的深度学习能够给我们带来更多惊喜。

二、虚拟现实教育领域中的深度学习

（一）深度学习的教育意义

深度学习的提出，是为了应对21世纪人才培养的新要求而提出。鉴于深度学习的教育意义，笔者认同NRC对深度学习从学习结果出发所下定义，学生学习需要自底到顶完成的学习目标为掌握核心科学知识、具有批判性思维和能够解决复杂问题、具有团队协作、能够有效沟通、学会学习、学会毅力六个方面的目标，由浅入深，由外而内，达到深度学习。[2]具体实施，需要校方软硬件环境的支持、教师教学设计与策略的协同以及学生主动、积极的参与和配合。

（二）虚拟现实教育的发展

虚拟现实的教育意义来源于利用VR进行教育教学。VR技术的兴起、发展，将会对未来教育形态形成越来越重要的影响。VR在建构已有知识并传承具有独特优势，这同21世纪人才培养目标相同。“在建构设计和创新实验环境方面的独特优势，有利于培养学生创造精神和创新能力;在建构协调和交互方面的优势，有利于培养学生团队协作、沟通等人际交往的能力。”[6]在构建资源互补方面，有利于解决传统教学中资源单一、分布不均、利用率不高的问题。

VR在教育上的应用，从学习方式、过程、结果等方面丰盈了教育教学的维度，并且缓解了学习者环境、资源等外界物质的压力，同时也要求学习者自身主动性、自觉性、规范性的自主学习能力的加强和提升，这符合深度学习结果说各阶段的既成目标。从长远来看，VR技术在教育上的应用将给传统教学带来新的动力和新的活力。

（三）深度学习使虚拟现实教育更严谨

虚拟现实在教育上的应用，近年来发展迅速。虚拟实验室、虚拟课堂给教学注入新鲜血液。在对21世纪学生全方位教育，将学生培养成为适应时代发展的新型人才，需要打破对以往教学的思维定式，促进学生养成自我学习、终身学习的好习惯，利用新型软硬件设备，结合智能学习环境进行深度学习。虚拟现实技术为学习者提供了恰当的学习硬件设备、配套的学习环境和较好的沉浸式交互体验。

三、深度学习的VR学习

（一）深度學习在虚拟现实技术中的意义

加拿大著名教育学家迈克尔·富兰说，深度学习的目标是使学生通过学习能够成为一个健康全面的人。[1]对比传统教育，新教育需要新环境、新技术来进行深度学习。2016年被称为虚拟元年，虚拟现实技术在游戏、电视节目赛事、娱乐视频产业、商业推广[7]等产业中发展迅速。在艺术设计、医学、机械与自动化、军事学习等专业的教育教学中，虚拟现实利用其自身的优势，补充了因传统学习资源及学习环境的限制无法锻炼到的批判性思维、创新创造性思维，而这些是新教育时代学生的重要质素，也是深度学习的重要学习结果。虚拟现实的这一特性，被解释为深度学习在虚拟现实技术中的现实意义。

（二）深度学习同虚拟现实技术相结合的教育

智慧教育给21世纪学生提供了适合自身持续发展的范式。CIT（Deep Convergence of Innovation and Digital Technology，数字技术和创新理念深度融合）[1]作为智慧学习环境中的重要范式，为在智慧学习中所需的技术支持提供了非常详尽的解释。

虚拟现实作为智慧学习的重要技术支撑，它也参与智慧环境的组成环节。虚拟现实技术将为学习者提供学习活动的重要设备、新型有趣的学习资源、完全沉浸的学习空间、智能有趣的学习交互，其本身也可集成新型学习工具，其批判性、可创造性的学习特点符合智慧学习活动方式中深度学习与创造学习的要求。利用智慧教育进行深度学习，符合时代潮流，而虚拟现实技术为这种潮流增添了浓浓一抹颜色。[8]

（三）结合深度学习的VR学习

技术可以促进深度学习的进行[9]，虚拟现实技术为深度学习提供学习所需的资源、空间和活动内容。基于深度学习的能力框架，在虚拟现实技术支持下的VR学习的新生态，如下表所示。

根据深度学习的定义范畴，NRC为了区分深度学习和21世纪能力框架中的能力体系，特将深度学习分为三个维度：认知领域、人际领域和个人领域，每一个领域解释了该领域需要掌握的能力，并对对应的能力做出了具体表征的解释。[10]

