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      VR教育游戲在初中英語教學中的應用研究

      發布時間:2023-06-21 10:53
      目 錄
      摘要 I
      Abstract II
      1緒論 - 1 -
      1.1研究背景與意義 - 1 -
      1.2國內外研究現狀 - 3 -
      1.2.1國外研究現狀 - 3 -
      1.2.2國內研究現狀 - 5 -
      1.3問題的提出 - 7 -
      1.4論文結構與研究方法 - 7 -
      1.4.1論文結構 - 7 -
      1.4.2研究方法 - 8 -
      2相關概念與理論基礎 - 10 -
      2.1相關概念 - 10 -
      2.1.1教育游戲概述 - 10 -
      2.1.2虛擬現實技術概述 - 10 -
      2.1.3初中英語教學概述 - 11 -
      2.2相關理論 - 12 -
      2.2.1建構主義理論 - 12 -
      2.2.2心流理論 - 12 -
      2.2.3具身認知理論 - 14 -
      2.2.4人本主義理論 - 14 -
      3VR英語教育游戲的設計與開發 -16 -
      3.1VR教育游戲設計目的 -16 -
      3.2VR教育游戲設計 -16 -
      3.2.1需求分析 - 16 -
      3.2.2學習者分析 - 16 -
      3.2.3教學分析 - 17 -
      3.3案例“% Order To Dr.”開發 -18 -
      3.3.1案例簡介 - 18 -
      3.3.1場景架構 - 22 -
      4VR教育游戲在初中英語教學中的應用 -23 -
      4.1實驗設計 - 23 -
      4.2應用模式 - 24 -
      4.3教學案例 - 25 -
      4.4結果分析 - 28 -
      4.4.1大眾數據調研分析 - 28 -
      4.4.2師生前測分析 - 31 -
      4.4.3課堂觀察分析 - 32 -
      4.4.4后測成績分析 - 34 -
      4.4.5師生后測分析 - 35 -
      4.5結論探討 - 40 -
      4.5.1打破師生對英語學科知識的片面認知 - 40 -
      4.5.2形成虛擬英語教學與傳統英語教學優勢互補 - 41 -
      4.5.3培養教師對教育技術軟件的使用方略 - 42 -
      4.5.4理性看待VR教育游戲在教學中的地位 -43 -
      4.5.5引導與支持VR教育游戲的良性發展 -44 -
      5總結與展望 - 46 -
      5.1混合現實技術教育應用 - 46 -
      5.2人工智能教育 - 46 -
      5.35G技術與泛在學習 -47 -
      參考文獻 - 49 -
      附錄 A 大眾問卷調查 -53 -
      附錄B 學生后測問卷 -54 -
      附錄C 實驗班與對照班指定教學內容 -56 -
      附錄D后測試卷 -57 -
      附錄E 教師后測訪談內容關鍵句節選 -63 -
      攻讀碩士學位期間發表學術論文情況 - 65 -
      致謝 - 66 -
      1緒論
      1.1研究背景與意義
      教育的系統改革和新類技術的深度介入經過多輪的結合變得更加緊密,從最初的舊 式幻燈機演示、配套CD教學到PPT課件、聯機課程教學,再到慕課、微課等教學形式。 而教育游戲、VR教學等教學手段的出現更是為趣味化與情景化的教學帶來了真實的改 變。Schrader就教育教學中技術使用的交互類型進行了分析,將交互的等級分為四層: 第一次層級為內容上的交互,技術僅有助于教學內容上的呈現,例如多媒體設備;第二 層級為媒介的交互,例如計算機輔助教學;第三層級為認知交互,學習源于人與技術的 認知互動,通過技術釋放認知空間,讓人們關注更高層次的技能。最高層次為融合交互, 該層級將技術作為內容和體驗之間的交互機制,而教育游戲與VR技術處于該層級下[1]。 因此, VR 教育游戲要想對教育有實踐意義,不能單單停留在展示教學內容與媒介交互 方面,而要發掘科技潛力,利用交互經驗將技術與教學內容相糅合。
      虛擬現實教育在中國得益于國家政策的扶植,得到了較快的發展。 2018年10月, 教育部印發《關于實施卓越教師培養計劃 2.0 的意見》,該計劃中明確指出要推動智慧 學習、人工智能等新技術與課程全方位融合,充分利用AR、VR與MR等,建設開發 一批交互性、情境化的教師教育課程資源。 2018年12月,工業與信息化部發布《關于 加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》,意見指出到2025年,我國VR產業整體實 力進入全球前列,推進建設虛擬教室、虛擬實驗室等教育教學環境[2]。 2019年6月,中 共中央、國務院印發的《關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見》中指出 學校應促進信息技術與教育教學融合應用,教師要融合運用傳統與現代技術手段并重視 情境教學。該意見為黨中央出臺的第一個聚焦深化教育教學改革、全面提高義務教育質 量的綱領性文件[3]。
