沉浸式虚实融合环境中具身学习活动设计框架-《现代远程教育研究》(2021年4期).docx

龙源版权所有 沉浸式虚实融合环境中具身学习活动设计框架作者：杨彦军 张佳慧来源：《现代远程教育研究》2021年第04期 摘要：随着虚拟现实、增强现实等各种现代信息技术在学习环境建设中的广泛应用，基于沉浸式虚实融合环境的学习原理及学习活动设计成为亟待深入研究的前瞻性问题。从生态学和场域论视角来看，沉浸式虚实融合学习环境是由物理空间、信息空间和虚拟空间三元空间整合而成的学习生态环境，其中不同空间带来的多样化体验，为学习者获得由具体到抽象的各种学习经验提供了条件。虚实融合环境中的学习，在信息获取方式上是多模态感知学习的过程，在学习者参与学习互动的方式上是具身认知学习的过程，在学习者和经验世界的关系上是联通主义学习的过程。面向沉浸式虚实融合环境的具身学习活动设计框架包括确定期望结果和评估证据、分析学习者特征和学习内容、设计学习活动和指导、基于虚实融合环境的课程开发、课程评价及修正6个部分共计10个步骤。以此具身学习活动设计框架为依据，详细分析SMALLab沉浸式虚实融合环境中“疾病传播”课例的学习活动设计的结果表明，该设计框架能够较好地支持虚实融合环境中的具身学习活动设计与实践，有助于提高学习者的学习效率，促进其认知发展，提升其核心素养。 关键词：虚实融合;具身认知;学习活动设计;学习机制;学习生态环境 中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1009-5195（2021）04-0063-11 doi10.3969/j.issn.1009-5195.2021.04.007 基金项目：江西省教育科学规划重点研究课题“基于知识地图的跨学科整合型STEM课程原理与开发研究”（21ZD008）。 作者简介：杨彦军，博士，副教授，南昌大学教育发展研究院（江西南昌 330031）;张佳慧，硕士研究生，南昌大学教育发展研究院（江西南昌 330031）。 随着虚拟现实（Virtual Reality，VR）、增强现实（Augmented Reality，AR）、大数据、云计算、人工智能、5G等新一代信息技术的广泛应用，人类的学习环境由以计算机投影为基础的多媒体学习环境逐渐发展为以虚拟现实技术为基础的沉浸式虚实融合学习环境（童慧等，2013）。由于虚实融合学习环境能够提供更加逼真的体验、丰富的资源和有效的交互，因而被视为破解当前教育教学难题、促进高效学习发生的突破点（张剑平等，2013;范文翔等，2019）。当前国内外关于虚实融合环境下教与学的研究主要集中在两个方面：一是关注线上虚拟环境与线下课堂环境相融合的混合学习环境下的教与学活动（李红美等，2013;张剑平等，2013;杨进中等，2014）;二是關注基于VR和AR的虚拟学习环境与物理教学环境相融合的混合现实环境下的教与学活动（黄红涛等，2018;孔玺等，2019;范文翔等，2019;华子荀，2019;田阳等，2020;华子荀等，2021;刘革平等，2021）。目前鲜有关于线上线下混合、虚拟环境与物理环境相融合的沉浸式虚实融合环境下的教与学研究。随着基于VR、AR和全息投影技术的智慧教室的建成，沉浸式虚实融合学习环境将成为学校课程教学的重要新型场所。如何充分发挥这种虚实融合环境下各种技术的优势、创设高质量学习活动、优化学生学习体验成为亟待深入探索的前瞻性问题。 一、沉浸式虚实融合学习生态环境的构成 学习环境是指促进学习发生的各种支持性条件的统合（钟志贤，2005）。沉浸式虚实融合环境是由线上学习环境、线下教学环境和基于VR/AR的虚拟环境整合构成的促进学习发生的各种支持性条件的统合。技术哲学家卡尔·波普尔（Karl Popper）提出的“三个世界”理论对沉浸式虚实融合学习环境结构的确立，具有基础性启发意义。波普尔指出人类世界从本体论上最少含有物理世界、精神世界和概念世界三个相互关联而又有明显区别的次世界（卡尔·波普尔，1987）。这三个次世界的关系表现为：物理世界是学习者精神世界产生的基础，精神世界又可以主观能动地改造现有的物理世界，经学习者精神世界活动最终生成的各种外显化的客观知识又构成了概念世界，概念世界的客观知识又可以促进学习者精神世界的发展。随着互联网、物联网、大数据的广泛应用，人类的信息空间极速扩大，曾经主要以文字形式存储于概念世界的客观知识逐渐以多种形态存储于信息空间。我国学者潘云鹤（2018）提出人类社会结构正由“物理空间—社会空间”的二元结构向“物理空间—社会空间—信息空间”的三元结构转变，更加强调了信息空间成为人类社会赖以发展的重要组成部分。近年来，虚实融合技术的快速发展促使以VR、AR等技术为支撑的虚拟空间逐渐发展起来，这类空间有助于将优化设计的学习情境全息呈现给学习者或将抽象的概念信息直观化演示出来帮助学习者进行意义建构，这不仅能弥补物理空间学习的局