虚实融合的混合式学习空间模型应用研究

摘要：本文针对当前虚拟现实和混合现实环境下学习空间的现状，研究分析了混合现实环境下如何构建混合式学习空间模型，提出了一种虚实融合式学习空间模型，实现了基于混合现实的混合学习空间内多人交互的可视化教学。

关键词：混合式学习空间；虚实融合；沉浸式学习

漆江艳（1986-），女，湖南株洲，硕士，研究方向：大学英语教学及职业教育。

一、引言

近年来，虚拟现实和混合现实技术的快速发展为教育领域带来了革命性变化。基于虚拟现实技术的教学辅助工具和技术已广泛应用于在线教育中。而在混合现实环境下，以混合式学习为核心的教学方式逐渐成为当今教育研究的热点领域。本文旨在探讨如何在混合现实环境中构建混合式学习空间模型及相关教学应用，并对相关问题进行深入探讨。

二、研究背景

学习空间是一个历久弥新的话题，随着智慧教育与信息技术的发展，学习空间设计越来越打破了传统教与学的时间与空间限制。未来学习空间通过技术与设备的支持，将物理空间和虚拟空间相连接，助力学习者突破学校围墙的限制，开展各种自主、灵活、个性化的学习活动。在世界各国对于未来学习形态积极地探索中涌现出一批极具特色和想象力的未来学校，它们通过可见和不可见的空间设计让学习真实发生，让面向未来的教育走进现实。与此同时，大学学习因其专业性强、知识面广、活动丰富、学习时间灵活但也相对零碎等特点使其对虚实融合的混合式学习空间有更加迫切的需求。

本研究从构建混合现实环境下的混合式学习空间模型入手，设计了一种结合混合现实系统的学习氛围空间。该空间以智慧校园平台为基础，整合了多个教育技术系统以支持教育应用的开发。在混合式学习环境中，学生被分组并分配相应任务，通过在该空间完成任务并获得奖励来激励学生。

三、国内外研究现状

“所谓混合式学习就是要把传统学习方式的优势和网络化学习的优势结合起来，也就是说，既要发挥教师引导、启发、监控教学过程的主导作用，又要充分体现学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。（何克抗，2018）”在当今网络技术高速发展的時代背景下，混合式学习方式即：课前通过画质、音质、现场感超强的优质微课视频和PPT完成知识内化过程中的“接纳”；课上借助移动互联网+SP （智能手机）达到提出问题、讨论问题、解决问题、评估测试和及时反馈的效果，完成知识内化过程中的“吸收”；课后运用线上和线下多种学习和交流工具完整记录学习过程、详细分析学习效果，促使学习自主化、精细化、社会化，最终完成知识内化过程中“合并”的整个过程。随着科技的发展，越来越多的学生希望能够获得更加高效和真实的学习体验。通过对国内外混合现实技术和混合现实环境的研究现状进行分析，并结合对国内教育改革和未来社会人才需求分析，提出了混合式学习空间的概念。混合式学习空间模型是混合现实技术在教育领域中的应用，通过将虚拟信息与学习空间融合起来，实现虚拟环境与学习环境的深度融合。在虚拟现实环境下，利用信息化技术进行教学可以帮助学生有效利用自身的学习资源和能力，同时还能为学生提供对学习内容实时的视觉、听觉等多种感官输入。《未来学校学习空间蓝皮书》中梳理了五类典型的空间设计，包括不同类型的教室空间、过渡空间如走廊和屋顶、绿色空间在“亲自然”理念下的应用、不同类型的网络空间以及丰富多元的非正式学习空间。

四、混合式学习空间的构建

根据混合现实技术的特点，结合当前教育信息化发展情况以及对学习应用需求，在智慧校园基础上设计并构建了一种基于混合现实技术进行可视化教学和沉浸式学习的混合式学习空间模型（图1）。