      國際新媒體聯盟每年發布的《地平線報告(高等教育版)》已成為高等教育未來發展 與革新的指南,而高等教育的發展方向也在一定程度上影響著新興教育技術在義務教育 中的應用與發展。因此《地平線報告》雖針對高等教育,但其從全球的近遠期發展視角 的出發點預測和描述值得我們借鑒于教育領域的各個階段。本文以教育游戲與虛擬現實 技術為例,節選2005年至2019年報告預測的關鍵技術。如表1.1所示,從時間線上可 以看出教育游戲的發芽時間最早,其熱度持續了十年之久,在這十年間報告所預測的教 育游戲幾經易名,該行為體現出教育游戲在不斷的發展與變革,至少在2005年至2007 年間,研究者還是對該技術保有樂觀態度。然而時間轉向 2007 年,教育游戲這幾年的 研究始終不溫不火,其原因可以歸結為實踐與推廣的能力逐年下降,因此專家們將目光 投向新興的增強現實技術,而后將增強現實與游戲學習相捆綁,以試圖將新舊技術相結 合。可好景不長,專家們 2016 年所預測的增強現實與虛擬現實協同發力并未改變這幾 年的頹廢之勢。因此,在2018年與2019年專家們再投新歡于混合現實技術,試圖寄希 望于這一擁有廣闊前景的融合技術。
      表 1.1 《地平線報告( 高等教育版) 》 2005-2019 年預測采用的關鍵技術(節選)
      Tab. 1.1 Horizon report (higher education) predict the key techniques used from 2005 to 2019 (Excerpts)
      年份 2-3年采用 4-5年采用
      2005 教育游戲 增強現實
      2006 教育游戲 增強現實
      2007 眾量玩家游戲
      2010 簡單增強現實
      2011 增強現實/游戲學習
      2012 游戲學習
      2013 游戲/游戲化
      2014 游戲和游戲化
      2016 增強現實/虛擬現實
      2018 混合現實
      2019 混合現實
       
      縱觀《地平線報告》這幾年所預測的技術中,筆者認為教育游戲由盛轉衰的主要技 術原因是沒有找到適合的配對對象,在當年5G技術還未開發之時,教育游戲與增強現 實之間的結合并未實現 1+1>2的效果。現如今大多研究者們已然不屑與這位源初于 2004 年的舊技術合作,盡管現如今5G技術趨于完善,然而這兩位搭檔已然錯過了合作的黃 金期。反觀虛擬現實技術,僅在 2016 年的預測中被提及,由此側面體現出專家仍視其 為過渡技術。因此,筆者認為這種一味地關注前沿而忽視了基礎技術的做法不僅不利于 新老技術的協同發展,同時也不利于其在教育領域的融合。
      虛擬現實技術是近年來教育領域應用的新興技術,游戲化元素則豐富了虛擬現實的 應用設計。模仿是英語學習的最初形態,從觀察模仿到實際應用需要不斷地強化,利用 VR 教育游戲所呈現的畫面與聲音等多感官刺激呈現形象生動的化身與場景能夠使學習 者沉浸其中進行情景式的學習。普通中等教育作為義務教育改革的主戰場,理應配備先 進的武器來武裝自身的教育教學活動。
      1.2國內外研究現狀
      經前期的文獻檢索發現,國內外針對VR教育游戲應用于英語教學的研究少之又少, 國內當下普遍存在的研究多為VR英語教學或英語教學游戲等,而國外雖有VR/AR教 育游戲的應用研究文獻,其研究對象多為高等教育或特殊教育人群,且多為理工科或小 語種教學。因此,筆者擴大了國內外研究現狀的文獻覆蓋面,將涉及到教育游戲、 VR 技術以及各科各階段教育教學的文獻一并納入探討。
      1.2.1國外研究現狀
      柏拉圖曾說道:“強迫性的教育是無法深入靈魂的,只有以游戲的方式教育孩子才 能夠真正觸及到他們天賦的靈魂”。20世紀80年代,以Malone為首的國外學者就萌 發了教育游戲的理論探討, Malone 首先以計算機游戲的內部動機為觸發點提出這樣一 個疑問:What makes things fun to learn?(是什么讓學習變得有趣?),以試圖通過計算 機游戲來激發學習者的內部動機,并歸納出控制游戲動機的四要素:挑戰,控制,好奇, 幻想[4]。在教育游戲的發展初期,逐步出現了以商業的FPS (第一人稱射擊)游戲改編 為高中化學科目教學游戲為例的閹割版的教育游戲[5]。這類游戲雖然在畫面及操作上達 到了當時教育游戲的上限,但這種簡單粗暴的結合卻很難達到教學內容的無縫嵌入,以 及教學方法上的有效操控。同時,針對這種閹割版的教育游戲對學習者是否有負面影響 的問題上,學者們產生了分歧。Anderson等人建立的一般攻擊模型預測電子游戲的攻擊 性內容必然導致游戲者的攻擊行為[6]。而Ferguson等人構建的催化劑模型表明,暴力電 子游戲的影響具有非決定性意義,恰恰是社會的客觀因素才導致了使用者的攻擊性行為 [7]。電子游戲的公眾形象一向欠佳,又由于大眾與學術界之間的隔閡,導致這種負面的 印象被進一步強化于教育游戲中。
      為此,Kim呼吁教師和家長改變成見,多看到電子游戲積極的一面,不要因噎廢食 [8]。如此一來,設計出各方滿意的教育游戲產品來打破外界的刻板印象就變得尤為重要。 Cheng 利用交互多媒體進行游戲設計總結出游戲化教學設計的七步驟:主題探索、知識 習得、目標設定、內容創造、交換意見、同伴評審、評估,為后續的教育游戲的設計鋪 平了道路[9]。Fabricator指出在游戲設計中要將教學內容自然地嵌入到游戲環境中,學 習任務對游戲而言必須是情境性的。 Quick 等人認為玩家的愉悅感是創設有效游戲體驗 的非常重要的部分。影響玩家游戲愉悅感主要包含六大因素:同伴與競爭、挑戰與探究、 獨特與逼真【I0】。為降低開發成本,Harits等人開發出一款程序內容生成器以代替教育專 家來設計開發教育游戲[11]。
      然而單純地運用教育游戲,較難維持學習動機與興趣持續性,這時VR技術出現在 了人們的視野當中。該技術的雛形最初在 1960 年由圖形學之父 Ivan Sutherland 提出, 其發展軌跡與教育游戲相似。為了提高學習者的參與程度與沉浸感,使虛擬現實內容的 呈現形式具有多樣化形式,研究者開始將虛擬現實內容游戲化,即開始了 VR教育游戲 的研究。現在主流的VR教育游戲包含以下三類:基于桌面的VR教育游戲、基于頭戴 式設備的VR教育游戲、激光控制的VR教育游戲。
