论VR技术的运用对学习环境建设的影响

吴露晴+王勇+黎珂

摘 要：从传统教育到互联网、多媒体教育的过渡，改善了学习者的技术学习环境与资源学习环境，却忽视了学习者对情感学习环境与物理学习环境的需求。随着VR技术的发展，VR技术在教育领域呈现出巨大的潜力。论文运用文献资料法、访谈法、问卷调查法，在探讨传统课堂与互联网、多媒体课堂弊端，学习环境的发展状况、建设要求的基础上，建设更具吸引力的课堂，旨在研究VR技术的运用对全面建设学习环境的影响。

关键词：VR虚拟现实；学习环境；情感学习环境；物理学习环境

一、 研究背景

（一） VR技术的产生与发展

2016年12月，国外数据调研公司SuperData在年度VR调查报告中提到，2016年VR市场共有27亿美元收入，VR产业在全球范围内发展迅速，2016年被称为VR元年。

VR，虛拟现实，来源于英文Virtual Reality的缩写。VR虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，具有沉浸感、交互性、构想性。虽然VR技术在2016年风靡全球，但虚拟现实技术早在二十世纪就开始进入人类生活。1968年哈佛大学电气工程副教授伊万·萨瑟兰，发明了第一台由计算机驱动的头盔式VR显示设备“达摩克利斯之剑”Sword of Damocles（Sword of引用于空军，以虚拟现实方式进行军事训练），第一款真正意义上的VR设备诞生。人类第一台VR设备应用于教育领域，可见，VR在教育领域的发展具有无限潜力。

（二） 课堂的演变

教育，通常所说的教育为校园教育，有统一的区域或国家标准教材，指定的老师在课堂传授知识。课堂是教育的主渠道，也是学生学习的重要场所。

1. 传统课堂

从教育史的角度来看，中国课堂在夏朝呈现出萌芽状态，利用饲养家畜的场所（庠、序、校）进行教射习剑活动。随着社会制度的完善，课堂教育的发展，人类开始设计专门的教学场所——课堂，开展教学活动。

传统课堂，采用固定的教室，以班级为单位展开学习活动。传统教学方式，教师与学生面对面传授知识，虽然易于师生互动、灵活调节气氛以及师生之间相互了解，但上课时间地点受课堂规则限制；师生交流受互动时间分配限制；教师成本受学生人数控制。传统教室，桌椅陈列，书本堆积，每天如一的教学环境，让鲜活的知识失去了原有的灵气。

2. 现代课堂

（1） 互联网、多媒体与教育的连接

传统教育成本高，课堂灵活性弱，教师授课、学生上课受课堂时间、地点限制，已经不能满足教育发展的需求。随互联网与多媒体技术在全国范围内普及，课堂开始与科学技术相连接。

互联网、多媒体教学的发展，使老师上课不再完全依靠黑板板书而是多借助于电脑、投影仪、PPT授课。百度在2016年发布了中国互联网教育行业趋势报告，报告数据显示，互联网教育市场增长率位居全行业第三，预计在2017年可以达到2805亿元。

互联网教育不仅是培训市场的主力军，在国家正规学历教育也有一席之地。成都市第七中学，是国家级示范性普通高中，拥有丰富教育资源与强大的师资力量，2012年开始在夹江中学设立成都七中远程教育班，历届网班教学均取得了优异的成果。2016年7月，曾对夹江中学成都七中远程教育班高二的170名同学进行问卷调查。虽然互联网与教育的连接是教育领域的一大趋势，但互联网教育仍存在一些问题。调查结果显示，超过三分之一的学生在互联网录播教学过程会因学习内容枯燥、缺少互动而走神或产生疲劳。

（2） VR技术与教育的连接

2016年VR技术在世界范围内普及，2016年2月高盛发布了VR与AR：解读下一个通用计算平台，其中提到：在教育领域，2020年市场规模将达到3亿美元，2025年将达到7亿美元。教育与VR技术的有机结合将成为教育领域的又一突破。

