虚拟现实技术在汉语作为二语习得场景设计中的应用

（山东第一医科大学，山东泰安 271016）

1 虚拟现实的概念

虚拟现实的概念较新，最初是在20世纪末提出的。1989年，德国人提出“virtual reality”（简称VR），指“把看到的东西变成现实的东西”，即视觉看到的虚拟的实景，生成总装图，模块化后又转化为零件固，输入数控机床就自动加工出真正的实景(体)来。[1]

维基百科介绍，虚拟现实是利用电脑技术产生的虚拟世界，具有模拟现实性、三维空间性、即时性。它能模拟用户的视觉等感官，让用户感觉仿佛身临其境，与现实同步观察三维空间内的事物，且不受时空限制。虚拟现实系统具沉浸性、交互性、构想性三个基本特征，即三个“I”：Immersion-Interaction-Imagination，在虚拟系统中人应该起主导作用。

简单来讲，VR就是对现实的虚拟化，人们能够理想化地感知或享受想象中的虚拟世界。VR技术利用计算设备，渲染和模拟视觉和听觉的场景，而这些渲染技术能够刺激人们的视觉和听觉的感官，尽可能提供给用户关于视觉、听觉等器官的模拟效果，使其达身临其境。最直接的和最刺激的效果是“临场感觉”和“参与沉浸感”。简言之，这些模拟效果是通过计算模拟生成，是虚假的效果和场景。

就VR技术目前的发展来看，用户需要佩戴头盔和一些附加的外设，头盔称为headmounted display(HMD)，它完全取代了用户的视野，是目前最为关键的VR部件之一，用户对HMD的感知反馈将影响着VR技术未来走向。

2 VR技术的应用场景

VR发展初期，理查德·斯得雅致力于把VR技术应用在医学领域，提出用计算机为医疗工作者创造一个虚拟的环境；加利福尼亚一家国际组织的工程师们正在研究一种电视手术设备，医生观察手术室的三维图像来操作连接在电脑上的仪器，电脑把医生的动作传送到进行手术的遥控设备，电脑反馈给医生力度、肌理和声音方面的信息。[2]

刘秋生阐述了VR技术的作用，认为通过VR可以实现人们原来不可能触及的景界。如观看、分析内燃机点后燃烧产生的热度场分布情况，让飞行员在模拟舱内训练操纵飞机等。在医学方面，可以借助跟踪球、HMD、感觉手套，构建虚拟人体模型，从而了解人体内部各器官结构；建立一个虚拟外科手术训练器，用于腿部及腹部外科手术模拟。虚拟现实已经被世界上一些大型企业广泛地应用到工业的各个环节，对企业提高开发效率，加强数据采集、分析、处理能力，减少决策失误，降低企业风险起到了重要的作用。[3]

此外，其他研究人员将VR技术的应用场景分为如下几类：（1）事件广播/多播Eventbroadcast/multicast场景，融合了360度球面视频（spherical video）、头部跟随（head tracking）、3D 音频等能力，为众多事件提供浸入式视频消费体验；（2）VR流量媒体（VRstreaming），用户可通过佩戴HMD 观看VR点播视频，视频内容使用单播技术通过3GPP 网络传送，用户可以改变头部角度以欣赏360度视频；（3）分发3GPP 中360度A/V内容库（360 A/V content library），360度A/V 内容库是各类格式混合体，用户与这类内容库进行交互的时候，会根据用户行为变换其所需求的场景；（4）社会电视节目和VR节目，通过AR 设备，体验各类电视节目的360度视频；（5）电影院VR应用场景，使用交互式和线性的电影院体验都可以引入AR 体验，观看者能够体验并能够和电影故事情节进行交互，VR的沉浸式体验能够为这类场景提供全新的感受；（6）采用VR的学习应用场景，VR能够在学习应用中提供个性定制的多变化交互内容，如课程能够采用360度音视频以提供高强度的浸入式体验来辅助学习，学生在此模拟场景中也能够看到其他同时参加该课程学习的教师与学生；（7）VR呼叫场景，360度视频呼叫，多个参与者可以通过VR呼叫业务来体验浸入体验式的呼叫，如两个团体相互通信，其中一个团体从家中呼叫另外一个正在海滩的团体，呼叫的参与者可以采用全向镜头和3D 音频麦克风来体验VR呼叫，以获知另一方的场景；（8）用户发起的VR使用场景，如用户使用360度视频和音频记录、用户发起VR实时视频；（9）虚拟世界通信，如游戏内通信、虚拟会议通信；（10）基于HMD的传统内容消费体验（HMD-based），这类场景和360度视频和音频格式不同，将不再通过发送的媒体本身提供而是通过应用自身产生的场景来提供浸入式体验；（11）AR 增强电视（Enriched TV），通过HMD 看电视的时候，电视内容将通过虚拟屏幕进行渲染，立体环境的背景会出现360度的场景；（12）VR视频中的高亮区域应用。