      基于桌面的VR設備具有代表性的產品是美國zSpace公司的VR教育一體機,其 中包含了多年級多學科的教學課件,教師登錄其自帶的系統平臺實施教學計劃,亦可創 造性地自主設計與開發新的課件[13]。 Immersive VR Education 公司設計的一款以虛擬課 堂形式教學的APP-Leture VR軟件,并在其官網每月定期發布VR教育內容。Rosenthal 開發的一款醫用外科手術學習系統通過控制實體操作桿對電腦屏幕上顯示的腹腔鏡虛 擬對象進行外科手術[12]。Alchemy VR公司嘗試現場實地采風作為素材后做成VR教育 內容。格拉斯哥大學與Sublime公司合作創建的VR教室中涵蓋了地質學、化學、哲學、 歷史、物理、解剖學等學科,促進了 VR課堂在高等教育的延伸。
      由于桌面式VR教育游戲缺少真實的3D體驗和聲音情境交互,而基于頭戴式設備 的VR教育游戲更易使學習者感受沉浸體驗,這類設備常常在實操環節上被大型公司所 使用,例如,全球軟件公司Bohemia Interactive Simulations利用AR頭戴式顯示器(HMD) 和VR部分任務訓練器(VR-PTT)為航空院校的教學提供更高效和更具成本效益的飛行 員培訓;在寶馬工廠的培訓中心,當地學徒在VR眼鏡的幫助下用油漆噴槍噴涂部件或 制作工件;Limniou等人設計了配合環境的VR系統來幫助學習者理解酸雨分子層面的 化學反應。
      激光控制的VR教育游戲在技術上尚未成熟,根據Google在2018年獲批的一份通 過眼動追蹤攝像頭來追蹤面部表情的專利,可以依稀推測該發明是利用機器學習算法和 眼睛追蹤傳感器來對眉毛和嘴唇運動的識別,以此推斷用戶學習時的相關表情。借助這 種新技術可以幫助實現逼真的用戶化身,從而進一步帶來身臨其境的體驗。
      國外對于語言教學的研究中,Julie試圖將VR數字游戲與語言教學相結合并致力于 如何將其普及到各個學年級的教室中,并總結語言類教學游戲五大特征:目標定向、游 戲互動、及時反饋、背景敘述、動機激發。Bryant提出語言學習型社區構建的設想,Tainio 等人在此基礎上提出語言社區學習中要強化學習者社會認知過程與語言社會化的培養 [15]。Chen基于Bloom的認知復雜性水平使用在線三維虛擬現實英語學習平臺,對學生 的學習效果進行評價實驗。結果表明,學生言語及認知能力獲得了一定程度上的提升, 在虛擬世界學習有助于形成復雜或高階的思維[16]。 Olulade 等發現采用保留母語教學的 雙語教學有效促進了兒童核心智力機制的發展。相較于單語兒童,雙語兒童調用語言神 經機制的效率更高。顯然,我國義務教育階段的英語教學無需考慮是否采用何種方案, 但是對于學習者的母語與第二語言之間的相互影響依舊值得我們留意。盡管VR教育游 戲在英語乃至語言教學領域的研究可參考文獻較少,然而在文章中可以看出國外學者對 于自身語言教學研究的定位以及軟件的開發上無疑是領先于我國的。
      1.2.2國內研究現狀
      我國對于計算機游戲與教育相結合的研究起步于在2005 年上下。隨著計算機圖形 學、計算機科學等技術的高速發展,VR技術在我國的研究在上世紀90年代初開始起步。 從凡妙然對于國內教育游戲相關的文獻進行的可視化分析上來看,當前國內教育游戲研 究熱點可以概括為三個方面:教育游戲的設計與開發研究、教育游戲的理論研究、教育 游戲在學科教學中的應用及應用效果研究。得出未來教育游戲的發展方向主要為拓展設 計與開發思路,重視跨學科應用,加強實證研究,提升理論高度[18] 。而高嵩等人提出了 國外VR教育研究面臨的研究聚合力不足、研究深度不足、研究生態失調等問題,為我 國的后續研究提供了借鑒意義卩刃。為此筆者在前期以WoS數據庫中近六年收錄的相關 國外VR與AR技術教育研究的英文文獻作為研究對象,以內容分析法對文獻總體趨勢 進行分析,得到以下我國在VR/AR教育研究的啟示:應加強學術交流與合作的同時細 化研究流程;促進多學科領域融合;堅持科學性與人文性相統一;力促新老技術協同創 新以推進VR/AR教育游戲設計開發[20]。
      盡管我國在該領域中起步較晚,但是在近年的風潮下仍有許多實踐上的亮點。香港 中文大學開發的“學習村莊2”,作為一個游戲化的計算機支持協作學習平臺,支持學生 以大型多人在線角色扮演游戲的虛擬學習環境下進行協作探究學習。游戲中的一個“村 莊”就是一個探究議題,學生可通過創建“村莊”成為“村長”,號召同學加入后成為 “村民”。一個議題的探究學習,在游戲中將持續四周。研究結果表明:在項目完成后, 學生對探究過程的認知和其探究技能都有顯著提升[21]。尚俊杰在Kirriemuir提出的主流 游戲的“清淡(Lite)”版本的基礎上創造性地將教育軟件與主流游戲的內在動機想結合成
      “輕游戲”的概念,為教育游戲在我國的開展提供了新穎的思路[22]。隨著VR技術的不 斷介入,以何聚厚等學者為代表的教育技術學專家們開始認識到學習動機對于VR教育 游戲的重要影響,在學習動機影響因素的理論模型的指導下,最新實驗結果表明構想性、 沉浸感、交互性、評價反饋和技術可用性共同影響VR環境中學習者的學習動機[23]。至 于VR教學效果如何,是否有助于學生學習成績的提高,尚未有一致答案,為此李寶敏 等人基于 40 項實驗和準實驗的元分析得出結論: VR 教學對學生學習成績產生了中等 程度的正向積極影響,而在教學對象上, VR 教學在提升中學生的學習成績上較為顯著 [24]。而在學科教學上,在當下新形勢的主導下該領域逐漸形成了中國特色的學科聚焦點, 以高義棟等人開發的高校思想政治理論課實踐教學中紅色VR展館為例,將VR技術服 務于思想政治理論課中,為思政理論課注入新的活力和新鮮血液,增強其吸引力和感召 力[25]。在英語教學上,國內有學者提出了大學英語“4A+4S”移動學習新模式,即實現 學生自主學習(Self-directed Learning)> 自主創新(Self-dependent Innovation)> 自主實踐 (Self-dependent Practice)和自主探究(Self-inquiry)的 4S 新型學習模式。4A 則是以 WIFI 為環境支持(Anywhere)、以電子資源為內容支持(Any Style)以及以移動端設備為工具 支持(Anyone, Anytime)的移動學習新模式。是指研究發現該模式能夠實現微學習資源地 方化、課程知識微觀化、課程設計情境化,為大學英語移動微學習營造了更好的大數據 環境,提供了技術資源保障[26] 。為構建具有中國特色的外語教學理論,北京外國語大學 的文秋芳提出了“產出導向法”理論體系,該體系分為三部分,其中以學科理念為指導思 想,理論支撐為教學假設,教學流程作為實現方式。同時提出,教師的中介作用體現在 教學的各個環節之中[27]。