1.认知领域

认知领域要求，通过深度学习，需要学生对该学科领域内容建立起知识之间的联系，能够批判性地用即学知识解决新问题，能够利用所学迁移到真实世界中去，解决真实世界的问题。VR学习，可为学生提供虚拟模型，模拟真实效果等现实中不能亲身体验的虚拟效果，配合虚拟实验室所需的实验室资源场地，在虚拟环境中展开体验式、探索式学习。模拟真实实验室的学习资源，可锻炼学生掌握核心知识的能力;而模拟现实体验室、探究问题实验室可锻炼学生的批判思维和解决复杂问题的能力。

2.人际领域

比认知领域深层次的技能式人际领域，锻炼学生具有人际交往能力的培养。团队协作能力，要求学生能够同他人一起学习、一起处理复杂问题的能力。VR学习提供模块化资源和交互式资源，使学生必须通过合作和沟通才能完成任务;VR交互沉浸、多人互动空间可为多人互动、VR网络会议等协作活动提供活动场景。

3.个人领域

相较于表面学习，深度学习在于锻炼学生个人领域的能力。它要求学生具有学会学习的能力和坚韧的学习信念，而这些都由学生自行发起、自我约束、自我管理。实现此领域能力的提升，需要平台给学生及时反馈的可视化学习成果和用学习反馈来督促学生自我学习的发生。VR学习通过隐性学习引导、显性学习激励等学习资源使学生学会学习;通过可视化学习成果展示以及全方位评价机制的建立，使学生更自觉、自发地学习。在VR活动空间，为学生提供模拟创业空间、虚拟创客空间，使学生学以致用，激发再学习的动力;学生回顾自我的成长历程、学习经历，会在心理层次上对学习的持续发生给予更多的信心与勇气。VR学习对于个人领域设计的丰富学习活动，使学习迁移变得直接、快速，在短时间内获得学习上的成果，给予学习最直接的反馈。深度学习良好的评价体系，给予学生良好的心理暗示，激励下一次深度学习的发生。

四、总结

技术对深度学习的促进作用在于使学生能够自发地学习，并且对表面学习到的知识进行深层次的再学习，从而获得人格到心灵上的学习与成长。虚拟现实技术用于教育，就是在学习资源、学习空间、学习活动上为深度学习开辟路径，让深度学习发生得更便捷。随着人们对全息投影的愈加向往，虚拟现实技术的延伸技术——增强现实技术、混合现实技术成为炙手可热的教育教学工具和手段，在此过程之中离不开深度学习理念带来的教育评鉴与教育反馈上的新的冲击，并且也会将他们“虚拟”与“现实”交互的这一优点展现在深度学习的范式和机制中去，这也将会颠覆过往所有的教育范式。

参考文献：

[1]詹青龙，陈振宇，刘小兵.新教育时代的深度学习：迈克尔·富兰的教学观及启示[J].中国电化教育，2017（5）：73-79.

[2]卜彩丽，冯晓晓，张宝辉.深度学习的概念、策略、效果及其启示：美国深度学习项目（SDL）的解读与分析[J].远程教育杂志，2016（5）：75-82.

[3]段金菊.e-Learning环境下促进深度学习的策略研究[J].中国电化教育，2012（5）：38-43.

[4]赵沁平，周彬，李甲，等.虚拟现实技术研究进展[J].科技导报，2016，34（14）：71-75.

[5]韓洁，李汶羲，郁琼源，等.人工智能·虚拟现实·5G：“十三五”炫科技将如何改变我们的生活[J].中国职工教育，2016（4）.

[6]高东锋，王森.虚拟现实技术发展对高校实验教学改革的影响与应对策略[J].中国高教研究，2016（10）：56-59.

[7]王扬.“VR/VR+”开启阅读新时代：首届“VR/AR+”媒体融合发展研讨会综述[J].传媒，2016（24）：9-10.

[8]詹青龙，杨梦佳，郭桂英.CIT：一种智慧学习环境的设计范式[J].中国电化教育，2016（6）：49-57.

[9]胡航，董玉琦.技术促进深度学习：“个性化-合作”学习的理论构建与实证研究[J].远程教育杂志，2017（3）：48-61.

[10]刘哲雨，郝晓鑫.深度学习的评价模式研究[J].现代教育技术，2017（4）：12-18.

◎编辑 常超波

The Linkage Significance of Deep Learning and Virtual Reality Technology

HUO Li-hua

Abstract：The new requirements of deep learning personnel training and put forward as of twenty-first Century， based on the surface learning and shallow learning based on knowledge， understanding， critical， active learning， and with the use of knowledge to solve personal problems and interpersonal problems. The implication of virtual reality technology in depth the significance of learning， is to use the technology to create a suitable for the occurrence of deep learning in learning resources， learning environment and learning activities， make deep learning is more likely to occur. From the three dimensions of learning，research and exploration of virtual reality technology to support the new deep learning paradigm.

Key words：deep learning;virtual reality technology;VR learning