（一）智慧场馆学习空间

场馆学习空间主要的设计对象是校园亭台楼阁等物理环境。在本研究中，重点关注的是院系文化走廊、学生宿舍以及校园“软装”。

院系的文化走廊所代表整个院系的特色。然而，大部分高等院校的院系文化走廊通常只展示专业介绍和党建学习资料，相对呆板无趣，无法吸引学生的注意力，更难以激发学生的学习积极性。因此，在设计院系文化走廊的学习空间设时，需要兼顾院系特点与学生的需求。专业介绍板块形式可以更加灵活，内容上也可以更加丰富。比如，在千篇一律的“学院概况－专业设置－教学科研”介绍中增加一些亮点，比如使用专业术语、引用行业巨人的经验和分享一些专业故事等装饰楼梯墙面。因为记叙文的文字相对说明性文字更能打动人的情感。此外，根据学生学习空间设计需求的调查，希望院系文化走廊模块可以不断更新，以保持新鲜感并能够提供更多知识。这意味着院系文化走廊的设计在内容上要全新，在形式上需要配备电子终端。比如车辆工程学院的文化走廊，不仅可以把世界及中国知名汽车品牌的标志永久镌刻，还可以把汽车发展史、中国汽车人和他们的故事等汽车文化常识、汽车基本构造、运行原理等较高深汽车知识理论以及汽车购置与二手车买卖等实用性极强的操作知识按一定的时间规律借助校园智慧平台进行滚动播放，让学生在潜移默化中了解甚至掌握汽车相关知识，为学好专业打下厚重基础。

学生宿舍属于半隐私的休闲生活区域，如果设计过于刻意强调整齐划一的风格，会给学生带来压抑感，进而让他们对宿舍设计感到反感。因此，激发学生的设计主动性在这一区域变得非常重要。通过活动来带动学生的行动。在每个学期入学初期，学生工作处倡议全体学生进行“寝室设计大比拼”，要求凸显专业特色，内容经常更新，形式由学生自主选择。此外，鼓励具有特色的宿舍进行经验交流，展示“样板间”；奖励表现出色的院系和宿舍，树立榜样；积累足够的正反馈素材，形成校园文化建设的传统项目。

校园软装指的是校园环境设计，包括布局、命名等，一方面要有整体性，另一方面要有特色。对于前者，在命名方面要么都是简单易懂型的，比如以院系名来命名院系大楼——信息工程学院院系楼就可直接命名为“信工楼”，让人一目了然；或者根据其特点进行较有意蕴的命名，但也是能让人能够理解并能会意一笑的——通往艺术楼的路可以命名为“T大道”；信息工程学院院系楼称为“未来云”而非让人丈二和尚—摸不着头脑的“智慧路”“求是楼”；或者根据学生主要的用途进行命名——校园内各种大大小小的亭子可以命名为“英语广角亭”“怡情亭”“怀梦亭”等，让大部分人都能迅速记住，并广泛推广。对于后者，在特色凸显方面可以指校园环境设计呈现学校整体特色，比如湖南汽车工程职业学院的汽车文化馆设计以汽车发展为轴为师生展开一幅汽车“画卷”；也可呈现校园文化设计板块特色，比如教学楼区域设计的文化主题聚焦于课程设计、研究热点；宿舍餐厅区域的文化主题聚焦于时事政治、社会发展趋势等；其他场馆区域的文化主题以校史、地方志为主。

（二）智慧虚拟学习空间

虚拟学习空间主要指线上学习空间，比如课程资源库、数字化教学等技术和平台的加持。将虚拟现实技术和计算机图形图像处理技术融合在一起，通过对虚拟现实技术与计算机图形图像处理技术的综合应用，形成了一种可对教学过程进行可视化、实时化、交互化等多种形式教学应用。并实现可视化教学功能的学习空间模型。本研究中的虚拟学习空间重点聚焦于智慧课程资源库、数字化教学平台以及人工智能与教学评价的研究与建设。

课程资源库是一个熟悉的话题，比如国家级精品课程资源库因其丰富的资源而打破学校原有壁垒，使得知识传播没有了门槛。智慧课程资源库在现有或新建资源库的基础上融入智能化技术，使其更加灵活和人性化。比如大学英语课程资源库借助大数据技术，根据学生的线上学习痕迹（答题失误率、学习进度等），个性化地推送自主学习资源。另一方面，学生可以根据自己的学习程度选择检测项目，如能顺利通过，则可进入下一阶段的学习。

数字化教学平台最大的特点是即时性，教师在教学全过程中能随时捕捉到学生的学习盲区，教学不再是满堂灌。比如在大学英语课程的备课环节，教师通过学生的课前自主学习了解到学生新单词掌握情况以及对于即将要讨论的话题的理解程度，从而及时调整教学节奏，使教学设计更加符合学生需求；在线下课堂教学实施过程中，教师的实时推题以及学生通过电子终端留下的“疑问”“留白”“争议”等记号让教师随时了解学生的关注度，从而对教学有的放矢；在课后拓展环节不再拘泥于抄单词，编对话等伏案作业，数字化教学平台的出现让作业形式多元化，比如视频作业、调研报告等，让英语学习更加实用、有趣、有挑战。