      隨著理論研究的程度不斷加深,學校及市場也逐漸開始實踐層面上的探索。華為公 司與Strategy Analytics聯合發布了 VR教育白皮書《教育和培訓應用點燃VR市場
      運營商和VR產業伙伴合作共贏》。白皮書中強調,教育將是VR行業中發展最快的領 域,同時也將是最先落地的領域,VR教育市場將持續增長,潛力巨大。人大附中、北 京培新小學等學校相應國家的號召,將VR課堂這一新技術真正付諸于教學之中。與此 同時,“虛擬仿真實驗教學創新聯盟”在清華大學正式成立,聯盟旨在推進實驗教學項 目與現代信息技術的深度融合,實現行業技術與學校教學的創新融合。
      1.3問題的提出
      英語是一門應用性較強的語言學科,在初中階段學生與教師為了迎合中考,其學習 過程往往枯燥且無趣,與中學生的認知特點相違背。在我國傳統的初中英語教學中,學 生往往處于機械與被動的接受者,學習效率難以提高且學習興趣低下。如何打開學生興 趣的大門,將知識潛移默化地滲透入學生,是我們當下急需解決的問題。 2018年7月, 教育部基礎教育質量監測中心發布了《中國義務教育質量監測報告》,作為我國首份國 家義務教育質量監測報告,報告指出要著重指出要借助和利用大數據、 VR/AR 技術、 AI 技術、云計算等新技術,推進教師信息化教學服務平臺建設和應用,推動以自主、 合作、探究為主要特征的教學方式變革[28]。為此,研究者們從計算機游戲、教育游戲、 計算機輔助教學、輕游戲、智慧課堂等各個角度激發學習者興趣,維持學習動機,然而 在實踐效果上可謂是只開花不結果。
      因此,本研究嘗試將VR教育游戲應用于初中英語教學以此來探討以下問題:
      (1)大眾對于VR教育游戲的了解程度如何?
      (2)VR教育游戲應用于初中英語教學是否能提升中學生的英語學習興趣?
      (3)運用VR教育游戲初中英語教學是否可以促進中學生英語成績的提高?
      (4)師生對于VR教育游戲的使用態度如何?
      1.4論文結構與研究方法
      1.4.1論文結構
      本研究的整體結構如圖 1.1 所示。
       
      VR教育游戲的設計與開發
      VR教育游戲在初中英語教學
      中的應用
      總結與展望
      圖 1.1 論文結構圖
      Fig. 1.1 Paper's structure
      1.4.2研究方法
      (1) 文獻研究法
      通過前期的搜集、鑒別與整理教育游戲、VR/AR/MR技術、英語教學、教育技術等 相關文獻,并通過對文獻的研究形成對VR英語教育游戲的科學認識,以提供有力的理 論指導與邏輯支撐。
      (2) 問卷調查法 使用問卷調查法,以大連市某中學的師生為抽樣對象,目的是摸底該校硬件設備和
      教學設施的基本情況,了解教師和學生對于使用教育技術手段教學的態度。從師生雙方 視角了解游戲教學法的真實授課結果,以便對教學結果進行客觀總結。根據教學中遇到 的問題進行問卷的編制,根據問卷反饋對本研究所使用的VR教育游戲進行優化和改進, 為該成果物的推廣提供科學指導。
      ( 3)訪談法 對學校領導及教師進行訪談,分析當下初中英語教學中存在的問題,向他們尋求關 于教育技術應用于初中教學的建議,且整個訪談過程被錄音并用于后期的分析和總結。
      ( 4)實驗研究法
      實驗通過一款名為“n Order To Dr: VR教育游戲的案例,設置實驗班與對照班, 分別以傳統教學手段與VR教育游戲的教學手段,在初中英語學科課堂中予以前后測對 照實驗教學。經過對照教學,比較兩個班的英語成績,通過計算實驗前后對照班和實驗 班成績的統計描述、方差等分析數據來檢驗實驗假設。
      2相關概念與理論基礎
      2.1相關概念
      2.1.1教育游戲概述
      在希臘語中,教育(Paideia)和游戲(PaidiG這兩個單詞具有相同的詞根,哲學 家康德認為游戲是為了展示人的主體性自由,并將游戲解釋為“活動的自由和生命力的 暢通”。而游戲狀態是人的潛能得以噴涌之狀,是人最具有創造性的狀態,是人身心最 健康的狀態,是一種最佳的學習狀態[29]。不同于單純的游戲活動,教育游戲是以教育為 目的而開發的游戲,將枯燥乏味的學習內容以游戲的形式呈現出來,體現出了“寓教于 樂”的教學理念。而此時因為游戲化的實現門檻較低,無需獨立開發新內容,且使用方 式靈活,在教育和經管領域都能得到支持,因此有學者提出應該轉變應用領域的發展方 向,將應用重點放在教育中的游戲化而不是教育游戲上[30]。對此也不乏有質疑者認為, 在教育中進行游戲化設計始終無法取代教育游戲,因為教育游戲的內核是教學內容而非 游戲機制。無論持何種觀點,教育界對教育與游戲的一貫態度是強調其在教育教學中發 揮積極作用的同時,亦能最大限度地降低游戲這一屬性對于學習者學習的干擾[31]。教育 游戲使學習由傳統的直接學習轉變為間接的隱性學習的根本性變化,其具有的娛樂性、 教育性、互動性和虛擬性等特征,與初中英語教學所需要的情景化、會話性、交互性等 特點不謀而合,同時又有助于傳統教學模式的變革。
