基础教育资源平台建设研究

摘要:基于虚拟现实技术的基础教育资源共享平台是将增强现实技术和混合现实技术相结合,结合中小学教学实际过程与内容,帮助中小学生解决在学习中遇到的难题。平台充分运用AR和MR技术,将AR技术加入课程学习中,使得教学更富趣味性,能极大调动学习者学习的积极性,MR技术使得平面世界立体化,抽象世界具体化,解决了传统教学中教育资源不均衡、学生注意力缺失、被动接受、学无所用等教学闭环问题。

关键词:教育；虚拟技术；资源公平分配

在中小学生的科学教育中,施教者经常需要为学生提供相应的事物、场景,以供学生观察或体验。在一般传统教学过程中,提供场景的方式通常由老师语言描述,或是提供较为有限的实物、图片或是观看视频,教学效果很难达到理想效果。虚拟现实技术作为一种新兴的信息技术与教育教学深度融合,通过精准构建仿真场景,甚至是虚拟教师,辅助中小学生解决在学习中遇到的实际难题。早在2008年教育部就将虚拟现实技术列入2018年度教学信息化重点工作任务:推动信息化2.0,明确要求全国高校、中小学、职教等深入推进信息技术与高等教育教学深度融合,推动大数据,虚拟现实,人工智能等新技术在教育教学中的深入应用,并落实责任到教育部各职能部门。2019年3月教育部办公厅在《2019年教育信息化和网络安全工作要点》一文中提出:“要培养提升教师和学生的信息素养,推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术在教育教学中的深入应用。”由此可见,虚拟现实技术与教育教学的融合势在必行。增强现实与混合现实技术通过各种途径被越来越多的应用于中小学教育,凸显出其在教育领域的重要价值。教育信息化是教育系统性变革的内源性动力,是教育现代化的核心驱动力,加快教育现代化,需要教育信息化的质变发展[1]。近年来,随着AR与MR技术的广泛应用,通过各种途径渗透并应用于中小学教育,显示出了其在教育领域的重要价值。因此该资源分享平台与虚拟现实技术的结合,打造立体的施教场景,以生动形象的方式来展现整个教学过程,增强了教学的沉浸感,拓展了学生的想象和思维空间,学生学习效果显著提升。

1发展现状

近年来随着互联网科技的飞速发展,许多平台已经运用互联网科技的发展带来的红利,并逐步转化到教育领域,构建出了教育教学的新模式、新理念。2020年初国内疫情突发,大中小学立即将线下教学转到线上,进行网课课程学习,并且取得了瞩目的效果。信息技术在教育领域的作用更为显著。另外,虚拟现实技术在教育教学中的应用也将越来越成熟,越来越普遍。目前由于各种因素导致我国教育资源的分配并不均衡,一些偏远地区的教学资源、教学设备甚至是教学理念都处于比较落后的状态。应对各类教育资源不均衡的问题,应着力互联网资源,为学习者打造高效的教学环境,让偏远地区的学生都能够享受到与时俱进的教学内容[2]。平衡这种资源共享的不平衡性十分重要。因此该平台结合教育资源共享和虚拟技术应用的思想。目前,已有众多教学型APP已经成功上线。就学而思网校来说,其拥有较为完善的课程体系,教学资源涵盖量广泛,实行本地化教研,适合多地区学生。同时也采用了AI技术识别学生听课状态和回答问题的正确率。学而思网校是类似辅助教学平台中质量较为优秀的平台。具备3D动画课件等,但是其并没有一套较为完善的虚拟教学资源。就疫情期间线上教学的一段时间内学而思网校平台用户日活跃量分析来看,在疫情期间学习者对于此类辅助教学APP的使用量和点击量较平时来说有着成倍的增长,这说明目前在学习者看来此类互联网教育平台只是作为辅助教学平台,诚然传统教学及课堂教学就是被学习者最为接受的教学方式,因此无论是发展互联网教育还是虚拟现实教育,都不能完全的摆脱传统教育方式。

