具身认知视角下沉浸式学习的发生机制探析

在推进教育现代化进程中,人的因素具有举足轻重的地位。要实现人的成长,学习的意义非凡。受到主观因素与客观因素的影响,个体在学习过程中存在着阻抗现象,表现为“非学习”状态。具身认知强调学习者的心智、身体、大脑与环境四位一体,在具身认知视角观照下,沉浸式学习的主体表现出身心合一、自我导向、自得其乐、知情相契、最优体验等特征。产生学习意愿,炼制合宜之知,设计任务活动,创设达化之境,提供沉浸式学习范例,五个方面综合作用有助于沉浸式学习的发生,从而促使越来越多的学习主体由终身学习发展为终身热爱学习进而实现终身成长,为建设学习强国提供人的要素支撑。     

教育元宇宙促进沉浸式学习的潜在领域、主要障碍与驱动技术

聚焦元宇宙的核心技术和学习理论，沉浸式学习研究网络(iLRN)发布《扩展现实与沉浸学习发展报告》。该报告采用德尔菲法，确定了教育元宇宙促进学习的七个潜在领域：促进真实学习体验、激发创新创造能力、在学习中融合沉浸式叙事、在STEM中整合沉浸学习、利用社交虚拟现实平台促进协作、创设沉浸式混合现实学习空间与实验室及开发未来劳动者的能力，探讨了组织机构和用户采用中访问、经济、互操作性、教师培训、教育内容、基础设施等六大障碍，并转向促进未来教育，提出XR资源、触觉反馈和感官接口、体积捕捉和动作传感、游戏、人工智能、基于循证的XR学习设计等六项驱动技术。基于此，赋能教育教学创新、构建具身学习环境、拓宽可使用工具集、深化技术融合应用、践行道德伦理规范对未来教育发展至关重要。     

在元宇宙中开展沉浸式学习：基于5G+AR的沉浸式学习特征、范式与实践

沉浸式学习的发展离不开前沿技术的推动,而代表沉浸式技术新阶段的元宇宙可以为其注入新动力。5G和AR作为元宇宙的关键技术,赋予了沉浸式学习崭新的特征：5G与AR的珠联璧合是保障沉浸式体验的关键,AR为沉浸式学习带来“心——身——境”一体的学习体验,5G为沉浸式学习带来更广阔的发展空间。5G和AR的应用实践推动沉浸式学习不断发展,ChalkTalk增强学习体验,Engineering Space AR 3S支持共享协作,Azoomee AR联通历史与现实。当前和未来,在元宇宙的赋能下,5G和AR的共生拓展了连接的范围和用户体验的边界,为沉浸式学习带来巨大机遇,但仍需切实解决好成本、师资和安全等棘手的问题。     

具身认知视角下初中历史沉浸式学习的特征及实施策略

具身认知视角下的初中历史沉浸式学习指将历史学科的特质融入沉浸式学习之中,追求以激发“天性”达成学生对学习的全情投入,具有具身性、情境性、生成性等特征。它对于解决当前历史教学中存在的缺乏体验性、忽视自主性、漠视生成性等问题具有一定的理论和现实意义。在教学实践中,可采取设计项目化学习方案、创设沉浸式体验情境、建构沉浸式阅读体验的实施路径。     

沉浸式教学在高校思想政治理论课教学中的应用研究

沉浸式教学顺应了智能时代“境身合一”的主体性学习要求,在教学实践中受到广泛欢迎。沉浸式教学的特征是情境性、具身性和交互性。在高校思想政治理论课中实施沉浸式教学,有助于创设主体“在场”的教学情境,突显学生的主体性,以情理交融的方式强化学生对理论知识的感悟理解,综合提升教学效果。在教学中要精心设计教学活动,充分挖掘情境资源,有效运用现代智能技术,帮助学生沉浸于所创设的教学情境中,激发学生主动学习的内驱力,实现深度学习。     