      2.1.2虛擬現實技術概述
      虛擬現實技術的概念形成于20世紀80年代,歷經多年,直到2016年VR元年的 到來,對于技術瓶頸上的攻克,設備成本的降低,沉浸感的提升,使虛擬現實技術應用 躍上了一個新的臺階,為VR時代的實踐教學迎來了新機遇。虛擬現實技術作為集仿真 技術、計算機圖形學、多媒體技術和傳感技術等多種技術高度綜合交叉的科學技術,具 有"31"特性,即沉浸性(Immersion)、交互性(Interaction)、構想性(Imagination)。
      與VR技術近乎同時代出現的還有一門技術叫增強現實(AR)技術,之后隨著技術的 成熟與深化,隨之出現了混合現實(MR)技術以及增強虛擬(AV)技術。為方便讀者對于 這幾個相似概念的理解,本研究引入了這幾類技術的關系圖,如圖2.1。
      混合現實
      (Mixed Reality,MR)
      現實環境 增強現實 增強虛擬 虛擬環境
      (Real Environment) (Augmented Real ty,AR) (Augmented Vituality,AV) (Vitual Environment)
      圖2.1 VR/AR/MR關系圖
      Fig. 2.1 VR/AR/MR relationship diagram
      前面我們提到現在主流的VR教育游戲包含基于桌面的虛擬現實、基于頭戴式設備 以及激光控制的VR教育游戲。而按照目前VR的硬件形態來劃分,頭戴式的VR教育 游戲設備的又可以分為三類:移動端頭顯(俗稱手機VR)、一體機頭顯(VR —體機)、 外接頭戴式設備(需要外接主機),這三類的展示效果層層遞進,其價格也是一類比一 類高。由于開發經費及實踐場所的硬件設備的限制,本文選取了移動端頭顯的頭戴式的 VR設備來進行教育游戲的設計與開發。
      2.1.3初中英語教學概述
      中國近代英語教學的發展主要歷經了萌芽、發展和維持三個歷史階段。鴉片戰爭的 爆發使封建傳統教育受到了強烈的沖擊。緊接著大量傳授英語、法語的洋務學堂相繼創 辦,以及京師同文館的設立,表明當時我國向西方學習已由觀念逐步轉變為現實。隨著 中華民國的成立,所制定的壬子癸丑學制中明確規定,開設英語課程的主要目的是讓學 生能夠理解和掌握英語文字方面的基本知識,并逐步提高學生的應用能力。由此,總結 出中國近代英語教學的主要特點為,英語教學在爬升期由被動地建設外國語學校,走向 在教學方法上從主動從照搬西方到探索出適合本國國情的方法[32]。而當前我國現代英語 教學的現狀大致可以總結為:教學語言知識傳授取代聽說讀寫等技能的培養,以升學和 四六級證書取代交際能力[33]。據統計,目前全世界約有 10億人自學英語,但其中 95% 的學習者都將面臨失敗。究其原因,正如德國著名社會學家哈貝馬斯說道的:“人類的 存在并不是以獨立個體為基礎,而是以雙向理解的交互為起點的”。傳統的英語教學存 在著以教師“孤獨的獨白”與學生“冷漠的應答”為表現的“刺激—反應”的機械過程, 課堂上的教與學淪為靜態而又獨立的單向行為[34]。實際上,語言學習不能僅僅局限于讀、 寫知識的掌握,更應注重知識的實際應用。傳統英語教學的最大缺陷正是如此,教師過 量教授語匯、語法等陳述性知識,學生缺乏對這些知識真實使用環境的了解與相應操練。 因此,新時代的英語教學應注重培養學生的交際能力,而VR教育游戲既能激發學生的 動機又能滿足英語學習所需的情景創設,可以說是最合適的情景腳手架。
      2.2相關理論
      2.2.1建構主義理論
      根據美國心理學家喬治•米勒提出的組塊理論,短時記憶的容量大約是7±2個單位。 學習者要想在短時間內記住超負荷的信息,必須對信息進行編碼,借助大腦中已有認知 對輸入信息進行組塊。字母或數字的集合體、詞匯或短語,均可視為一個組塊[35]。而記 憶和遺忘又是相對存在的,正如英語單詞記憶的過程中的遺忘是不可避免的。根據艾賓 浩斯的遺忘理論,遺忘的規律是先快后慢,英語VR教育游戲將抽象的單詞學習虛擬而 又具體的形象化,能夠對學習內容的及時復習和反復強化,將短時記憶轉化為長時記憶 [36]。
      建構主義學習觀認為,學習即為學習者在新舊相互作用下主動地進行意義建構的過 程。該理論還認為情境創設、意義建構、交互對話以及小組協作和是學習環境中的四個 必備條件[37]。在情境教學理論所延伸的兩層含義中,情境即學習者在學習過程接觸到的 虛擬環境與物理環境。交互即學習者對于知識的獲取是通過不斷的交流與互動,而非通 過機械地概念組合或羅列。從情景教學理論延伸出來的情景教學法在英語教學中得到廣 泛的應用,該教學法是指教師在教學過程中有目的地引入或創設具有一定情感色彩的、 形象且生動的場景,在激起學生情感體驗的基礎上,進而使學生的知識技能、心理技能 得到均衡發展[38],對于許多空間想象困難的學生來說,沉浸于虛擬現實為他們提供了提 高空間能力的機會。
      本研究即以VR教育游戲作為“腳手架”為學習者搭建情景圖式,將知識情境化,以 學習者為中心進行自主高效的意義建構,將學習過程動態化,使學生在虛擬環境中交互 合作,最終達到順應與平衡。
      2.2.2心流理論
      心流的概念最初源自著名心理學家 Csikszentmihalyi ,他發現人們在從事工作的時候 幾乎是全神貫注地投入,常常將所有無關的感知過濾,而這種沉浸是源于活動過程中產 生的樂趣。這種由全神貫注所產生的心流體驗,被認為是最佳的體驗,并以此構建了心 流模型來進一步解釋游戲給游戲者帶來的沉浸體驗,如圖 2.2所示[39]。當游戲任務與其 技能層次匹配時,他們的體驗流不會偏向焦慮或厭倦。因此, VR 教育游戲的設計就是 要盡可能地將學習者包裹進流體驗的通路中。
