虚拟现实培训在教学中正变得越来越普遍。
虚拟现实为学生和教师提供标准化、可复制的环境,便于反复进行优化培训,这是其优势所在。
一项研究表明,在培养技术、实践和社会情感技能方面,虚拟现实培训比传统教学更为有效。
该研究还发现,完成虚拟现实培训的学生在结束课程后,自信心水平高出20%。
沃尔特·加西亚(Walter Garcia)在新冠疫情期间即将完成护理教育的技术学位。毕业前八个月,他所在的技术大学关闭了面对面课堂,并迅速转为线上教学。幸运的是,沃尔特在获取电脑和网络以参加课程方面并无困难。然而,沃尔特十分担忧,因为他将错过一些重要的实践性课程,这些课程旨在培养他在患者分诊和紧急疏散方面的技术技能。他如何能借助WebEx或阅读手册来培养这些技能呢?沃尔特感到沮丧,并担心自己将带着这些关键领域的技能缺口完成学业。
对沃尔特而言,幸运的是,他的实验课教师威廉·奥唐纳(William O’Donovan)精通技术,并了解到一款被医疗行业用于培养护士应对医疗紧急情况技术技能的虚拟现实应用。在获得护理学院院长同意后,威廉购买了头戴式显示器(HMD)头显设备及许可证,使学生能够使用这一沉浸式医疗紧急情况模拟器。在对学生进行了必要的技术使用培训后,学生便获得了进入该虚拟课程的权限。课程可在学院图书馆的指定房间进行,学生也可以借用头显设备,在家中体验此模拟。通过该模拟器,沃尔特终究得以进入虚拟急诊室,并亲身接触到能够生动模拟现实情境的医疗紧急情况。
虚拟现实培训正变得更易于学生获取
虚拟现实培训通常被理解为在模拟或人工环境中进行学习的过程。虚拟现实培训在教育领域已存在半个多世纪,但在过去十五年间迅速扩展,原因在于虚拟现实模拟器的开发成本日益降低,且越来越逼真。虚拟现实培训近来已应用于众多教育领域,但主要集中在健康与安全、工程以及技术教育方面。大量评估沉浸式培训在教育中应用的研究都取得了有前景的教育成效。
在某些教育领域,培养足够的认知、技术和社会情感技能,对受训者及其导师而言仍是一项挑战,部分原因在于动手实践培训或获取适当内容和学习情境的机会有限。即便在疫情之前,教育系统便已难以提供让学生获得必要实践教学经验的学习机会,以培养实践技能,尤其是对于需要使用实验室的课程而言。作为应对,教育工作者开始依靠虚拟现实模拟来开发原本学生难以轻易获得的学习体验。虚拟现实模拟能够为学生提供无压力、无危险的实践培训机会,并允许其反复练习。此外,虚拟现实模拟还能让学生接触到原本难以或无法获得的情境和学习环境(例如在细胞内穿行、公开演讲的模拟场景等)。此类机会能够加快学生在模拟环境中的学习进程,在没有时间或空间限制的情况下再现现实条件和情境,且风险远低于真实环境。
虚拟现实培训具有诸多教学优势
虚拟现实模拟的重要优势在于,为学生和教师提供标准化、可复制的环境,便于反复进行优化培训。虚拟现实模拟允许软件内嵌游戏化机制、绩效指标和协作功能(使用虚拟化身),从而实现持续的同伴互动、主动学习、学习乐趣以及绩效反馈,这些要素都有助于提升基于熟练度的培训效果。建构主义常被引为支持在虚拟环境中实施学习的理论框架之一。建构主义认为,学生通过建构知识并将其纳入既有的知识结构来学习。因此,建构主义学习环境能够增强主动学习、学习动机、互动性和个性化学习。虚拟现实模拟有助于提高学生的学习动机和临场感,这两个渠道正是虚拟现实培训模拟影响学生学习的途径。因此,虚拟现实模拟被视为一种有潜力提升学生学习效果的教学方法。
虚拟现实培训能否成功培养学生的技能?
一项由韩国世界银行伙伴关系基金支持的最新研究,对虚拟现实培训能在多大程度上成功培养不同教育领域学生技能进行了系统性回顾[评估虚拟现实培训对学生学习和技能发展影响的元分析]。该研究基于对92项不同实验的回顾,这些实验通过严谨的评估考察了虚拟现实培训对学生学习的影响。图1展示了纳入该研究的实验的描述性统计数据。大多数实验是在高等教育环境中进行的,主题涉及健康与安全以及工程、科学和技术教育的虚拟实验室。
研究结果表明,总体而言,虚拟现实培训在培养学生的技术、实践和社会情感技能方面,比传统培训更为有效。在健康与安全、工程以及技术教育领域,结果尤为令人鼓舞。总体来看,结果显示,与接受传统培训方法授课同等课程内容的学生相比,接受虚拟现实培训的学生在学习评估中得分更高
结果还表明,与接受传统教学的同龄人相比,接受虚拟现实教学的学生在完成培训后,社会情感技能评估得分更高。分析还显示,与接受传统培训的学生相比,接受虚拟现实培训的学生在每增加一小时教学时长的情况下,在利用投入资源、时间和/或避免操作失误方面效率更高。
该研究的主要结果可概括如下:
共计72项实验表明,与传统培训相比,虚拟现实培训在提升学生学习成效方面同等或更有效。
每增加一小时培训,与接受传统培训方法授课同等课程内容的学生相比,接受虚拟现实培训的学生在学习评估中得分高出3%。
完成虚拟现实培训的学生在结束课程后,对学习的自信心和自我效能感水平高出20%。
接受虚拟现实培训的学生平均而言,在每增加一小时教学时长的情况下,与接受传统培训的学生相比,效率最高可提升30%(体现在利用投入资源、时间和/或避免操作失误方面)。
关于虚拟现实培训在发展中国家的效果,仍需更多证据
大多数评估虚拟现实培训对学习影响的研究是在经合组织国家进行的,尤其是在美国、英国和加拿大。因此,虚拟现实培训的良好成效未必适用于所有教育环境,因为虚拟现实培训取得成功所需的若干因素(例如连接性、设备和IT支持的可用性、学生和教师掌握基本数字技能的程度等)在许多发展中国家的教育机构中并不一定能得到保障。此外,持续评估虚拟现实培训的成本效益也至关重要。虽然虚拟现实培训的成本效益可能因课程时长、学科领域和所用技术类型等诸多参数而异,但其成本效益并非总能得到保证。事实上,这类教学可能具有成本效益,因为与其他替代性多媒体或传统实验室相比,它能够节省开支。虚拟现实培训的开发需要软件开发、设备、维护、支持和更新,这些都需要持续投入。迄今为止,很少有研究评估虚拟现实培训效果时,着重对虚拟现实教学与传统培训方法进行成本效益或成本效果分析。掌握更多此类信息,对于评估虚拟现实培训在各教育体系中的可扩展潜力至关重要。
总之,虚拟现实培训往往是培养学生技能的有效教学机制,并已被证明是像沃尔特这样的学生的宝贵工具,尤其是在新冠疫情期间。沃尔特收到了一份工作邀约,将在当地医院急诊室协助工作,在那里他必定会遇到与其接受虚拟现实培训时相似的情况。展望未来,继续评估将虚拟现实用于不同学科教学的利弊,以及其成本效益和可扩展性,将十分重要。