思辨与共情:初中历史人物教学路径初探

<正>沉浸式体验强调学习者的主动性和专注度,运用外化设计达成内化体验,“可帮助学习者理解复杂的知识和技能,使学习者在境身合一的沉浸式学习空间中顺利实现知识迁移,形成深度认知”^[1]。以历史人物的活动轨迹创设真实情境可以突破时空障碍,提升学生学习过程的沉浸感、专注度和思辨性,从而达到沉浸式体验视角下的认同、理解和共情,把握历史发展中个人与社会、国家的关系。本文试从沉浸式体验的四个方面阐述历史人物教学的有效路径。     

沉浸式技术对中学生空间推理技能影响的实证研究

空间推理技能是人类认知能力的关键组成部分,在教育学科相关领域中扮演着重要的角色,然而其在学校教学环境中的培养却没有得到足够关注。利用信息技术作为教学工具,有效提升空间推理技能已经成为必然趋势。文章探究了基于沉浸式技术构建的学习环境对中学生空间推理技能发展的影响。研究采用混合研究方法,以上海市Z中学的38名六、七年级学生为研究对象,以“陶瓷设计与制作”课程为例,在学校的沉浸式教室进行为期6周的教学实践。结果显示,与传统课堂教学相比,沉浸式虚拟现实技术能够显著提升中学生的空间推理技能以及学业成绩,学习者能够更好地理解三维物体的结构特征。研究结论提供了将沉浸式技术应用于学校课堂教学来培养空间推理技能的实践案例。     

虚拟现实沉浸式学习中的人机交互技术研究——以K12物理实验教学为例

传统物理实验教学存在实验器材受限、教学内容枯燥、学生参与度不足等困境。基于虚拟现实技术（以下简称VR）的沉浸式学习以学生为主体,提供沉浸式、交互性及可复用性的学习体验,可以很好地突破当前传统实验教学的瓶颈。针对当前虚拟学习环境中较为普遍的临场感缺乏和交互体验受限等问题,研究重点关注沉浸式学习中人机交互技术应用和学习者的力/触觉体验对实验学习效果的影响。将VR交互技术中的力反馈引入K12物理实验教学场景设计中,通过准实验评估力反馈在沉浸式学习中的应用效果。结果显示,在VR沉浸式学习中,使用力反馈技术可以显著提高学习者的真实感和交互效率,但对知识增益没有产生显著性影响。通过研究,为深入探索沉浸式学习中的人机交互设计、力反馈在科学教育等教学场景的应用及发展适宜性策略等提供借鉴。     

高校思想政治理论课沉浸式教学模式的优势、图景及其实现

沉浸式教学模式是落实“科教融汇”的重要体现,也是助力高校思想政治理论课智能化转型的有效形式。以智能技术赋能的沉浸式教学凸显了高校思想政治理论课结构与场域的动态开放、内容与形式的融合创新以及理论与实践的互构转化。高校思想政治理论课沉浸式教学的图景展现要依据“场景匹配-沉浸体验-效果反馈”等环节有序推进。要以完善基础设施、提升主体素养、优化叙事内容以及拓展实践场域等多维路径,推进高校思想政治理论课沉浸式教学模式的实践应用,切实促进沉浸式教学效果提升。     

学习者特征对沉浸式虚拟游戏学习体验和学习成效的影响

虚拟现实技术支持的沉浸式虚拟游戏可以提升学习者的学习体验和学习成效,而工业4.0时代的高校需要基于学习者特征培养人才的核心能力。在此背景下,文章通过对比实验,探讨了学习者特征对沉浸式虚拟游戏学习体验和学习成效的影响,结果发现:学习者的人格特征对沉浸式虚拟游戏学习体验具有显著影响,而沉浸倾向对沉浸式虚拟游戏学习体验中的沉浸感、心流具有显著影响,但对代入感的影响不明显;学习者特征对学习兴趣激发的影响不明显,但在一定时间内对学习成绩具有显著影响。文章的研究可为高校数字化转型和个性化教学模式设计提供理论指导,并对科学评价沉浸式虚拟游戏的学习成效具有重要的实践价值。     