      為了更好地運用心流理論, Kristian 將沉浸分為三類,沉浸前因、沉浸體驗、沉浸 結果。沉浸前因中包括了學生的先前知識水平,游戲設計者應當尊重學生的先前經驗, 在英語教學中應當規避學生的默會知識,以達到學生的“沉浸最近發展區”。而沉浸體驗 的深入取決于游戲設計中環境的創設與任務的安排,并非所有的學習者都有“內在自我 體驗"的特點。正如Shin所指出的,沉浸感的重要性主要來自于用戶的認知,學習者的 同理心與具身認知是VR任務設置最重要的兩個因素。因此需要在設計時應注意創建合 適的虛擬環境、減少干擾因素、目標明確、學習內容難度適宜、學習者能夠控制進度、 建立規則、提供及時持續地反饋等。而學習者進入到游戲所帶來的沉浸流之中后,隨之 而來的就是游戲沉迷問題,如果能在沉浸結果上應適當考慮游戲時間限制與學生沉浸體 驗的雙向影響,如此一來就能使學生達到深度學習的同時,又能遏制游戲沉迷的發生[40]。
       
       
      學習者獲得的技能
      圖 2.2 心流模型[39]
      Fig. 2.2 The flow model
      2.2.3具身認知理論 具身認知理論通過探尋身體與認知、環境之間存在的聯系,發掘了身體在認知和思
      維中的潛在作用,該理論認為身體的物理屬性決定了學習者在認知過程的步調與進程, 并與認知、環境構成了動態的統一體。研究發現,純自然的環境與實驗室創設環境均會 在語言學習中對學習者起著同等權重的影響,因此將言語知識靈活地遷移到創設情境之 中,使學習者有效地內化新知識,通過在不同類型的實用情境中演練完成對知識的應用。
      VR 技術已初步證明其在同理心,亦可以稱之為共情或移情培養上的有效性,其中在認 知上能提高對特殊人群的理解,在情緒上能實現與學習者情緒共鳴,在行為上強化了學 習者助人行為。 Kristian 所提出的體驗式學習模式也倡導學習者在模擬的真實環境中視 為獨立之個體參與到虛擬社會中,實驗發現學習者由當初的邊緣性參與實踐,逐步成為 整個VR學習環境共同體中的核心,并借以VR技術為橋梁來搭接虛擬和現實中的問題。 同時,該理論的提出有利于游戲設計者從協調統一的視角來看待游戲的設計與開發。開 發出具有感官與運動系統、身體與神經結構的化身顯得尤為重要,這不僅決定著游戲玩 家是否能夠通過虛擬化身靈活且充分地獲得VR環境中的具身體驗和主體性的操作,而 且還影響著用戶的VR環境下的認知方式、知識獲取的動機性以及整體學習效果[41]。
      由 Kristian 提出的經驗游戲模型所提煉出的經驗學習理論同時具備了游戲學習以及 語言學習的適用性[42]。首先,該理論認為學習是通過經驗創造知識的過程,強調學習的 推進在于學習者在學習與再學習這一循環中不斷地對一問題產生認識,嘗試認識,檢驗 認識,并由此產生新的思想認識,而教育游戲的游戲性為經驗學習提供了多個體驗學習 機會使之成為一個理想的學習螺旋。其次,經驗學習理論強調對學習內容的具身體驗、 切身實踐和自身總結,因而能夠很好地與二語習得的語言輸入、語言輸出和學習過程三 部分形成閉環。
      2.2.4人本主義理論 馬克思在揭示人的自然屬性和社會屬性辯證統一的基礎上追求人的自由而全面的
      發展[43]。然而,隨著自然科學的強勢介入,教育技術逐漸從人文時期的“浪漫理性”替 代為了“工具理性” 。 “實用主義”價值觀已滲透于教育的各個方面,以人為本的教育 觀悄悄地發生了轉變,表現為重電、輕教、見物不見人和偏理工輕人文[44]。這使得教育 技術逐漸偏向見物不見人,且與人學思想相背離的單行道。正如福柯所說:“我們生活 在我們自己創造的、籠罩在自我權力效果之中的、無所不見的機器之中,因為我們自己 也是這個機器中的一部分”。為此,我們不得不去深思教育技術逐漸物化的成因及其消 解方式,重新構建從物化走向教育現代化的創新之路。為此,郝兆杰提出了兩點要求, 在認識上要理清教育技術的本質、追問教育主體、重新審視教育技術“工具化”取向, 在實踐上軟硬并重、重視學習者情感因素、關注信息時代的德育[45]。
      社會比較理論認為,社會比較是人類認識自我并探索自我的本能需求,通過個體間 的比較,人類可以獲得更為準確的自我評價,以此得到自我激勵。傳統課堂難以滿足師 生的社會性需求,而通過虛擬現實技術所構建的虛擬社會恰好能夠滿足這種內在的需求 [46]。一言以蔽之,人是教育的對象,亦是教育的歸宿,人的發展才應該是教育技術最根 本的著眼點和立足點。
      3VR 英語教育游戲的設計與開發
      3.1VR教育游戲設計目的
      傳統的初中英語教學的最大缺陷正是迫于應試教育的壓力,教師注重教授語匯、語 法等陳述性知識,教學僅僅局限于讀、寫知識的掌握,忽視知識的實際應用。學生缺乏 對這些知識真實使用環境的了解與相應操練。為此,本研究設計的VR教育游戲試圖以 創建情景腳手架來激發學生的動機,滿足英語學習所需的情景創設。通過問卷調查了解 大眾對于VR教育游戲的了解程度如何,并嘗試將VR教育游戲應用于初中英語教學以 此來探討VR教育游戲應用于初中英語教學是否能提升中學生的英語學習興趣,以及否 可以促進中學生英語成績的提高,進而探討師生雙方對于VR教育游戲的使用態度。
      3.2VR 教育游戲設計
      3.2.1需求分析
      需求分析是軟件設計與實現的前提,通過需求分析,發現問題所在,明確成因并尋 求解決方法。首先,在用戶需求分析上, VR 教育游戲需要給用戶提供更友好的界面、 更便捷的游戲操作、更新鮮的交互體驗,以此豐富學習者的學習體驗并提高學生的積極 性。同時還應減少學習者手機屏幕等對視力和屏幕輻射的危害,適度將學習者從手機沉 迷中轉移出來,以達到學習者的健康成長及全面發展。其次,在設備性能上,不僅要實 現教學的基本功能,還要保證游戲功能的完整性與兼容性,以及游戲運行的流暢性。想 要用戶獲得更好的體驗,在后期開發中的設計優化亦是不可或缺的任務。
      3.2.2學習者分析
      只有充分了解學習者,才能設計出適合他們的教育游戲軟件。正如馬克思所說:“對 特定對象最有效的研究工具就是以對象的個性為出發點或對其進行抽象概括,從而形成 理論或研究模型”。因此對于學習者的分析需要從多維度因素上考慮。