人工智能+教学评价机制让学生的学习更富有主动性。一方面，人工智能+教学评价机制让以往形式化教学评价变得客观、真实。教学评价管理者可利用人工智能技术和大数据分析技术，对师生数量、资源访问数量、运行课程数量、学生浏览路径、师生互动次数、资源建设数量等数据进行挖掘和分析，及时向管理者和一线教师反馈教学质量问题。根据数据处理和分析结果，虚拟学习空间智慧化通过将在线学习环境进行设计、搭建，形成一个基于混合现实和虚拟技术的虚实融合学习空间，帮助学生更好地体验混合现实环境中学习。同时为了提高该混合式学习空间的应用效果，利用了虚实融合来达到提升空间用户体验感和增加参与度等目的。

五、虚实融合的混合学习空间案例分析与应用实践

案例：《大学英语课程思政实施》

（一）学习空间建设

物理空间建设主要涉及校史馆、文化馆、“校园之星”宣传栏、宣传广播节目以及院系及校团委组织的“党建宣讲”活动等。校史馆中布置的内容涵盖学校建校史、发展史；职业教育的发展历程与未来发展趋势以及学校特色文化传统等。文化馆的设计包括内容涵盖全国经典红色文化浓缩；上下五千年历史脉络；职教发展故事等。

虚拟空间建设主要涉及大学英语课程思政资源库的建设。在内容方面，大学英语课程思政是以“新课标”中明确提出的学科核心素养为学科育人价值之根本，以“进一步促进学生英语学科核心素养发展同时，加强培养具有中国情怀、国际视野，能够在生活和职场中用英语进行有效沟通的高素质技术技能人才”为目标；从人文底蕴、职业规划、职业精神、社会责任、科学技术、文化交流、生态环境以及职场环境八个专题挖掘大学英语课程思政。

（二）混合式学习空间应用：“职场态度”阅读课

1.课前在线学习

开放讨论：资源库定时向所有学生推送3条必看资源及其他选看资源链接，要求学生讨论。了解学生的思想动态，引导其对未来认真思考，对现状深入反思。

自主学习：根据微课进行词汇拼读与理解学习，完成相应练习.微课中的词汇讲解与举例将会以职场常用情境为背景，进行引导。

独立思索：依据教师推送完成预习，并思考：教师的出发点和落脚点是什么？其价值观导向是什么？鼓励学生养成良好的学习习惯，培养学生独立思考的能力。

2.课中教学实施

Thinking map 串联线下文本阅读：

教师提供词汇与表达应用场景，比如完形填空练习、造句、翻译等形式，检测巩固课前自主学习成效。

阅读反馈：以小组为单位陈述阅读过程及阅读感想，比如采用哪一种“Thinking map”图进行阅读文本分析？且分组呈现内容结构图及引导的价值观倾向。根据文本内容引导学生主动思考：正确的职业态度应该指什么？踏实肯干、创新创造、始终如一。

应用提升：通过“提问法”引导学生联系自己的专业、自己的理想工作，运用恰当的英语进行“职业态度”的阐述.基于文本而又高于文本的提问引导学生提炼这次课的“价值观”主题，并对“职业梦”具象化，联系现状，深思未来。

3.课后拓展练习

尝试应用：教师針对不同层次学生推送拓展阅读素材，要求学生利用本次课中的“Tree map”进行文本分析及内容呈现，熟悉巩固同类型文本的阅读思路，提高阅读能力。

成效测试：推送本次课的单元小测，包括语法练习、词汇巩固、阅读理解、单句单段小练等。通过知识测验，巩固所学语言知识，同时反馈学习效果。讲练结合的形式，让学生有输入，能输出。

总结收获：推送“党建宣讲”小视频，要求学生以小组为单位，模拟宣讲场景，结合对“职业态度”的所学所悟，拍摄小组“宣讲小视频”，既总结课堂所学，又为本单元实践课进行了铺垫。

六、结束语

在混合式学习空间应用全过程中，提供精品网络课程。将课程思政等改革成果动态更新到校级”《大学英语》网络课程中，方便学生进行自主学习。利用“智课堂”平台和学校智慧教室，采用PPT、计算机辅助教学软件等多种形式进行教学，并在线开展测试、作业、笔记、讨论等活动；从课程本身、实践活动和社会反馈三个维度，采用基于大数据平台“学习报告”进行诊断性评价，形成性评价通过“成长画像”累计活动参与积分来衡量，终结性评价则使用“反馈分析”来计算成长赋能效益，从而构建多模态评价模型。

作者单位：漆江艳 湖南汽车工程职业学院

参  考  文  献

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