基于虚拟现实的学前教育直观性研究

喻桃义

（南昌理工学院人文教育学院 江西 南昌 330044）

数字化技术在教育行业的应用极大地推动了我国教育现代化的进程，但是我国教育产业目前尚存在优质教育供给不充分，教育理念有待进一步创新等问题，需要加快发展现代产业体系，利用科技革命和产业革命的发展打造科技强国、人才强国。虚拟现实与学前教育的融合应用，对未来的教学环境、教学内容、教学模式等方面的改革有重要的现实意义。

1 虚拟现实技术的概念和应用特性

1.1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术是通过计算机网络技术、数字图像处理技术、仿真技术、人机交互技术和微电子技术等多学科技术的融合，将真实的场景或构想的场景以三维虚拟的形式呈现在VR眼镜等终端设备上，使用户达到身临其境的交互效果[1]。虚拟现实是对真实世界的再创造，通过对真实世界的数字化模拟和基于信息技术的场景构建，创造出超越现实的场景，打破了空间距离的限制，在影音、医学、军事、教育等领域有着广阔的应用前景。

1.2 增强现实技术的应用特性

多感知性。基于虚拟现实技术的设备包含了数量众多的微型传感器，使用户在体验虚拟现实场景时不仅仅局限于视觉感知和听觉感知，还拓展了触觉感知、运动感知等感知能力，甚至部分设备能够提高嗅觉、味觉的感知体验[2]。

交互性。该特性是指在多传感器和计算机技术的支持下，用户对虚拟现实构建的环境内的物体进行操作时能够得到真实、自然的反馈。交互性是虚拟现实技术发展的关键特性，其核心概念就是以人为中心、和谐自然、高效的人机交互技术。

沉浸性。该特性指用户作为体验主体在模拟环境中的重视程度。虚拟现实能够根据人的生理和心理特点，生成具有真实性的虚拟3D图像，使用户在体验虚拟现实场景的时候有一种身临其境的感受，如同沉浸在现实世界。

2 在学前教育中应用虚拟现实的优势

2.1 拓展教学条件

在我国的传统学前教育课堂，主要以游戏、手工、说课等形式开展幼儿教学工作，形式相对单一、枯燥，无法长期刺激幼儿的学习兴趣。而基于虚拟现实的教育课堂，能够利用虚拟现实技术创建学习场景，以数字游戏、情境体验、自然探索等教学形式，借助虚拟现实的多感知性让幼儿在视觉、听觉、触觉等多感官体验下探索学习[3]。现实的教育环境，往往存在各种客观因素局限幼儿教育的进一步拓展，如教学场地的限制、教学器械的限制、教学安全的限制等，虚拟现实技术的应用解决了这些限制性因素，教师通过虚拟场景的搭建，丰富和拓展了教育形式，可以更加深入地培养幼儿的学习能力和探索精神，更好地实现教学效果。

2.2 打破时空限制

在学前教育的应用实践中，由于幼儿对世界的认知还不够全面，不能对教师所传授的抽象事物有全面的认识，而虚拟现实应用突破了这一瓶颈。例如，在介绍某一民族或地区的传统风俗时，由于地域的空间限制导致幼儿在传统教学中只能够通过观看视频的方式进行学习，而现在通过教师构建的区域民族风俗场景，利用虚拟现实的交互特性，能够让幼儿在虚拟场景中体验这一风俗的开展，沉浸式体验民族文化的内涵[4]。因此，虚拟现实技术的应用，大大促进了学前教育的教学效率，突破时空的限制，以身临其境的方式让幼儿在“娱乐中学习，在学习中娱乐”。

2.3 培养学生主动学习意识

在虚拟现实教学的实际应用中，教师作为辅助学习的角色，通过制订虚拟现实教学内容，设置教学任务点，完善虚拟场景布置等步骤，为幼儿通过虚拟现实教学课堂自主学习做好了准备。凭借虚拟现实多感知性、交互性、沉浸性等特点，能够使幼儿在自主探索中不断激发其学习热情，同时，通过与其他幼儿协同合作，共同探索虚拟教学场景，解决学习难题，达到合作学习的目的。

3 虚拟现实在学前教育中应用的影响因素

3.1 虚拟现实课堂发展受技术发展限制

虚拟现实技术实际应用的关键因素是虚拟现实操作设备，在具备完善的虚拟现实配套设施的情况下，才能够获得理想的虚拟空间体验[5]，而目前我国虚拟现实行业存在以下问题：第一，虚拟现实设备质量参差不齐。主要原因是面向低端市场的虚拟现实设备为控制成本，使用硬件落后，性能和功能存在减配等情况，导致使用体验感大大降低；而高端设备价格过高，消费人群少，同时，能够体验的资源不够丰富，多为付费体验项目。第二，虚拟现实技术标准不统一。由于虚拟现实在我国发展时间较短，各大研发厂商为生产具有差异化、独特性的虚拟现实产品而使用私有协议，导致市面上的增强现实配套附件无法共通使用，大大增加了后期的维修成本，同时，各虚拟现实体验平台的VR资源存在封闭性，不能在各平台实现共享，增加了虚拟现实体验的成本。第三，幼儿适配不足。面向市场的虚拟现实设备多为大众消费级，缺乏对幼儿的专门设计适配，导致幼儿在佩戴使用虚拟现实设备时存在佩戴不适等情况，亟须开发幼儿专用的人体工程学设备。

