增强现实和虚拟现实

时间:2016-11-19浏览:设置

增强现实(AR, Augmented reality),通过在三维空间中的数据层叠加而产生对世界的新体验,也被称作“混合现实”,扩大了信息访问量,为学习带来了新机遇。虚拟现实(VR)则是在计算机生成的环境中,模拟真实环境中的人和物并生成逼真的感官体验。虽然到目前为止,ARVR的最大应用仍集中在消费领域,但用来创建新应用程序的工具却更易使用,而且将其应用在教育领域也更可行。虚拟现实构想创设情境学习体验,培养学习者在虚拟环境中探索真实世界的数据。而增强现实的响应式互动促使学生基于与虚拟物体的交互,构建更广泛 的理解。这两种灵活的沉浸式技术带来相似的教育成效,随着学习者对底层数据新认识而达到更深层的认知。

增强现实和虚拟现实这两种技术各自独立但又紧密关联。增强现实的特点是将图像、影像和声音等数字信息融入真实世界的空间中,将真实环境与虚拟环境混合,用户可与物理和数字对象进行交互。而虚拟现实则带领用户走进一个身临其境的、计算机仿真的虚拟世界中,获得感官体验。头戴式设备如Oculus Rift可以同时提供增强现实和虚拟现实体验。增强现实还可以与支持全球定位的智能手机或平板电脑一起使用,而虚拟现实则需要在专门的模拟室中体验。二者应用在高等教育中备受瞩目。这些技术通过将学生带到已知宇宙的任何位置、改变知识的传递方式、使学生进行深度学习等方式影响着学生的学习。博物馆空间已经广泛采用了增强现实技术,通过移动设备传递增强信息进而提升学习体验。例如,芝加哥历史博物馆和芝加哥艺术学院合作开发了免费AR应用程序,创建了市区历史步行游览体验。Google Cardboard是一种低成本的解决方案,有效促进了虚拟现实技术在教育领域的普及。Google Cardboard是一个廉价材料制成、连接智能手机的头戴式显示器,为学生提供了构建个人虚拟现实内容的机会。因其具有较好的可访问性和灵活性,越来越多的教育工作者使用它。谷歌眼镜是谷歌公司首次涉足增强现实可穿戴设备领域的产品,引发了有关隐私权问题的争议。尽管谷歌公司在2015年停止销售谷歌眼镜,但它却引发公众讨论,反而激发了公众对于增强现实技术应用可能性的兴趣。 增强现实曾出现在先前新媒体联盟地平线报告的几个版本中,但是虚拟现实技术的最新进展却为应用带来了新的视角。很多大的技术公司正在布局投资这一领域。2014Facebook收购Oculus VROculus Rift头戴式显示器的制造商),并在2016 年初发布了更新后的虚拟现实平台。Facebook首席执行官扎克伯格强调虚拟现实在社交领域中的应 用,能够提升身临其境的、共享的三维体验。微软的虚拟现实产品HoloLens眼睛可将全息3D图像叠加在真实物体上。美国国家航空航天局(NASA)Sidekick项目将利用HoloLens为国际空间站上的宇航员提供虚拟支持。

技术公司对虚拟现实和增强现实的兴趣和投资日益增长,在教育领域中使用这些技术能让学生在 STEM学习和创业训练中受益,主要是因为虚拟现实和增强现实能够为他们创设未来的工作情境。随着这些使能技术支持度的日益提升,这将扩大该技术在高等教育中的应用。早期的试验结果表明这些技术会给课堂带来积极的影响,包括增强群体动力和同伴学习。增强现实技术也有助于学生学习,它能将学习内容置于更接近于新知应用的真实世界的丰富情境中。研究人员调研了土耳其阿马西亚大学英语语言课程中融入增强现实元素后的效果,研究发现增强现实的学习材料有助于学生的单词学习,特别是那些音形不一致的单词。学生提升了学习动机、增强了技能学习的信心,语言课程赢得更高的满意度。虚拟现实对在线教育的内容和传播具有显著影响。斯坦福大学和麻省理工学院已经将虚拟现实学习环境纳入其教育计划,可为来自不同地理位置的学生提供模拟校园的体验,从而方便开展小组项目、讨论和建立人际网络。在宾夕法尼亚州立大学,负责装配的工程专业学生使用Oculus Rift 虚拟现实头戴设备和触觉手套比使用配有计算机程序的鼠标和键盘能更高效地达成目标。实验有望将触觉元素融入在线课程以提高学习效果。Oculus Rift还可以提升全球范围内的学生合作,使学生通过同步他们的设备进而在同一虚拟空间创建项目。 增强现实和虚拟现实技术正在变革医学教育。马里兰大学计算机实验室开发了用于手术培训的创新配置。内科医生在开始手术前利用增强现实技术透视病人的身体,并在虚拟现实模拟环境下进行手术操作,进而提升自己的专业技能。美国博伊西州立大学护理专业学生使用Oculus Rift头戴设备在虚拟现实环境中学习插入导管的正确流程。较之传统的医学模型,增强现实与虚拟现实技术配置价格合理且只需较少的空间,还可以得到实时反馈。英国金斯顿大学和圣乔治伦敦大学联合开设了护理临床模拟中心,在沉浸式虚拟现实系统中,学生可以在复杂的、不可预测的混乱环境下练习提供即时的医疗救护,如夜总会或路边事故现场等混乱环境。学生反映,使用这类设备可以增强学生信心,提升沟通技巧。



资料来源:《新媒体联盟地平线报告:2016高等教育版》L·约翰逊(Johnson,L)

编辑:刘雪飞
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