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微软『沉浸式教育』白皮书:沉浸式技术助力学生成绩提高22%

 宛丘2019 2019-10-14

2018年9月,教育部正式宣布在普通高等学校高等职业教育(专业)院校中设置“虚拟现实应用技术”专业,从2019年开始实行。

不久前,教育部等十一部门联合印发《关于促进在线教育健康发展的指导意见》,该文件中指出:抓住第五代移动通信技术(5G)商用契机,加快推动物联网、云计算、虚拟现实等技术在教育领域的规模化应用,提升教育服务数字化、网络化、智能化水平。由此可见,以虚拟现实等技术打造的沉浸式学习体验已经离我们越来越近了……

“第四次工业革命”将使劳动力自动化水平提高。据经济合作与发展组织(OECD)估计,在未来10到20年里,“14%的工作面临完全自动化的高风险,另外32%面临重大变化的风险”。因此,教育系统必须进行调整,以确保学生掌握正确的技能,从而在不断变化的世界中生存。 
虽然关于学生应该学什么和如何学有许多不同的理论,但是有一个不可避免的事实——学生需要为不断学习和提高技能做好准备,即人们将终身学习,而不是在一定时期内学习。同时,技术在21世纪劳动力的技能获取和发展方式中正在并将继续发挥关键作用。因此,教育技术(EdTech)产业到2020年将达到2520亿美元,以每年17%的速度增长也就不足为奇了。
技术为重塑21世纪的教育提供了绝好的机会,因为它在学生和老师中很受欢迎。美国的一项研究表明,技术的引入使87%的学生更有可能去上课,并且其中72%的学生更有可能积极地参与学习。Smoothwall的一项研究发现,96%的教师认为技术对孩子们参与课程和学习的方式产生了积极的影响。 
以增强现实(AR)为例。该技术可通过在活动中添加一层信息和互动性来增加野实地考察,通过翻译文本来帮助进行外语学习,或者通过诸如Google Expeditions之类的应用将诸如珊瑚礁和电磁学等主题带入生活。考虑到该技术的所有应用和吸引力,在新泽西理工学院(NJIT)报告中指出:“增强现实技术比过去任何其他技术都更有可能彻底改变中小学的学习方式”。
再来看看虚拟现实(VR),我们可以看到使用这项技术的巨大好处——从增强回忆的能力到建立同理心的能力。这些优势使得VR成为一种独特的学习辅助工具。

去年,亚利桑那州立大学推出了世界上第一个使用VR的完全在线生物学学位。ASU,Google和Labster之间的这种合作使远程学生可以在VR中进行实验室实验,而这在过去是根本不可能的。学生可以按自己的时间访问实验室,并根据需要在该实验室花费尽可能多的时间。该学位取得了巨大的成功,到目前为止吸引了成千上万的学生。
沉浸式技术正变得越来越受欢迎,它们正在更广泛的环境中被使用,包括教室。这对老师和学生都是一个积极的发展。当身临其境的技术和基于游戏的学习以一种教学上一致的方式被正确部署时,它们就有可能支持和扩展课程,以以前不可能负担得起和可扩展的方式来提高学习成果。

不久前,Microsoft教育在ISTE2019大会上发布了一份名为《Immersive Experiences in Education》的白皮书。

该白皮书交叉引用了各种教学理论,并提供了针对在各种学习环境和环境中成功部署了沉浸式技术的老师,学生,研究人员和技术人员的个性化电子邮件采访。还有大量的时间进行大量的文献综述以及访谈数据的收集和处理,以试图发现对教育者可能有用的见解。(以下内容节选自该白皮书)


沉浸式教育

1、认知过程 
“数字技术时代出生的儿童的注意力正在迅速下降。由于智能手机、社交媒体和互联网的影响,幼儿的大脑经常受到刺激。在教育中引入增强现实和虚拟现实被证明是解决所有这些问题的可行方案。AR和VR技术可以使讲座和书籍更具沉浸感和互动性,从而减少学生注意力的分散。”

——Naveen Joshi,BBN Times的撰稿人、Allerin的创始人兼首席执行官
具身认知:数字沉浸式体验,让学生在安全准确的学习环境中练习和完善技能。
掌控注意力的学习:有证据表明,使用沉浸式技术的学生的考试成绩提高了22%。
有效载荷:混合现实减少了信息瓶颈,提高了基于技能的任务的性能,从而获得了知识、抽象推理和批判性思维。
2、培养社交和情感学习 
“基础知识应该是帮助学生获得他们需要的技能,以获得信心和与他人合作的能力,理解和尊重差异,并发展同理心。如今,我们都可以很容易地获取信息,但帮助学习者“感觉”以支持他们的情感发展一直是一个挑战,尤其是在愤世嫉俗和心不在焉的情况下。我认为沉浸式技术是帮助开发这些技能的另一种工具。丰富学习和发展这些技能的可能性是无限的,通常这些很难教和学。”

——Helena Williams,退休教师和前学校督学
包容性:随着成本的降低,沉浸式技术可以让学生获得以前无法获得的体验,从而成为教育中的民主化力量。
协作性:混合现实为学生提供了合作学习的环境,并有可能使学生获得更广泛、更平等的知识,使其更加个性化。
多样性:沉浸式技术的独特之处在于,它能打破情感障碍,让学习者从他人的角度体验生活,培养关键的移情相关技能。
3、行为 
“每个学生都能从基于游戏的学习中以自己的方式受益,但我注意到有些群体受益更多。例如,女孩在教室里通常比男孩安静,所以有时她们没有得到她们应得的荣誉。对有特殊需要的学生也是如此。基于游戏的学习模式让他们有机会在自己擅长的领域大放异彩。”
——Leticia Ahumada,小学教育教师、微软创新教育专家、Minecraft全球导师
强大的模拟:模拟允许学习者重新创造和练习日常情况,以及获得在现实生活中通常无法获得的经验。
情感识别:研究沉浸式内容的学生报告指出,他们对环境保护和无家可归等问题的参与度更高,往往会导致具体的行为改变。
情境学习:沉浸式技术的使用可以提高技能转移的速度,使学生能够将学到的理论概念应用到真实的场景中。
结  语

沉浸式技术为教育者提供了广泛的实际利益,不仅在学生参与方面,也在材料的交付和保留的效率方面。这些技术吸引和培养学生感同身受的能力为教育提供了独特的可能性,这是一种极其宝贵的工具,可以帮助学生为未来可能面临的挑战做好准备。
然而,为了最大化沉浸式学习体验的影响,我们不应该使用这种虚拟环境来呈现孤立的时刻,提供短期的参与或零碎的洞察力。相反,让学生沉浸在丰富的情境中,拥有强大的叙述、真实的实践以及与真实世界结果的联系的扩展体验才是真正释放沉浸式和基于游戏的学习体验的转换力量的地方。
沉浸式技术,应该就像在教学课堂环境中采用的所有技术一样,继续作为面对面学术学习的补充,允许人际关系和互动最终引导社交情绪学习体验。优秀的教师和资源充足的教师仍然是教育中最好的工具,但是这些技术提供了令人兴奋的可能性,可以扩展和普及充满激情、知识渊博、富有创造力的教育者的影响。

编辑 | Jack
内容来源 | Forbes、Microsoft

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