3.2 虚拟现实课堂的发展受教学内容的限制

教育现代化的本质依旧是教育内容，在虚拟现实融入学前教育课堂的同时，更要把控虚拟现实教学的教学内容和教学质量。第一，VR教学资源开发门槛高。由于基于虚拟现实技术的教学资源的设计开发技术门槛较高，普遍由专业的VR开发者制作学前教育的VR教学资源，导致目前行业可用资源比较单一并且存在与现实教育课程不匹配的问题。第二，教学资源开发标准不统一。由于虚拟现实设备开发企业为保持自身产品的独特性、新颖性，没有主动进行操作软件平台开源化，导致不同品牌不同产品所拥有的VR资源不流通。第三，资源内容良莠不齐[6]。市面上虽然存在着较多的基于虚拟现实的学前教育VR教学资源，但是由于开发者不能完全了解一线学前教育的痛点难点和幼儿教育的需求，导致开发的VR资源存在脱离教学目标、不适合幼儿学习、操作难度大等实际问题，直接影响了学前教育和VR资源的教学便利性。

3.3 虚拟现实课堂的发展受教师素养的限制

教育教学离不开教师的支持，在虚拟现实支持下的现代化教育课题，教师的能力素养直接影响虚拟现实与学前教育的契合程度[7]。当前，学前教育教师存在以下几方面的问题。第一，教师技术能力有待提升。随着数字化课堂的部署，对教师使用现代化设备的要求也逐渐提高，虚拟现实课堂的发展要求教师能够初步构建教育环境，能够熟练地引导幼儿在虚拟环境中进行学习，而目前我国学前教育行业的教师对现代化教学的接纳程度和适应程度与理想有较大的差异，侧面要求学前教育从业教师不断提升自我的能力素养，以跟进时代发展的步伐。第二，教师的地位需要明晰。虚拟现实课堂的应用，将原先“教与学”的模式升级成“幼儿主动学习教师辅助学习”的新型教学模式。

4 虚拟现实在学前教育中应用的建议

4.1 政府对学前教育发展的政策落实

政府作为我国社会发展的指导决策部门，拥有全面长远的大局观和宏观调控的能力，建议政府根据目前学前教育与虚拟现实融合发展存在的问题，以政策指导的方式，稳定和促进教育现代化的发展。第一，建议政府明确基于虚拟现实的学前教育课堂的建设标准，宏观把控现代化教学课堂的教学模式，避免出现错误的发展趋势。第二，建议政府引导虚拟现实企业共同制订统一的开发标准，促进虚拟现实设备的互通性、软件资源的共享性，使用户能够享受到优质的虚拟现实体验。第三，基于虚拟现实的教学课堂建设成本较大，对于大部分幼儿园来说是一笔巨大的开支，建议政府对幼儿园的财政进行一些补贴支持，并提高学前教育教师的福利薪资，提高教师的职业认同感、调动教师的职业积极性。

4.2 虚拟现实企业开发技术的提升

企业作为虚拟现实与学前教育课堂融合的重要部分，是将理念化为现实的重要力量，为进一步促进数字化教育的发展，与虚拟现实相关的企业仍有很大的空间优化和改进。第一，设计适合幼儿使用、符合幼儿人体工程学的虚拟现实佩戴设备，轻便化、舒适化、便携化的设计更符合幼儿的使用习惯，提高幼儿使用虚拟现实设备的频率。第二，增加研发投入，升级相关硬件，利用AI大数据、5G、云计算等技术提高虚拟现实的算力，降低交互延迟并提高场景构建的逼真度，将虚拟现实的操作体验更上一个台阶。第三，开发者应联合基层教师、教研专家共同开发和优化教学资源，针对不同的学龄、学制、地域开发与之匹配的教学资源，同时，通过互联网的云技术生成VR教育资源库，用户可以通过付费的方式获取需要的教学资源，解决了各企业间版权的问题，也促进了资源的利用效率。第四，企业要加强与幼儿园的联系，通过专业的团队为需要建设数字化校园的园方提供专业的服务，以实地考察、模型设计和提出方案的流程为校园匹配合适的建设改造方案，降低学校的建设成本，促进虚拟现实与学前教育课堂的融合。

4.3 基层虚拟现实教育的开展建设

为推进教育现代化开展虚拟现实教学课堂，需要加强基层教育的建设。第一，幼儿园要有推进教育现代化的觉悟和决心，积极学习和引入数字化教学的模式，加强幼儿园在虚拟现实教育课堂建设的财政投入，推进虚拟现实与学前教育的融合进程，促进幼儿教育的发展。第二，加强教师的培训，聘请专业的虚拟现实工作人员为教师进行技能培训，针对基于虚拟现实的教学课堂的实际操作需求和场景构建方法进行系统性培训学习，以更好地利用虚拟现实技术开展教学工作，提高教学的质量和效率。第三，优化教学内容和教学模式，随着新技术的引入，传统的教育模式亟须改变。教研组和基层教师需要根据幼儿的行为学习模式和虚拟现实教学特点设计适合幼儿学习的教学模式，并重新设计教学内容，利用虚拟现实技术的沉浸性、多感知性等特点，加强教学内容的学习体验，激发幼儿学习的兴趣和热情。第四，教师和家长要时刻关注幼儿的身心健康发展，不能过度依赖数字化教学数据而忽视幼儿潜在的心理健康问题，同时需要加强对幼儿的信息设备使用教育，避免产生过度沉迷虚拟现实的情况，影响幼儿的现实教育发展。