【专题十九】助力在线课程： VR让学生爱上课堂

编者按

连日来，新型冠状病毒感染的肺炎疫情牵动着全国人民的心。

思想家管子曾说：心安则国安，心治则国治。

科学防控疫情，既需要医学的手段，也需要心理学的方法。

浙江大学心理系以理观心公众号拟刊发《保持积极心态，守护身心健康》系列短文，以飨读者。

同心协力，众志成城。

抗击疫情，我们与你在一起。

       虽然居家学习的困难每个假期都有，但此次疫情将这个问题推向了高点。

       为应对疫情防控给中小学带来的挑战，全国各地纷纷倡导“停课不停学”，开始逐步开展在线教育。在获得爆发性关注的同时，在线教育也暴露出很多的问题，一时间让学生、家长、老师都焦头烂额。

       为什么学生在线学习的效率不高？在线学习和学校学习有什么区别？让我们从个体学习规律的角度来看看，究竟有哪几方面的影响因素。

01

学习环境变了

      你的行为往往会受到环境的影响，甚至你自己都意识不到（Smith & Vela, 2009）。你可能会觉得在单位就有上班的感觉，但在家就莫名地想做一只咸鱼。这种环境带来的影响在心理学上被称为“情境效应”。在一个环境中习惯了做一件事，要突然改变还是挺难的。这个环境不仅包括整体的陈设和氛围，还包括个人每日的作息和社会交际。因此在家难以学习，环境要“背锅”。

02

学习动机变了

       学习效果往往与学习动机有关，学习动机可分为内部动机和外部动机。在学校有老师监督的情况下，很多学生的学习动机主要来自外部，简单来说是避免惩罚、获得更多奖励。而在家的在线学习缺少统一严格的管理，在外部动机缺失的情况下，主要得通过内部动机，也就是“我需要、我想学”这种内在的激励来促进学习。这也是为什么网课相对来说更适合大学生和自觉学习的孩子，因为他们更能在没有外部奖励的情况下，进行自我激励。

03

学习方式变了

      同样的教学内容，不同的教学方式带来的效果常常是天差地别。看视频和在教室里上课有一个很大的区别，就在于有效的互动变少了。受到条件的限制，老师没法观察每个学生的状态，给予及时的反馈。而互动是提高学生学习沉浸感的重要途经，能让学生有参与感，并投入更多的认知资源，从而提高学习效率。同时，多感官的参与往往也能更好地加强记忆。

      通过定位这些影响学习效率的“病毒”，以视频为主导的在线教育也提出了很多解决方案，如加入在线的问答和互动，建立奖惩机制等等。但目前来看这些措施和真实课堂的效果还是有很大差距，要是……能在家里给我一个定制的“课堂”就好了！

     想象一下，当你在课本上或演示文档（PPT）上学习第二次世界大战的历史，你能在多大程度上投入其中并记住相关内容？但，如果让你亲历这段历史，以第一人称视角去经历这段历史中的重大事件，想必你一定终生难忘。

      这绝不是幻想，虚拟现实（Virtual Reality, VR）技术正具有打造这种课堂的能力。VR技术以其跨越时空、沉浸式体验等特点，为更具真实感、体验感、个性化的在线课堂提供可能。但VR技术是否能解决前面提出的这些学习问题呢？心理科学家们从多个维度对VR环境中的学习效果进行了评估。

沉浸式课堂环境

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      要让学生感受到“课堂”环境，VR中的视觉体验需要足够“真实”。VR和传统的3D设备最大的不同点，就在于沉浸式的体验。在VR的研究中，用“临境感”这个指标来评价VR使用者的主观感受——在多大程度上，VR用户感觉自己身处VR环境之中（感觉自己身处另一个空间，与肉体所处的环境失去了联系）。临境感常用问卷或者某些生理指标来测量，如被试在VR 中体验站在一个非常深的虚拟坑的边缘的感受（Usoh et al., 1999），如果被试在虚拟场景中表现出的某些生理指标与在类似的真实场景中应该出现的生理指标一致，就可以推测该场景的临境感较强。学生进入临境感很强的VR教室中，就如同置身熟悉的学习环境，可以更快地进入学习状态。