      學習動機作為一種能夠維持和導向學習者行為的心理狀態,學習動機高低制約著學 習者的學習效率。最早開始這方面研究的 Malone 歸納出了控制游戲動機的四要素,即 挑戰、控制、好奇和幻想。隨后, Sims 發現角色扮演類 VR 教育游戲能夠顯著提高學 習者的學習動機。 Limniou 等人也通過實驗印證了沉浸式游戲學習環境能夠激發學習者 的興趣和動機這一事實。 Chen 探究了虛擬學習環境對學生認知與語言發展的影響,結 果表明其沉浸式學習環境對學習者的語言認知有正向影響[23]。因此,在教育游戲軟件的 設計與開發中,考慮學習者的參與動機的同時,亦要考慮學習者的學習動機,如此才能 開發出適合學習者VR教育游戲。
      積極情緒是指學習者在目標實現中取得進步或得到外界積極評價時的感受,在游戲 情境性中如何激發學習者的積極情緒,成為VR教育游戲成敗之關鍵。研究發現,游戲 中用戶透過積分獲取、目標達成等事件均會激發積極的情緒烘托,而在這些事件結束后, 喚醒水平將持續成倍地下降。為此,馬穎峰等人提出了針對教育游戲的積極情緒誘發策 略:在游戲難度上進行情緒調控以保證新手玩家的游戲體驗;游戲需滿足核心機制、游 戲交互以及故事情節三大要素設計;注重游戲的重復可玩性[47]。
      語言類知識的學習從來就無法脫離具體的使用環境,而任何從單一環境中獲取的語 言知識一定是欠缺結構層次的。傳統的初中英語教學中,學生獲取的語匯、語法知識常 常缺乏與使用語境的匹配,且大多呈碎片化形式呈現,由此致使學習者在面對面交流中 不易發生遷移。不僅如此,由于學習者對于自身外語水平缺乏自信,而外語學習者最大 敵人就是莫名的焦慮感。與實際語言環境相比,學習者在虛擬空間更易放開戒備,破除 焦慮, VR 環境下的學習者可以自主地挑選交流場景、對象以及難易度等,反復練習直 到熟練掌握,在該環境下既滿足了學習者的情感需求,又有效地降低學習者的焦慮[37]。 根據美國斯坦福大學博士 Ketaki Shriram的游戲心理學研究,這種通過為體驗者打造化 身的虛擬環境能夠激發用戶的同理心,引起用戶共鳴。而就虛擬化身而言,它能夠放松 學習者在現實世界的心理,可產生強烈的依戀感,并將他們對于虛擬角色的感知帶入物 理存在中,讓學習者獲得更深層次的內心共鳴。
      3.2.3教學分析
      教學分析主要包括教學目標和學習目標、學習內容和游戲主題的分析以及教學設計 的分析。教學目標需在教學之前設定,后可根據教師預期教學活動的發展方向以及實際 的教學效果來修訂。通過對教學目標的分析能夠更好地設計整個教學環節和教學內容, 并展開教學活動,分析三維教學目標:知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀。 而學習目標可以根據加涅的學習類型分類分為以下幾個方面:言語信息、智慧技能、心 智運動技能、態度技能。在學習內容上需要貼合教材、與教材優勢互補,否則可能增加 學生的學習負擔。因此教材必然要成為教學內容的載體,才能取得理想的教學效果。在 游戲主題的選擇上主要強調:創設有利于學習者英語學習的沉浸化虛擬情境,教師教學 講求過程的完整性,使學習者帶著問題進入情境,帶回知識與技能回到現實中。認知靈 活性理論認為,學習者有效內化新知識的條件是能夠將知識靈活地遷移到其他情境之 中,并認識到概念、技能的復雜性與情境依賴性,以至于在不同情境中的演練完成對知 識的認知與運用[48]。同時以視覺形式和語言形式呈現知識從而增強記憶和識別能力以達 到知識的可視化。其價值首先在于,能夠抹除文字冗余及次要信息,降低認知負荷,促 進圖式精致化。其次,通過虛擬現實技術的視覺輔助聯結新舊知識網絡,以促進知識的 重構與內化。再者,可視化的知識形態使內隱知識外顯化,外顯知識生活化。文秋芳教 授提出的“產出導向法”理論體系準確地反映出學校的本質,突出強調了教師的主導性 原則,且對于“以學生為中心”的理念持否定態度,以此提出“學習中心說”,并主張 教學必須要實現教學目標和促成有效學習的發生[27]。為遵循該理念的施行,在本研究的 VR 教育游戲中,學習者通過個體化的學習和感知在虛擬現實環境中占據主體地位,而 教師在內容獲取及節奏的把控上依舊占據主導地位。正如Mayer認為的那樣:“技術本 身并不會引發或促進學習,最重要的是找出教學中技術應用的最佳教學設計方法。 [49]” 根據何克抗對于教學設計基本要素的概括,主要分為教學目標分析、學習者分析、學習 環境設計、教學策略的選擇以及教學結果的評價[50]。本研究中的實驗班英語教師以此為 依據進行VR教育游戲的英語教學設計。
      3. 3 案例例“1 Order To Dr. ”開發
      本案例游戲為前期筆者的團隊研究成果,該游戲以Android系統為開發平臺,采 用 3DsMax 及 MagicaVoxel 的建模工具進行環境及人物的建模,借助暴風魔鏡所提供 的 Mojing SDK 開發包為在 Unity 3D 平臺上的開發與運行提供支持。
      3.3.1案例簡介
      本研究所開發的名為“In Order To Dr.”的案例是一款基于虛擬現實技術的移動端解 謎類單擊英語教育游戲,學習者進入游戲后接受游戲任務,即依靠細節配合道具的使用, 尋找線索并進行推理。解出相應題目,最終成功串聯線索,獲得“研究成果”獎勵。游戲 流程如圖 3.1 所示。
      匈牙利心理語言學教授Dornyei提出的“二語動機自我系統”將洎我”與“認同”融入 其中,并將系統分為三部分:理想二語自我、應該二語自我、二語學習體驗。由此,對 應本文VR教育游戲中的各個環節為解謎最終關卡、完成解謎需要得到的線索以及所處 解謎游戲密室的環境及其游戲體驗。學習者依托設定好的化身形象,根據任務線索發現 問題所在位置并回答出問題,獲得下一步的線索提示。在此過程中,學習者促使自身產 生語言學習的意愿,以此來消弭“現實的二語自我”與“理想或應該中的二語自我”之 間的差距,進而激發二語學習的動機[40]。