VR沉浸感、交互性、构想性同教育的连接，旨在优化学习环境，提高学生学习效率与学习专注力，将学生带入知识海洋，享受学习。

二、 学习环境

辩证唯物主义认为，事物的发展是内外因共同作用的结果，教育的发展也不例外。学习环境作为教育的外部条件，对教育发展起重要作用。广义的学习环境包括物理学习环境、资源学习环境、技术学习环境与情感学习环境，传统教学模式与互联网教学模式中往往只注重为学生创造良好的资源学习环境与技术学习环境，却忽略了客观物理环境与情感学习环境对学习者的重要性。

在学习过程中，当学习者大脑处于疲惫状态下，通常会闭眼休息或是看向远处；当学习者出现烦躁等消极情绪时，会选择移走令人不悦的事物；当学习者陷入学习困境时，或许会盯着墙壁发发呆，等回神的时候便豁然开朗。无论是闭眼、看远处、移走事物还是发呆，当学习者选择移开视角的时刻，其实就是他通过改变自己的物理学习环境来改变自己的情感学习环境。

情感学习环境与物理学习环境悄然影响着学习者的学习。

（一） 情感学习环境

情感学习环境影响因素主要概括成两类：学习者的心理因素与人际交互因素。

1. 心理因素

在学习过程中，学习者会受个体因素或外部环境因素的影响，导致学习者心理的变化。

个体因素主要是指学生情绪变化，学生会因为学习需要、信念与目标等，而产生积极（愉悦、热情、执著等）或消极（紧张、焦躁、忧虑、沉闷等）学习情绪。外部环境因素，是指教室色、光、温，教室场景建设，教师形象，天气变化等客观物理环境因素。

2. 人际交互因素

学生在处理老师、同学、家长的人际关系中，通常会遇到各种各样的心理问题。例如，家长希望自己的孩子能在每一次考试中取得优异成绩，但其学习成绩总未能达到理想状态，因此经常在孩子面前唠叨，造成孩子对分数的厌倦与恐惧心理，从而恐惧学习、厌恶学习。

（二） 物理学习环境

物理学习环境包括课堂的色、光、温、声音，教师形象、教室场景建设等。

1. 物理学习环境中色、光、温的理想状态

（1） 色

研究表明，视觉功能正常的人对事物的第一感知信息90%都是通过视觉传递给大脑，而视觉的第一印象就是对色彩的感觉。不同的色彩会通过不同方式刺激大脑，产生不同的大脑反应，给人不一样的轻重感、兴奋感。

轻重感。色调沉闷烘托严肃氛围，而色调开放显得氛围更为轻松。色彩明度越强，越让人轻松；明度越暗，越给人沉重感。

兴奋感。中性或偏冷的颜色更容易让人静下心来学习，暖色系会刺激大脑使大脑兴奋，但长期观看会刺激眼球。情绪低沉时，可选择红色、黄色、绿色等能激发人愉悦心情的色彩；心情浮躁时，则可选择蓝色、紫色等。

（2） 光

光的强弱对视觉神经系统产生不同程度的刺激，对情绪的变化有重要影响。光强刺激人脑，长时间照射易使人脑眩晕，产生呕吐症状；光弱则无法刺激大脑，引起足够的兴奋度。

人类视网膜上的第三类感光细胞也被称为神经结细胞，是2002年世界十大发现之一，可通过进入人眼的可见光辐射产生的生物性反应来控制人的生理节律，对人的生理以及心理健康产生影响。

（3） 温

我国建筑照明设计标准中按色温高低对室内照明光源分为暖白色、中间色、冷白色，其中教室照明最佳光源为中间色温光源（3300～5300K），但实际教学中仍有部分教室无法达到标准。

2. 物理学习环境中教师外在形象的理想性状态

教师外在形象也是物理学习环境中的一部分。在教师形象的层次结构论中，通常将教师形象分为外在形象与内在形象。外在形象主要包括教师在教学过程中的语言形象、仪表形象与行为形象，内在形象主要是指内在素质。在教育过程中往往注重于教师内在形象的培养，却忽视了外在形象对学生学习的潜在影响。

（1） 语言形象

教师语言形象不和谐。例如：讲课措辞平淡无力，声音沙哑、刺耳，服装首饰搭配不合理等情况，均会让学生对此教师产生抵触情绪，从而丧失对此科目的学习兴趣。70分贝以上的声音往往让人头晕目眩、注意力不集中。清晰悦耳、明亮结实、流畅而富有变化的讲课往往更能激发学生的学习欲望。

