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高校开展生存类课程的意义及具体实施方案
——结合VR情景教学
摘要:生存教育和我们的生命息息相关,它也是我们人生中不可缺少的一部分。高校的教育环境为我们提供了生存教育基础保障。目前VR技术逐渐成熟,我们能够借助VR设备将生存教育相结合,采用情景化的语言引导并进行感悟,用最直观的视觉冲击来提升我们对生存教育的认知。VR技术+生存教育研究结果表明:
生存教育不再受时空的约束;课程变得更加的生动和直观;有效提升学生学习的主动性和积极性。
VR课堂采用的三维沉浸式教学,构造真实的虚拟场景,将学生放置到虚拟的世界,使其在极端的环境下去学习如何正确的保护自己。
通过VR+生存教育课堂,学习在不同的恶劣环境下,学会正确的生存技能,使学生更加清晰的认识生存教育的重要性。
关键词:生存教育;VR技术;高校教育改革
第一章 前言
随着我国高等教育事业的快速发展,近十年来,全国大学生人数增长近四百万,大学生现阶段正处于知识、能力快速储备阶段,安全防范意识普遍较弱,这也导致了高校安全事故频发。高校安全事故的发生不仅会给大学生带来身体、心理上的伤害,还会给学校、社会造成重大的损失。
高校开展生存类课程可以通过教育的手段突破我国体育课程长期以来形成的一种封闭式格局,而且丰富和完善了我国高校体育课程。满足高校体育向“多项选择”方向改革的需要,对促进大学生身体素质全面发展体系具有重要意义。生存生活训练作为一种全新的教育理念已被引进高校课堂,这不仅符合现代教育观,同时也是实现教学目标的有效手段之一。
VR技术+生存教育在形式上推动教育的改革,VR课堂采用的三维沉浸式教学,构造真实的虚拟场景,身临其境的感知和探索,使其在极端的环境下去学习如何正确的保护自己。
1.1研究意义
生存教育就是通过开展一系列与生命保护和社会生存有关的教育活动和社会实践活动,向受教育者系统传授生存的知识和经验,有目的、有计划地培养学生的生存意识、生存能力和生存态度,树立科学的生存价值观,从而促进个性自由全面健康发展,实现人与自然的和谐统一的过程。但是传统的教学方式与教学手段多是进行口头讲述,忽略了学生的身心发展特点以及主观能动性。本研究将VR技术运用到生存教育当中,致力于改善传统的生存教育教学[1]现状,并且为今后的VR技术与生存教育的融合提供一定借鉴。以下是本研究的两大意义:
(1)引用虚拟技术可以弥补生存类课程在传统课堂教学方面的不足,空间想象、思维构建、情景创设上可以得到明显改善。VR技术+生存教育在形式上也是推动教育的改革,为传统课堂注入一股新的生命活力,VR的趣味性、沉浸感,可以将枯燥乏味的生存安全知识以生动有趣的方式呈现给学生,提高学生的积极性,学生在虚拟现实中进行自主性和探究性的学习,这能够在一定程度上解决传统的教学问题。
(2)通过查阅相关文献资料了解到国内甚至国外开展生存类课程的高校较少。因此,本研究将VR技术与生存教育教学进行有效的融合,能够为VR技术在生存类课程上的应用提供参考。
第二章 研究背景
2.1生存教育课堂教育不足
当代社会的快速发展使人们的生活水平不断提高,从吃饱穿暖到开始享受生活,人民美好意愿不断满足,但却缺少了对生命的敬畏,对生存教育的意识微乎其微,尤其涉及到青少年儿童阶段,面对溺水、火灾、等各种突发的意外事件无法合理科学的处理,从而产生损失或危及人身安全,而在我国仅有极少数的大学开展了有户外生存课(例如:北京大学,大同大学体育学院,同济大学等)并且具有极大的局限性,他们这些学校只开展了有关户外生存[2]的课程,如:野炊,搭帐篷等简单的课程。局限性非常大,无法真正学习技能面对生活中的意外。据统计我国因自然灾害、事故灾难、公共卫生和社会安全等突发事件每年造成的非正常死亡人数超过20万。在这一系列的危险事故中,绝大多数人由于紧张、害怕等情绪使得自己不能有效的去自我“拯救”。大约有95%的人根本不懂得如何自救,无法抓住“黄金时间”来有效自救,导致生还率低。经我组研究调查,当代学生生存教育的不足为以下几方面:
(1)缺少生存教育的科普
在中国式教育体系下,学生从小对生存安全意识极度缺乏,遇到突发意外事件手足无措无法处理,没有科学的求生技能。
改为软件设施不足
绝大多数学校没有关于VR技术指导老师,我们需要请VR专业技术人员给我们普及基础理论知识,进行技术指导。并且学校没有VR设备,我们需要与VR安全体验馆进行合作,借助他们已有的设备。
(3)硬件设施的不完善
VR课堂的硬件设施不配套是个关键问题,想要把真实的灾难场景模拟出来,我们需要高造价的超清显示屏幕和配套的V R眼镜,同时随着生存课堂的不断发展和实践,还会产生技术设备的维修费用、专业人员的教育费用、场地设施的更换等问题,在此问题的基础上,很多学校会望而却步,从而阻止了生存教育课堂的发展。
2.2 VR技术革新教育方式
飞速发展的时代,我们的生存教育课堂选择与VR虚拟技术相结合,在VR这个虚拟的世界里,使用者可以开发自己的想象,让思维在虚拟世界里驰骋,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的,从而提高自己对生存技能的认识。在课堂上结合VR虚拟技术可以与各年龄段的学生相匹配做出不同的对策,如儿童的注意力不集中喜欢玩游戏,那么可以把课堂内容以生存小游戏的形式呈现,而青少年喜欢带有思考的深度课堂,课堂上可以与专业的相关人士结合,从生存技能的底层逻辑入手,让学生产生思考加重注意力,到了大学,我们将注重实践活动,明白了生存技能的理论后,大量进行实践操作,让学生真切的感受到掌握新能力的感觉。很多常规的生存教育只局限于理论的讲述,无法给学生带来想象空间,不能产生感、知、听、视觉的反馈,结合V R虚拟技术后,能够有效解决此问题,借VR虚拟技术模拟灾难场景,让学生对生命产生敬畏,对灾难产生危机感,从而主动学习,以达到教学目标。
2.3 VR教育教学研究现状
虚拟现实技术(VR)最早出现于二十世纪六十年代的美国,美国还有许多关于研究虚拟现实技术的研究室。美国在二十世纪九十年代首次将虚拟现实技术用于教育教学,美国研究人员将虚拟现实技术引入基础教育和高等教育[3],开展了全球变化、细胞生物学、虚拟大猩猩展览等多个教育教学项目。美国为了提高职前教师的教育教学能力,还将虚拟现实技术引入了教师的教育教学领域,其历程大致经历了虚拟学校、第二人生、混合现实教学实训系统这三个阶段。美国的研究人员发现职前教师到学校实习对学校的正常教学有一定的干扰,为了给职前教师提供一个便于实习的场地并且不会影响学校的正常教学,2008年中佛里达大学开发了混合现实教学实训系统(Teach Live)[4],该系统可以通过虚拟现实技术模拟一个真实的课堂教学场景,所以教师通过它不用前往学校进行实习就可以进行具体的教学内容、教学方法以及课堂管理技巧等方面的教学实习。
国内的虚拟现实技术相较于国外而言起步晚,发展历程短,目前尚处于起步发展阶段,但是在近几年发展迅猛。国家教育部、国家发改委也是相继印发《智能硬件产业创新发展转向行动(2016-2018年)》
《2017年教育化工作要点》《关于实施卓越教师培养计划2.0的意见》《关于发展数字经济稳定并扩大就业的指导意见》《教师教育振兴行动计划(2018-2022年)》五大关于VR教育的政策以此来支持VR教育的发展。自从2016年VR市场爆发以来,科骏、微视酷、亚泰盛世等企业也是纷纷布局VR教育市场,这也在很大程度上促进了VR教育的发展。但是国内对VR教育的研究仍然比较浅显,其研究取得一定成效的更是屈指可数。
2.4 VR教育教学实施现状