2平台特征

2.1AR技术与MR技术相结合

混合现实(MR)集成了虚拟现实(VR)和增强现实(AR)的最佳特征将现实世界与虚拟世界进行无缝融合产生新的环境,实现物理(现实)对象和数字(虚拟)对象共存并实时自然交互。未来混合现实将与远程教育、STEAM教育、游戏化学习、真实学习以及协作学习等结合,为改善学习方式,提升教学质量,促进教育公平提供技术加持[3]。该平台通过将VR、AR与线上教学相联系,从而达到线上教学的最大真实化,增强现实技术加入课程学习中,使得教学更富趣味性,充分调动了学习者学习的积极性,通过交互式教学,提高学生的参与度,从而提高学习效率,为学习者提供了独特的学习环境和大量的学习资源。此外,通过混合现实技术使得平面世界立体化,抽象世界具体化,解决了传统教学中学生注意力缺失、被动接受、语言学习后无法运用的教学闭环问题,在提高学习质量和学习效率的同时,丰富学习者的创新力和想象力。

2.2功能多样化

平台具有虚拟教学、虚拟课下活动、智能推送、用户留言等功能,同时为了保持平台的可持续建设与发展,会将平台的功能结合用户的主观评价对本产品进行调整,升级等,将教育的互动性,个性化学习与平台相结合,平台通过使用优质的共享资源以及共享形式实现资源共享力度的最大化。例如平台采用的Scorm软件资源,其成品可广泛应用于多种领域。它具有IOS应用功能,可课程用于在iPad浏览。还可以HTM5格式,这是最新一代的多媒体互动技术格式。该课件有三个部分组成:课程导入、内容和测试三个部分可以轻松地实现教学互动。例如对二十四节气的学习,除了视频的讲解,我们还具备节气诗词、节气动画、节气识字三部分学习资源,并将这三部分内容融入APK文件中,学习者可以通过扫描对应的节气图片,在移动端观看图片及视频。在观看完每个视频后,还设置了相应的答题关卡,答题正确会进入下一个模块,答题关卡的设置,可以帮助学习者更好的了解二十四节气。

2.3泛在学习应用模式

(1)虚拟课下活动,学习者在进行课程学习之后,可以自行根据兴趣自主选择动画视频或VR教学游戏进行放松,也可以自主选择自己喜欢的活动相关视频资料通过相关视频进行学习或者动手操作,在放松的同时也可以增强认知。(2)智能答题模块,在观看完每个视频后,会设置答题关卡,答题正确会进入下一个模块,如若答题错误,则需重新观看视频。(3)智能推送,平台可以根据学生的学习速度、效率、回答问题的正确率以及学习兴趣来推送相应的选课信息,学生可以以此为参考。(4)软件实行积分制度,采用用户积分制,用户可以通过获得的积分可以兑换相应的奖励,奖品包括部分付费的名师讲解视频、文具等。(5)线上留言,学生可以在联网的情况下随时与老师和同学进行交流,该功能为老师和学生之间的沟通提供了有效途径,而且此功能也是我们后序对产品不断完善的保障功能。(6)课后评分制度,用户观看视频后对视频相应打分,可以作为一个用户和教师以及教学资源之间的一个互相反馈的功能。总之,这一平台应用泛在学习理论,寓教于乐,在提高了学习者的学习效率及学习兴趣的同时,改变了以往线上教学的方式。

3优势分析

3.1与传统教育有机结合,增加真实感

基于互联网教育是一种创新型的教学模式,是信息科技与现代化教学的有效结合,无论是创新还是结合都不能完全背离教学的意义和教学的宗旨。教学资源的共享,也是教学模式的一部分。线上教学和线下教学一个很重要的区别就是“面对面”沟通问题,因此,要将线上线下教育相结合,就必须将这个问题考虑到第一位。互联网教育不能完全脱离于传统教育,不可否认,互联网教育唯有将线上和线下教学相结合才能更好的发展。因此,在该平台中通过虚拟现实技术的应用,我们的平台在教育教学过程中追求最大的“真实性”,通过三维立体的教学资源传递给学习者以真实性和沉浸感,很好地解决了不能“面对面”沟通而带来的效率低下的问题,最大程度的构建了线上、线下教学的深度互动。

