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虚拟现实如何让学习成为全民化体验?

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如今关于虚拟现实和增强现实的各类宣传已经甚嚣尘上,从2016年初到现在3个月的时间里,想要分一杯羹的投资者在这项技术上的花费已达11亿美元。这些投资大多没有明确的市场,而且尚未收到回报。

VR

有些乐观的迹象表明,在2016年虚拟现实(VR)确实会普及起来,至少在消费者和使用基群上能够有持续扩大的发展。圣丹斯电影节上有30多部VR电影亮相,喜剧演员兼音乐家Reggie Watts,还有《速度与激情》的导演林诣彬这些著名艺术家也纷纷推出VR短片,甚至连斯皮尔伯格也有意向参上一脚:他与虚拟现实公司(Virtual Reality Company,VRC)达成协议担任顾问一职。这家公司曾经开发了“火星救援VR”沉浸式虚拟体验,就是雷德利·斯科特所导演的《火星救援》之VR版本。

迄今为止,只有一小部分人参与了新一轮的虚拟现实体验,不过2016年还会有更多体验者参与进来,体验人数会大幅增长。几天前,万众期待的虚拟头戴式设备:Oculus Rift、新型HTC Vivi和PlayStation VR终于开始上市销售。三星已经宣布,预订Galaxy S7或S7 Edge的用户可以免费获得Gear VR设备,与手机匹配后就能当作VR头盔使用。而类似纽约时报、可口可乐、麦当劳以及科切拉音乐节之类的世界级大佬也都已经跟上节奏,免费向消费者赠送谷歌纸板眼镜(Google Cardboard headsets)。

然而,鉴于现在还处在大肆宣传期,讨论VR能否流行还为时过早。也许等到资金枯竭、发展速度减缓、销售进入平台期之后,诸如Facebook和三星这样的大公司甚至有可能撤回其商业产品,就像谷歌对待谷歌智能眼镜(Glass)那样,将项目回炉重造。

也许情况不会如此极端,不过关键在于:我们无法准确预测市场的涨跌。说不定技术不够成熟,也说不准头盔定价过高。

不过我相信,虚拟现实会彻底改变我们的学习方式。原因很简单:虚拟现实不仅仅是一种技术,还是一种媒介,而我曾经见识过媒介的强大。

两三年前,我曾因工作关系,在南非开普敦近郊的一个小镇上,与一群小学生相处了一段时间,这个小镇在南非语中叫做Vrygrond,意思是“自由的土地”。那里的孩子们很穷,每个人最多就有一双鞋。而且讽刺的是,与镇名相反,这个镇上所有的人家对自家东拼西凑的屋宅都没有法律上的所有权。

但让人难以置信,这些孩子之中几乎三分之一的人都拥有能上网的诺基亚手机。就用这些手机,他们给我展示了南非的单口秀演员Trevor Noah,还有美国电视主持人Jon Stewart的《每日秀》剪辑(后来Noah接任Stewart成为这个节目的主持人)。他们甚至用手机搜索相关网站,找出证据来证明碧昂丝和她的老公Jay-Z都是国际秘密撒旦教的成员。

我为此而震惊:Vrygrond小镇的孩子们如此了解美国的媒体和娱乐消息,而与此同时他们的父母却对全球经济形势几乎一无所知。

这些孩子们就像他们在全世界的同龄人一样,都是在数字互联世界成长起来的一辈。

到2020年,全世界70%的人口都会拥有智能手机。也就是说,所有人访问的都是同一个人际交往库。类似IBM、微软和Google这样的大公司都在使用神经网络来推进计算机对语言的翻译,甚至现有语言所造成的隔阂都在逐渐消失。

不过对教育来说这又意味着什么呢?具体来讲,知识的普及度足以让学习民主化吗?
在美国这样的发达国家里,学生的学习成绩很大程度上反映了贫富差距。根据这些经验,我们只能回答“否”。

教育的未来

典型的教室结构就像是带有舞台的剧院:教师在讲台上教授知识,作为观众的学生们在台下端坐,徜徉在知识的海洋里。

对于一些学生来说,这种模式是行之有效的;但对于那些成绩远远落后,必须努力集中注意力或者惧怕在课堂发言的学生来说却没什么用处。

在我看来,教育正在改革的风口浪尖上。随着现代科技的进步,我们不再需要让每个人在同一时间按同样的进度来学习相同的内容了。学生们很快就能走出自己的路,运用现代科技按照自己的步调来学习感兴趣的内容。像AltSchool这样的创新型小学已经在进行这类项目的实验了:教师为学生创造环境,培养他们的好奇心和探索精神。他们最终想要从小规模实验中获取经验,创造出可用于公立学校体系的课程。

然而想要达到全面覆盖,还得通过远程教学,让那些无法获得高质量教学和学校体系的学生们也参与进来。换句话说,移动设备将会成为教育的利器,甚至连最偏远地方的学生们也能通过远程手段,通过参与及互动的方式来探索复杂的课题。

在这个任务上,虚拟现实无比合适。

对学习来说,好奇心是必须的

根据Khosla Impact的投资者Sandhya Hedge的看法:发展中国家的用户在首次接触移动设备时,会花费大量的时间消磨在以下三件事上:社交网络、娱乐和新闻,这似乎与你我使用智能手机的方式并无二致,单纯的查看信息并不足以培养学习的氛围。

