科学世界一共包含了三个空间: 牛顿世界,磁场世界,和电极世界。很明显,这是中学物理里的三个方面。
拿牛顿世界来说,孩子们头戴虚拟现实设备,从视觉、听觉和触觉方面直观感觉力学世界,并且好像游戏一样可以和各种力互动,体验力不同变化产生的效果。
这就是沉浸式的学习,它让学习者成为这个场景/现象的一部分,学习者可以脑洞大开地和场景互动,体验由此产生的变化,从而学习各种原理。
想一下,当我们刚上初中时,老师和你说 ‘假设重力和摩擦力不存在,一个物体撞击以速度x撞击墙面的反弹力速度是多少’,你是什么样的感觉?
是不是得画个力学图琢磨一下。而现在,孩子们可以在虚拟世界里体验不同力的组合带来的即时效果,把枯燥的力学画图变成栩栩如生的实验,或者说另一个世界。
甚至这个体验可以反过来。孩子自己创造了个球撞击墙面,在没有重力摩擦力的世界里,结果球以相同的速度反弹了回来越漂越远,在满脑子的‘卧槽球怎么跑没了’的疑问中,学习背后的原理。
这种在虚拟世界里以第一人称体验式学习,毫无疑问要带来一场教育界的大革命。
我自己设计开发了一个牛顿空间,如下图。在做这个小项目的过程中,我认识到不仅仅是各大公司在VR硬件上紧密布局,开发软件的火速发展让这方面的开发变得没有看起来那么难。
图1.我开发的牛顿空间 - 视角1
图2. 我开发的牛顿空间-视角2
总结了下VR技术这20年来的发展,做了一个图表对比1996年和2016年的技术难点和现状。左栏是Dede教授发表的文章中提到的,我做了原文摘抄翻译,右栏是我总结的信息。
图3. 1996年来沉浸式虚拟现实技术在七方面的发展对比
呼应一下标题,为什么题目中提到又一年过去了?并不是因为我们刚引来了新年,而是因为Dede教授在他的一篇文章中表示过:
“...... we expect that in less than a decade many of the capabilities of our expensive laboratory equipment will be “under the Christmas tree” for families, including impoverished households and homes in rural areas. This will potentially the largest installed base of sophisticated information technology for learning….”
翻一下,他说,我们期待在十年内,我们现在用的这些昂贵的试验设备,会是家人们互赠的圣诞礼物,甚至是在贫穷地区。而这些礼物,会是我们未来学习的基础,这个基础是史上最大规模的高技术对教育行业的渗透。
只是与Dede博士的预测并不相同的是,这场教育界的技术革命并没有在2006年前进入千家万户。可是在2016年,我们确确实实见到了VR技术甩开膀子的蓬勃增长。一张图告诉你:
图4. 近几年大厂在VR头戴式设备的持续布局
很多前沿的教育家,好像我们提到多次的 Dede教授,他们早在20年前就开始研究VR技术在沉浸式、实验式学习上的应用。他们所研究、预测、努力的这一切,终于实实在在地发生了,不久的将来会席卷我们每个人的生活,好似今天的智能手机一样。
以不变应万变的时代早已结束,一切都在发展的今天,我们的创业者、设计师、教育家,你们还在等什么呢?
是踏进来,还是退下去,这会在不久的将来,对我们每个人的生活,都是一场洗牌。
Key Words:
Virtual Reality, experiential learning, immersive constructivist learning, collaborative learning-by-doing, instructionist pedagogy, multisensory perception, newtonian mechanics
Reference:
[1] Dede, Christopher J., Marilyn Salzman, and R. Bowen Loftin. "The development of a virtual world for learning Newtonian mechanics."Multimedia,hypermedia, and virtual reality models, systems, and applications. Springer Berlin Heidelberg, 1996. 87-106.
[2]HTC Vive vs Oculus Rift: which VR headset is better?**
[3]Spec Comparison: Does the Rift’s Touch update make it a true Vive competitor?**
[4]Google Cardboard Now Offers Spatial Audio - UploadVR**
[5]HTC Vive review**
[6]Developer Center - Documentation and SDKs**
[7] Jerald, Jason. The VR Book: Human-Centered Design for Virtual Reality. Morgan & Claypool, 2015.
[8]These Microsoft Prototype VR Controllers Let You Feel Virtual Worlds**
[9]Teslasuit lets virtual reality reach out and touch you**