基于数字孪生讲台的在线沉浸式教学体系分析与流程设计

随着新技术的迅猛发展,“大数据+AI”已成为现代社会一种新的驱动力和思维方式。一种可有效实现物理世界和信息世界智能互联与交互融合的新技术——数字孪生应运而生。基于数字孪生技术,可构筑联通现实教学空间与虚拟教学空间的数字孪生讲台,并成为在线教学空间的“数字大动脉”。数字孪生讲台可分为在线学习特征分析技术和虚实教学空间融合分析技术,通过“在线教”与“在线学”间的深度融合、映射与镜像,能为在线沉浸式教学注入新的数字生产力。基于此,从教学、技术两方面,探索数字孪生讲台的在线沉浸式教学流程设计与技术运用,即基于混合式平台的教学数据采集与管理,基于多维分析的教学数据分析与建模,基于精准教学和精准管理的数据应用,基于增强现实技术的在线沉浸式教学体验,进而设计其教学流程。旨在通过数字孪生讲台的多源数据融合、虚实融合映射、教学服务融合优化,促进数字化、智能化课堂的形成,推动数智融合在教学方面的创新性应用,从而形成一种基于大数据的课堂数据互动、映射的新形态,进而革新与重塑现代教育体系。     

Immersive virtual field trips and elementary students’ perceptions

In response to the increased attention and interest related to the application of virtual reality with head-mounted displays in education, this study examined the elementary students’ perceptions of using immersive virtual field trips (VFTs) in the classroom. Reflection papers from 25 students were analyzed and triangulated with field notes from class observations and teacher interviews. The content analysis revealed that VFTs were perceived to be efficient with regard to time and cost, to expand learning opportunities, but lacked physical interaction. Elementary students also suggested immersive VFTs are engaging, real, and provide an increased perception of virtual presence. However, they also expressed concerns about health and safety, psychological side effects, technical malfunctions, and low social interaction.     

手势交互虚拟实验对学习体验的影响机制

手势交互作为一种理想的虚拟现实交互技术,其在虚拟实验中的应用能够很好地满足学习者多样化的交互需求并提升交互体验。然而,当前关于手势交互虚拟实验的研究大多聚焦于提高手势识别的准确率、设计开发不同领域的虚拟实验应用等方面,而对学习者在虚拟实验中的学习体验并未进行深入地研究。为了探索手势交互虚拟实验对学习者学习体验的影响机制,利用设计开发的基于Leap Motion的"计算机组成原理"虚拟实验,采用混合研究范式对学习者的沉浸感、学习动机和态度分别进行了测量与分析。结果表明:在手势交互虚拟实验中,学习动机作为中间因素会影响学习者的学习体验;身临其境的感觉和自然丰富的交互体验能够有效增强学习者的物理沉浸,进而提高学习者的学习动机,改善学习者的情感体验并增强其使用意愿,由此来促进学习者学习体验的提升。从改进实践的层面来看,未来应合理设计交互手势,创设高度沉浸的实验环境,优化虚拟实验任务设计,注重对学习反思的引导,以不断提升学习者在心理沉浸和学习效果方面的表现。     

从数字画像到数字孪生体:数智融合驱动下数字孪生学习者构建新探

随着AI、5G、物联网、大数据、传感与全息等新兴技术的快速发展,尤其是虚拟现实技术从VR、AR、MR到XR的不断演进,促使数字孪生技术开始走向应用并备受学者关注。其正从制造业、城市管理、医疗服务向社会其他领域不断衍生拓展,并在教育领域呈现出广阔的应用前景。在数智融合驱动下,从“AI+大数据+学习分析”加持下的学习者数字画像,向“AI+5G+XR”与全息技术支撑下的数字孪生学习者的迭代更新,将成为AI赋能教育的一个演进趋势。数字孪生学习者基于“四个关键要素”和“五个基本原则”这一现实前提,遵循刻画学习者画像、仿真学习过程、预测学习发展、生成学习结果和共享学习智慧的生成过程,具有高度仿真、动态映射、虚实共生、迭代进化和智能应用的特征,可为“AI+学习者”呈现更精确的学习过程分析、更精准的学习内容推送、更科学的学习评价与无边界的学习生态;并助力学习者进行学习资源共享、学习行为调整、学习兴趣提高、学习体验改善、学习效率提升。因此,对数字孪生学习者进行前瞻性研究,可为数智融合驱动下的学习变革提供全新的视角与思路。     