提高学习动机

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     研究显示，VR 可以提高儿童的学习动机水平。哈里斯和里德（Harris & Reid, 2005）以 8—12 岁的大脑麻痹儿童（这类儿童受疾病影响，做事情的动机水平普遍较低）作为研究对象，通过实时摄像和动作捕捉技术，让儿童在大屏幕上以第三人称的视角看到虚拟世界中的自己。研究者用“儿童动机问卷” （Pediatric Volitional Questionnaire，简称PVQ）评估其动机水平，结果显示，一半以上的VR游戏能让儿童的动机得分提升到3分以上（3.62分以上就算高动机水平），而那些包含挑战性、可变性和竞争性元素的VR游戏对动机水平提升的促进作用更显著。不仅是儿童，在医科大学生专业技能的学习中，也观察到VR对动机水平的积极影响（Nicholson et al., 2006; Huang, Rauch & Liaw, 2010）。

丰富的交互体验

03

      VR凭借其越来越符合人体工学的交互设备，为更加真实丰富的交互提供可能。心理学的研究者们则关心，这种更具真实感的交互究竟会对学习产生什么样的影响？研究者们开发了一套可以在虚拟世界中互动的学习系统——虚拟现实互动合作学习系统（collaborative learning environment with virtual-reality，简称CLEV-R）。该系统完全建立在VR环境中，为学生、导师和同伴提供了多种互动途径，包括文本聊天、语音通信和网络摄像3D 投影环境等。这个虚拟环境模拟了一个真正的大学，包含讲堂、会议室和可以用来自由交谈的非正式区域。在这个虚拟环境中，只需要提供相应的课程，任何教学内容都可以通过该系统学习。莫纳罕等人（Monahan, Mcardle & Bertolotto, 2008）的研究对CLEV—R系统是否会在学习体验、社会互动等方面对学生产生积极作用进行了探讨，并发现这套系统增加了学生在互动过程中的参与感与存在感，增加了社会互动的活力。

       在疫情防控期间，以视频为主导的在线教育在为学校教育补位方面起到了不容小觑的作用。大众看到了在线教育的优势和更多的可能性，同时也看到了在线教育所存在的不少问题。面对这一挑战，我们不仅应该调整好心态（推荐阅读01），也应该认识到在线学习与学校学习的差异所在（推荐阅读02），并积极采取应对措施。

       虽然VR技术离真正实现全民普及，还面临着成本问题和部分技术难题的挑战，但其不可小觑的优势，将成为未来实现全民优质教育的有力臂膀。

推荐阅读

参考文献

Harris, K., & Reid, D. (2005). The influence of virtual reality play on children's motivation. Canadian journal of occupational therapy, 72(1), 21-29.

Huang, H. M., Rauch, U., & Liaw, S. S. (2010). Investigating learners’ attitudes toward virtual reality learning environments: Based on a constructivist approach. Computers & Education, 55(3), 1171-1182.

Monahan, T., McArdle, G., & Bertolotto, M. (2008). Virtual reality for collaborative e-learning. Computers & Education, 50(4), 1339-1353.

Nicholson, D. T., Chalk, C., Funnell, W. R. J., & Daniel, S. J. (2006). Can virtual reality improve anatomy education? A randomised controlled study of a computer‐generated three‐dimensional anatomical ear model. Medical education, 40(11), 1081-1087.

Smith, S. M., & Vela, E. (2001). Environmental context-dependent memory: A review and meta-analysis. Psychonomic bulletin & review, 8(2), 203-220.

Usoh, M., Arthur, K., Whitton, M. C., Bastos, R., Steed, A., Slater, M., & Brooks Jr, F. P. (1999, July). Walking> walking-in-place> flying, in virtual environments. In Proceedings of the 26th annual conference on Computer graphics and interactive techniques (pp. 359-364).

浙江大学心理与行为科学系. (2018). 身临其境:那些被VR影响的心灵,身体与社会

文/严晨毓

浙江大学心理与行为科学系

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