3.2课程资源丰富且充满趣味性

平台备有丰富的虚拟动画资源,在课中学习我们设有VR课件、VR视频,在课后我们有丰富的VR课余资源,从而提高用户的使用兴趣,丰富用户的使用感。我们通过调查研究发现,学而思的用户有60%表示,学而思的视频讲课进程偏快,的确,每个学生的基础是不同的,就算是基础相同的学生,对于同样知识的接受程度和接受能力也是不同的,对此我们的平台推出对学生进行初检测,通过学生的回答质量,以及反应速度,为学生推出适合学生的一系列课程,保证学生在初次选课时,就能正确快速的选择适合自己的课程。另外,我们提供多线索搜索服务,使更多符合客户需求的教学资源,更为容易的呈现在学习者面前。

4重要意义

4.1科技与教育结合,助力教育高速发展

虚拟现实中小学教育的目标消费群体包括中小学的学生,涵盖的地区也包括贫困地区以及偏远地区,本项目主要目的就是在中小学教育中应用增强现实技术,利用增强现实技术助力于教育事业的发展,将增强现实技术加入课程学习中,使得教学更富趣味性,可以充分调动学生们学习的积极性,实现交互式教学,打破空间限制,增强现实技术所具有的丰富认知、突破时空、实时交互等教学特性,为学习者提供了更加广阔的学习环境和丰富的拓展性资源。

4.2推进优质教育资源共享

我国小学学校主要集中于“胡焕庸线”以东地区,各地区教育资源水平不一,存在资源优势明显和劣势突出的显著差异[4]。项目旨在解决现实世界教学环境差距大、教育资源分配不平衡等问题,推进优质教育资源的共享,满足人们对优质教育资源的现实需求,利于实现教育资源的公平分配。同时,在受疫情影响的大环境下,虚拟现实技术教育模式有着很大的应用价值,可有效的解决因学校无法集中教学产生的一系列问题。本平台能够有效地创建学习情景、支持合作、促进交流、促进知识表达和应用,从而有效地构建一个非常优良的学习环境,突破了传统的课堂教学形式,有利于促进我国基础教育事业的高速发展,为人才的培养作出贡献,进而促进社会的高速发展。该平台结合互联网线上教育趋势和虚拟现实技术的发展趋势进行研究,将增强现实技术融入到学习中,通过引入现实技术的教育教学资源和教学环境,寓教于乐,提高学者的学习兴趣和学习效率,为学习者提供大量的融入虚拟现实技术的教学资源。将虚拟现实技术融入到互联网教育中,有利于加速改变以往以教师为中心的教学模式,形成交互式沟通学习,最大程度上还原了传统课堂中“面对面”式沟通,为学习者带来最大限度的真实体验感,同时也提高学生在课堂中的参与教学的深度。利用VR技术,从视觉、听觉充分融入到教学过程中,对学习者进行启发式学习。虚拟现实技术引入课堂从一定的程度上来说,在推动了虚拟现实技术自身的发展的同时,使学习过程更加简便,更加具有趣味性。

参考文献

[1]赵永涛.打通教育信息化应用融合“最后一公里”:宁夏全面推进中小学数字教材应用工作纪实[J].宁夏教育,2020(11):11-13.

[2]徐生平.浅析“互联网+教育”背景下构建民族地区高中数学高效课堂教学[J].中学生数理化(教与学),2020(12):10.

[3]杨馨宇,黄斌.混合现实(MR)在教育教学中的应用与展望[J].中国成人教育,2020(13):52-57.

[4]麻嘉玲,陈晓宇,魏海.我国小学教育资源空间布局及其形成机制[J].教育学术月刊,2020(10):14-22.

作者：周亚楠 苗志刚 曹莹 蒋婧婧 王思源 单位：河北金融学院