3 VR在汉语作为二语习得中的应用

国家发布的“国家教育事业发展十三五规划”指出：要全力推动信息技术与教育深度融合，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式。在汉语作为二语习得的教学中，VR技术的应用面临重大缺口。随着教育信息化的发展，有关教育部门、高校、教师如何将VR技术融入对外汉语教学，提升教学效果，促进汉语教学质量的提高，就成了需要讨论的命题。目前，基于VR技术在对外汉语教学中或二语习得中的应用的研究与设计屈指可数。

Klaus Schwienhorst分析了在第二语言习得中的虚拟现实工具，认为虚拟现实理论在很大程度上是在语言学习的基础上发展起来的。

范氏秋庄、李馨逸提出了VR技术在对外汉语教学中的可行性，认为VR适应于对外汉语教学，对外汉语教学也需要VR。他们认为VR在对外汉语教学中的实现借助于移动端或PC 端。

赵晶晶以“第二人生”中对外汉语教学岛屿“中国岛”（Chinese Island）为例进行案例研究，对“中国岛”和Cypris Chat 岛屿（“第二人生”中英文教学岛屿）进行对比分析，总结归纳出虚拟现实应用于对外汉语教学的价值与局限。[4]

4 基于VR技术的“沉浸式虚拟仿真课堂”的体验场景

该文基于VR技术，与二语教学相结合，设计“沉浸式虚拟仿真课堂”的体验场景，可以为二语习得者提供直观感受，具有行为真实感和心理真实感。目前该文基于这种方式的虚拟仿真课堂正在探索中，该文只就体验场景，或称交互场景作简要设计。体验场景，实质上就是二语习得者可以切身体验的、汉语关键词句出现的高频场景。它的特质是交互性。交互性可以让习得者由局外者变成参与者，由第三人称视角的学习转换到第一人称视角的交互，让习得者实验按照自己的意愿在体验场景中进行交互与对话，并得到AI的反馈，从而达到习得、练习并掌握某些字词句的语音、语法、语用的目的。这种交互性体验场景能解决课堂学习中缺乏“临境感”“交互性”的难题、不能实现自然交互的角色扮演的难题、不能体会汉语庞大复杂的委婉表达和言外之意的难题；实现任何场景下的“沉浸式学习”（如通过目前的Magic Leep 支持）；满足现实条件下难以实现的或预想中的场景构建和基于此场景的语言学习：如灾难演习、太空环境、高级实验室环境等。

“沉浸式虚拟仿真课堂”的应用形式可有以下几类：（1）VR培训，将需要学习的内容以3D 形式在屏幕上呈现，以替代复杂的道具制作，如时间表达法的学习、方位词的学习、医学汉语的词汇展示等；（2）VR建模：让习得者直观看到一个特定项目在不同环境下的样子，并与模型互动且可以收到即时的反馈，这样可以得知自己语言的输出产生的真实效力，如把字句被字句的教学、颜色词教学、医学类、设计类、编程类预科汉语的教学；（3）VR图书，习得者佩戴HMD的摄像头扫描书本预定内容时，3D 动画、视频、声音就会显示出来，无须教师在课堂反复示范，能够弥补教师在教学语言与双向沟通时的不足，缩小课堂知识与真实生活之间的差距；（4）发现式学习：类似任务教学法，习得者利用AR 技术，结合现实的场景或所学知识，在校园、古迹、商场中实时实地识别相应的汉字与解释，等应用，独自发现新知，在解决问题的过程中快速有效地学习。“沉浸式虚拟仿真课堂”的体验场景的设计实际上是借助于新鲜事物的情景教学策略，利用虚拟现实技术，一方面与学习者对话的不是活生生的人，而是某种程序或机器，大大降低了因自尊心等原因造成的焦虑和紧张，去除学生的抵触情绪，减轻学生的心理压力，促使其阶段性成长任务的优质完成；另一方面也排除了教师的严苛要求因素，更能在双向交流中按照自己的意愿调节交流内容和强度。从长远看，“沉浸式虚拟仿真课堂”的体验场景优化了古老的课堂结构，为教师腾出更多时间实施各项人才培养计划，加快了教育现代化进程。