（2） 仪表形象

在中小学教育中经常出现此类情况：有部分学生会因为某任课老师长相漂亮、穿着风格时尚而喜欢该老师，从而喜欢上这个学科，当换了一个非理想型老师时，便开始对此课程产生厌倦心理，丧失学习兴趣，导致成绩下滑。这些看似不重要的细节往往左右着学生的学习情绪，却极易被老师、家长忽视。在课堂中教师有时还会充当另一角色——“模特”，其仪表形象在被学生潜意识地关注、评价。

（3）教师外在形象在教学过程中的现状

在实际教学过程中，学生喜好不同，教师个性不一，学生很难刚好遇到自己的理想型教师，教师也很难成为自己每一个学生的理想型教师。教师形象很难同时满足每个学生的需求。

3. 物理学习环境对场景建设的理想性构建

回想学校教室，厚重的书本，白里泛黄的墙壁，残缺的桌椅，给人浓浓的压抑感，当学习者对学习产生抵触情绪、抗拒心理时，这样的学习环境便不再适合学习。创造一个令人身心愉悦的学习空间，更能激发学生进入课堂的主动性。色、温、光适宜的状态下在草地上学习，沉重的心情立刻变得有激情与活力；在安宁恬静的咖啡厅中学习，浮躁的情绪逐渐沉稳下来；当你厌倦学习，被学习所困扰时，在自己喜欢的场景中学习，不禁觉得学习也是一件美好的事情。

4. VR技术改善情感学习环境与物理学习环境

目前，黑晶科技VR超级教室已经推出K12教育版，模拟真实学习环境，实现全沉浸、交互式中小学教学课程，成为成功的VR教学案例，但VR技术应用于教育领域不应局限于模拟真实学习环境，全沉浸、交互式学习。

运用VR技术的构想性、沉浸感、交互性构建符合学习者心理诉求的自定义VR学习空间，改善情感学习环境与物理学习环境，打造快乐和卓有成效的学习环境，提高学习者学习效率。

VR构想性，根据学习者情感状态为学习者推送科学合理的物理学习环境的选择，学习者可根据自己的喜好，构建符合学生诉求的最佳学习场景。VR技术运用于不同情感状态下，色、光、温合理搭配与场景选择，激发学习者积极的学习情绪，主动参与学习。例如，当学习者心情烦闷，希望看到大海平定情绪时，构建大海场景，将光色温调整至符合学习者要求的状态，学习者便能很快主动从消极情绪中缓解过来，进入积极学习状态。

VR交互性与构想性帮助学生构建学生理想的教师形象，学习者可自定义将教师音色、音量调整到适合自己学习的理想状态。当学习者希望自己的教师是女教师，穿着打扮都是自己喜欢的风格时，运用VR技术构建自己理想风格的女教师，随时随意更换教师形象，保持学习新鲜感，有助于激发学习兴趣。

VR沉浸感，将学生带入学习场景，沉浸于学习场景，不受真实学习环境的干扰，在舒心的情境中将自己的学习情绪调整到最佳状态，轻松学习、快乐学习。无论在大海的场景下学习，还是在空旷的草地上学习，VR技术的运用帮助学习者沉浸于自己理想的学习场景，用虚拟氛围真实地感染学习者，激发学习者的积极学习情绪，帮助学习者树立积极学习心态。

三、 总结

积极的学习情感环境可激发学习者學习兴趣，提高学习效率，消极的学习情感环境则对学习者的学习具有阻碍作用。情感学习环境可通过改善物理学习环境得以调节。VR技术可通过虚拟的情感环境和物理环境，建设合理的色、光、温条件，理想的教师语言形象与仪表形象与符合学生心理诉求的场景；通过改善学生情感学习环境，促进学生主动学习，激发学生学习兴趣，更大程度地挖掘学生学习潜力。

VR与教育的连接弥补了传统教育教育资源与教育技术匮乏的不足，改善了互联网、多媒体所忽略的对学习者情感学习环境与物理学习环境的打造，提供最优学习环境，利于学习者轻松、快乐学习，激发学习兴趣，提高学习效率。

参考文献：

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