在国外,虚拟现实技术在教育领域已经有了较多的尝试,其中也有取得不错的成果。为了让学生可以更好地通过虚拟现实技术学习牙科、骨科、兽医、物理治疗和护理等学科,美国加州健康科学西部大学(波莫纳)在2015年开设了一个首开先河的虚拟现实技术学习中心,该虚拟现实技术学习中心目前有四个不同的虚拟现实技术:两个zSpace显示屏,Anatomage虚拟解剖台,Oculus Rift和iPad上的斯坦福大学解剖。美国健康科学西部大学的副院长Robert W.Hasel表示虚拟现实技术可以让解剖课教师能够让学生查看和与解剖人体互动教学,这是从来没有过的教学方式。相较于发达国家,我国虚拟现实技术的开发和应用还存在着很大的差距,但是近几年我国的虚拟现实技术发展迅猛,也在其中取得一定的成就。上海交通大学、复旦大学、广州暨南大学、华中理工大学等高校开发了一批虚拟仪器系统用于教学,其中华中理工大学机械学院工程检测实验室将其虚拟实验室所取得的成果放在互联网上公开展示,供远程教育使用。虽然虚拟现实技术在我国的教育教学中有所应用,但是由于缺乏虚拟现实技术人才,技术尚不成熟,导致虚拟现实技术在我国教育教学中的应用仅仅局限在高校的研究探索性教学,普及应用程度还远远不够。
第三章 VR教学应用模式构建
3.1 VR+生存教学相结合的有效分析
生存教育是一切教育的前提。对于如何有效开展生存教育,值的我们去深思和探讨。将VR技术带入到我们的生存教育课堂中,有利于使我们解决现实生活中关于生存教育的问题。根据构建出VR+生存教育模式,我们对于传统的教育手段有更明显的优势,主要呈现在以下几个方面:
(1)体验极端环境
生活中不易发生的灾难场景能够通过VR虚拟模拟来实现,例如“地震”、“火灾”、“洪灾”等。通过利用VR虚拟模拟场景的构建,使学生能够感受到灾难给学生带来的危险。VR虚拟场景的构建,能够将我们带入相应的场景中,比如在“VR模拟火灾场景”中,学生可以亲身去感受到火灾的危险,并且再运用已经学习过的火灾逃生方法。如果在现实中不幸发生类似的灾难场景,学生也能够对此迅速的作出相应反应。通过VR+生存教育模式构建,大大拓宽学生的知识面,提高对学习的兴趣。
(2)学习和运用生存技能
VR+生存教育模式的构建,将教育方式进行了改革,学生拥有一个全新的学习方式,学习过程生动有趣,学生对学习产生极高的兴趣,在这种模式下,学生不仅能够学习到生存技能,还能够在VR模拟场景中运用出来,锻炼学生在灾难场景中应对的能力。VR+生存教育模式,对于未来教育发展有重要的作用和意义。
(3)构建逼真的场景
VR虚拟能够创造出一个逼真的灾难场景[5],将抽象具体化,实现形象化教学。让学生能够身临其境融入场景中,带入自己的本体感受,在这种环境中更加有利于知识的学习。VR模拟为学生构建出逼真的场景,让学生从第三视角转化为第一视角,让学生感觉自己就在真实的场景中,给学生带来听觉、视觉、感觉上的刺激。
(4)降低教育成本
将VR技术运用于生存教育中,能够有效的降低教育成本,并且还能够避免风险。节约成本通常在设备、场地、经费等限制。利用VR,学生在课堂上就可以进行生存技能的学习,获得在真实场景中学习一样的体会。在保证教学效果的前提下,极大的节约成本。例如:VR+火灾模拟场景中,避免了学生因为失误而造成的严重事故。通过VR技术,将传统的“接受式”转变为“自主探索式”,不仅节约教育成本,还大大提高了学生的学习积极性。
3.2 VR与生存教育课堂框架构建
我们开展生存教育基本上借助VR设备,在VR环境中开展生存教育,利用教学资源和设备,先创设VR环境,提出问题和确定问题,让学生们带着问题进行思考和探索。整个教学的流程为:创设场景-确定问题-理论讲解-操作演示-开始探索-得到结论-评价反思。
(1)创设环境
创设出不同场景场景,为课堂进行提供有力的保障,使学生提高学习的兴趣,为接下来的环节开展打下基础。
(2)确定问题
创设出的场景与问题紧密相连。学生带着问题去学习和思考。
(3)理论讲解