人们必须主动学习。

爱学习的人和不学习的人,两者间的区别很大程度上跟好奇心有关,这不仅因为对某件事有好奇心会促使我们找出其原理。根据加州大学Davis教授的神经学研究资料,我们在学习某个让人有好奇心的内容时,大脑就会释放出神经递质“多巴胺”,一方面让我们更为专注,另一方面也会提高我们的记忆能力。

重要的是:好奇心让我们在方方面面都能获得更好的记忆力,不仅是针对我们所好奇的事情。相关项目的研究者,博士后Matthias Gruber表示:“好奇心似乎能让大脑处于非常有利于学习的状态……就像漩涡一样,将你所有主动学习的内容,以及相关内容全部都吸进去。”

也许这个研究算不上太大的意外,我们都有让人觉得无聊的老师,也有让人觉得学习很容易的老师。最出色的教师会找到办法让我们觉得兴奋,让我们在课堂上积极参与,因此他们的课程也会让我们记忆深刻。

不幸的是:这种现象很难扩展到更大规模的人群中。在传统的教室里,每个老师最多只能带25个左右的学生,否则教学质量就会下降。

像在线教科书和视频讲座之类的资源都很有用,可以协助积极主动的学生学习完整的课题,但这些内容很难让人兴奋,也很难执行交互。由于无法刺激想象力,除了专门学习的那些人之外,这些内容对于其他人来说没有什么用处。

VR的角色

某些课题特别难以引人入胜,化学就是其中之一。关于原子和分子的学习似乎无穷无尽,各种实验任务复杂而困难、枯燥而乏味。

尽管化学非常困难,却也可以非常有趣。这是一门构建物质的学科,理解原子和分子如何组合构成我们自身,以及我们周边的物质,这些可以让我们用全新的视角来看待这个世界。

在教室里,关于这类硬科学的科目一般很难有相关的背景呈现。化学、生物学、物理学全都分属不同的学科,这种类型的学习一般跟记忆分子、细胞或元素性质、数学常数有很大关系,但与我们所关心的,或者能够想象的内容没有太大关系。

试想一下:Vrygrond小镇的某个男孩Mzukisi热爱自然,有了虚拟现实技术,他现在能够跟随着一个水分子,看着它被太阳蒸腾,变成水蒸汽从地面升到空中;然后水蒸汽分子进入云层,乘风飘到森林上空,聚集在一起凝成水滴,再变成雨水降落到地面,流淌成小溪河流,最终被地面吸收。在土壤中,水会与其他分子结合,经由树木的维管组织输送到顶部的叶子。最后通过蒸发,重新进入到另一朵云中。

在这样的体验中,Mzuki可能会对整个循环的某个过程产生好奇心。说不定他会好奇太阳的光线是如何将液体变成气体的,他可以将这个阶段放大显示,观察在阳光的照射下,水分子是如何在受热之后,断开彼此间的连接,然后变成水蒸汽的。Mzuki甚至能够在迷你游戏中,自行扮演热力充沛的太阳,手动激活水分子,然后将其在加热转变成气体。

也许Mzuki对蒸发过程中的物理学不感兴趣,却对在树木中经历的生物学部分更有兴趣。那么他可以探索树木是如何将水分子从根部抽取出来,并了解水分子是如何借助凝聚和粘合性能,通过树木狭窄的管道,无视重力慢慢向上挪动,最后在叶片中蒸发成气体,离开这个环节。他可以再次扮演太阳,也许是通过轻触叶片促进蒸发,从而推动树木环节的整个系统蒸发。

等等。

想象力

根据我用Mzukisi举的例子,你也可以发挥想象力,设想一下其他一些我描述的过程和对象。就像是通过阅读来学习的过程,我们从书本收到一系列信号和概念,并通过想象力将这些内容在头脑中变成画面。然后跟随好奇心强化学习:操纵概念、向边缘拓展、再观察事情如何展开。

在虚拟现实中,通过精心设计的教学方式可以反映并引发这种具有决定性的想象过程,在理想状况下,学习者的探索边界只会根据他的好奇心来定义。

诚然,距离智能手机和头戴式设备廉价到大量普及还得几年,不过价格下滑是难以避免的,一旦出现了这种情况,这项技术肯定会带来全球性的影响。

需要澄清的是:我并不认为虚拟现实会取代阅读在教育中的作用。对于有好奇心的阅读者来说,处理复杂的概念并将其转化为心智模型,会是非常高效且具有效果的学习模式。我也不想贬低人类的论述在学习中的重要性;目前,在适应性和交互性上,我们距离计算机程序能够与人类对话者一较高下的那一天还有很远。

但我毫不怀疑,虚拟现实教学即将来临。而且我相信,这种趋势符合我们对正式教育所设想的发展趋势。

英文来源: How Virtual Reality Will Democratize Learning
作者: Jacob Tempchin
译者: 孙薇
审校/责任编辑: 唐小引(@唐门教主),欢迎技术投稿、约稿,给文章纠错,请发送邮件tangxy@csdn.net

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