Digital Immersive Virtual Environments and Instructional Computing

This article reviews theory and research relevant to the development of digital immersive virtual environment-based instructional computing systems. The review is organized within the context of a multidimensional model of social influence and interaction within virtual environments that models the interaction of four theoretical factors: theory of mind, communicative realism, behavioral systems level, and situational self-relevance. The ways in which social interactional processes in digital immersive virtual environments may be easily filtered and transformed in ways relevant to instructor–learner interactions are discussed. Relevant experimental investigations are reviewed that indicate their potential to increase the adaptivity of immersive virtual environment systems for learners and instructors.     

Affordances and Limitations of Immersive Participatory Augmented Reality Simulations for Teaching and Learning

The purpose of this study was to document how teachers and students describe and comprehend the ways in which participating in an augmented reality (AR) simulation aids or hinders teaching and learning. Like the multi-user virtual environment (MUVE) interface that underlies Internet games, AR is a good medium for immersive collaborative simulation, but has different strengths and limitations than MUVEs. Within a design-based research project, the researchers conducted multiple qualitative case studies across two middle schools (6th and 7th grade) and one high school (10th grade) in the northeastern United States to document the affordances and limitations of AR simulations from the student and teacher perspective. The researchers collected data through formal and informal interviews, direct observations, web site posts, and site documents. Teachers and students reported that the technology-mediated narrative and the interactive, situated, collaborative problem solving affordances of the AR simulation were highly engaging, especially among students who had previously presented behavioral and academic challenges for the teachers. However, while the AR simulation provided potentially transformative added value, it simultaneously presented unique technological, managerial, and cognitive challenges to teaching and learning.     

论沉浸传播时代下的思想政治教育

随着虚拟现实等媒介技术的不断成熟,人类逐渐迈入沉浸传播时代。沉浸传播作为一种全新的传播方式,打破虚拟和现实界限,颠覆"受众"概念,实现人类感知系统的高度沉浸。思想政治教育的特征、过程、对象以及载体等要素均面临巨大的机遇和挑战。为适应媒介时代的变革,思想政治教育将形成智能空间思想政治教育、实现思想政治教育交往主体、构建综合性思想政治教育内容体系以及使用"沉浸指数"思想政治教育效果评估方法。     

Understanding learners’ use of augmented reality in language learning: insights from a case study

The case study aimed to provide a deeper understanding of learners’ perception and experience of using augmented reality (AR) for language learning. Seven university students were recruited in this study, and they were provided access to an AR-based stroke-by-stroke animation guide for learning Japanese orthography with their own mobile computing devices. Data were collected through semi-structured interviews and direct observations. Subsequent thematic analysis showed that, overall, learners had positive perception and attitude towards the immersive language learning experience afforded by the AR programme. However, challenges pertinent to technology and user experience were also revealed. The findings accentuate the role of teachers in the implementation process and point out possible directions for more effective uptake of AR in this field.     

Immersive Anatomy Atlas: Learning Factual Medical Knowledge in a Virtual Reality Environment

In order to improve learning efficiency and memory retention in medical teaching, furthering active learning seems to be an effective alternative to classical teaching. One option to make active exploration of the subject matter possible is the use of virtual reality (VR) technology. The authors developed an immersive anatomy atlas which allows users to explore human anatomical structures interactively through virtual dissection. Thirty-two senior-class students from two German high schools with no prior formal medical training were separated into two groups and tasked with answering an anatomical questionnaire. One group used traditional anatomical textbooks and the other used the immersive virtual reality atlas. The time needed to answer the questions was measured. Several weeks later, the participants answered a similar questionnaire with different anatomical questions in order to test memory retention. The VR group took significantly less time to answer the questionnaire, and participants from the VR group had significantly better results over both tests. Based on the results of this study, VR learning seems to be more efficient and to have better long-term effects for the study of anatomy. The reason for that could lie in the VR environment's high immersion, and the possibility to freely and interactively explore a realistic representation of human anatomy. Immersive VR technology offers many possibilities for medical teaching and training, especially as a support for cadaver dissection courses.