理论讲解是为了更好的实践,让学生提前了解在火灾、地震等灾难中如何自救,让学生能够为接下来演示实践提供理论保障。
(4)操作演示
学生在带上VR设备开始前,先由老师对VR设备的使用进行讲解,并且进行操作演示,以及在虚拟的场景中逃生步骤的演示。
(5)开始探索
学生借助VR设备进入虚拟的场景开始体验和探索,在学生探索的过程中,老师应在一旁进行辅助教学,使得学生有更好的体验。
(6)得到结论
在所有同学探索结束以后,老师将同学们分组进行体验交流,最终由每个小组组长对此次课程体验进行总结。
(7)评价反思
课堂结束以后,老师对本节课进行总结,为以后更好的VR+生存教育相结合的课堂实施,提高教学水平。
第四章 总结与期望
4.1 研究结论
本课题研究如何将VR+生存教育模式相结合,针对各高校开展生存教育现状,利用VR技术的优势,在分析整体的教学模式与学习流程的基础上,构建出VR+生存教育课堂应用的新模式。从VR课堂应用模式到课堂模式框架的构建,都是为VR教学实际探索提高理论基础和引导方向。
本文分析了高校开展生存教育课的缺乏以及可以结合VR模拟火灾场景逃生步骤,总结出VR技术与生存教育课堂结合的基本模式。其结论如下几点:
VR+生存教育课相结合能够提高学生的学习兴趣,改变了传统教育模式的弊端。并且利用VR设备构建出生活中不易出现的场景,拓宽了学生的知识面,提高了学生综合素质。
在VR+生存教育与课堂相结合,选择合适的VR教学资源,使教学变得更加生动形象,提高教学质量。
VR+生存教育课堂相结合,需要创设出相其对应的灾难场景进行教学,在这种教学的模式下有序的实施教学方法。
本课题总结的课堂应用模式及教学实施的可行性方案,为真正实现VR+生存教育课堂发展奠定坚实的理论基础。
4.2 研究不足
在VR+生存教育课堂模式的构建中,首先,我们需要创设出特定的场景,所有的教学都在该场景完成,对如何高效的开展教学仍有待思考。其次,如何选择VR教学资源,不仅需要VR教育内容,还需要有课本作为理论基础,我们需要对两者进行分析,得出结合实际的融合方案。然后,传统的评价考核不能作为VR技术下的评价考核,需要重修定制出一份有效关于VR+生存教育课堂的评价考核标准。最后,VR教育系统还未完善,无法建立大容量的资源库。VR设备主要是通过对图像进行处理,然后通过从人体接受过来的感官信号对图像进行变换,利用显示设备展现出三维立体影像。同时我们对于完善的VR设备现实教学而言,它不仅要导入一种生存技能的全部理论知识点和建立三维模拟场景,还包括学生的学习记录,学生查询的相关资源等。因此,VR教育系统必须要建立一一个大容量的资源库,但是目前对于一般的高校而言还未曾满足。
4.3 未来期望
随着国家教育现代化的发展,VR技术的不断发展,传统的教育方式终究会进行全面的革新。科技的快速发展会使VR设备越来越普及,并且VR设备的功能也会越来越多样性。因此VR+生存教育教学的结合将改变传统的课堂教学方式,促进课堂教学效果的提升,推行素质教育,进行课程改革。
参考文献:
[1]陈阳,付华.VR视域下沉浸式大学生安全教育的思考[J].办公自动化,2021,26(08):53-54+13.
[2]杨林.户外生存教育在高校体育教学中的运用[J].陕西教育(高教),2017,(01):41+43.
[3]谢婷玲.虚拟现实VR技术在教学资源可视化中的应用[J].电子技术,2022,51(07):310-312.
[4]曹彦杰.虚拟现实技术在美国教师教育中的应用研究——以中佛罗里达大学为例[J].比较教育研究,2017,39(06):93-102.
[5]段晔.灾难逃生VR大作《SURVIVOR VR》登陆Steam平台[J].计算机与网络,2017,43(14):20.
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