      該游戲中的測試題目按照英語單詞的詞性和語法進行劃分,玩家需借助課上教師所 講授的知識點完成測驗。當玩家加載游戲界面后進入游戲,系統中會通過英文的系統提 示及 NPC 對話了解游戲的背景及規則,以發揮游戲的腳手架功能。在完成第一個英語 測試后,學習者即可獲得“逃生寶典”(如圖3.2所示),內含該課所涉及到的語法知 識點,且可在游戲進程中隨時查看。接著玩家在游戲設定的密室環境中尋找過關線索, 在游覽游戲場景的過程中,找尋目標并通過鼠標或手柄點擊,選中并拾取道具。找到適 用道具的場景后,會觸發不同類型的英語完型填空的題目測試,對應的題目會分別呈現 在師生的操作界面中,及時的反饋可以在認知與情感上鼓勵正確學習行為或糾正錯誤表 現,以提升其進步的空間,反饋過后會獲得更多提示線索或者隨機道具。最后,玩家根 據線索道具,破解游戲的謎題,完成最終的測試題目后,即可獲得“研究成果”,證明 “陳博士”無罪,從而成功拯救出陳博士,完后通關(如圖3.3 所示)。本案例的開發 結合了當下熱門的密室逃脫真人游戲,以解謎式策略類游戲為藍本,其目的是為了幫助 學生深度學習并在情境中運用課上教授的英語單詞及語法知識點。此外,該案例還加設 了游戲之外的VR體驗區,用戶可通過頭戴式設備(暴風魔鏡)來進行游戲的交互,當 凝視圓點每對準一個物體時,屏幕就會彈出相應的英文單詞和讀音。其中問題設置環節 會依據英語語法知識點環環緊扣,反復查閱的過程中可加深學習者對知識點的理解,使 學習者在主動探索的過程中學習知識。在后期擴建游戲時,可以根據玩家所需要的學齡, 知識點類型,設置不同的內容關卡以及測試難度[51]。
       
       
       
      圖3.1案例“乃Order To Dr. ”游戲流程
      Fig 3.1 The game flow of the case “In Order To Dr.”
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
       
      圖3.2案例“In Order To Dr.”中獲取“逃生寶典”的游戲截圖
      Fig 3.2 In the case of “In Order To Dr.” to obtain "Escape treasure book" game screenshot
       
       
      圖3.3案例“In Order To Dr.”中拯救岀陳博士的游戲截圖[51]
      Fig 3.3 A screenshot of the game to save Dr. Chen in the case “In Order To Dr.
       
      3.3.2場景架構 本案例的開發架構主要包含以下幾個方面:場景與人物模型的創建與優化、模型導 出與導入、場景燈光設置、背景音樂和音效設置、VR漫游操作的實現、調試與運行。 如圖 3.4 所示。
       
       
      圖3.4 案例% Order To Dr.”開發架構圖[51]
      Fig 3.4 The case “In Order To Dr.” development architecture diagram
      4VR 教育游戲在初中英語教學中的應用
      4.1實驗設計
      本實驗對象來自大連市內一所普通類型初級中學,實驗選取該校初二年級兩個班共 70 位學生作為被試,其中 50%為男生(35 人), 50%為女生(35 人),另外有兩名英 語授課教師參加該實驗活動。參與被試的年齡在11至16歲之間, 漢語是母語,第二 語言均為英語。所有被試成員又各班教師根據學習者以往的成績搭配分為對照班與實驗 班,兩班由男女均等、成績水平相近的成員混合組成。從圖 4.1 上來看,兩組班級學生 對于VR設備的了解程度基本呈正態分布,且兩個班級的學生的了解程度差異不明顯。 同時,對照班中對VR設備一般了解以上的學生占比達到65.7%,可以認為該比率有利 于 VR 教育游戲的實施教學。
       
      圖4.1對照班與實驗班學生對VR設備的了解程度對照圖
      Fig 4.1 Comparison diagram of students' understanding of VR equipment in the control class and the experimental class
       
      收集的數據主要包括前測數據和后測數據等兩個部分。前測數據通過線上線下問卷
      調查以及實地訪談等方法獲取,前期由經驗豐富的班主任教師對班級成員的選擇上進行 了合理分組,因此無需對學生的成績進行同質前測。接著采用觀察法和問卷調查法對參 與實驗的兩個班級進行準實驗研究,控制班為傳統學習環境中的班級,實驗班為使用 VR 英語游戲的班級,實驗對照學習持續時間為兩周。實驗結束后立刻對學校領導及授 課教師進行訪談,并對師生發放問卷調查,實驗后的訪談與問卷主要側重考量校領導的 看法,以及師生的態度與建議。同時對兩組班級進行后測,測試內容偏向考察學生對于 知識點的掌握與運用。收集到的訪談數據將進行定性分析,而問卷數據將投入 SPSS 軟 件進行描述性統計分析以及線性回歸分析。
      4.2應用模式
      隨著以學習者為中心的深度學習的迫切需求以及VR技術的逐漸成熟,助推了的基 于虛擬現實技術的深度學習環境的融合。深度學習方式促使學習者為了理解而學習,主 要強調學習內容和學習者先前知識經驗之間的聯結,重視其批判性理解,改變了當前教 學中低層次思維目標的機械學習現狀。由此,本研究將VR教育游戲應用于初中英語教 學之中,以情境遷移為條件,批判性思維為導向,促進學習者的高階思維發展,并試圖 構建虛擬現實深度學習的教學環境,如圖4.2所示。
      課前預習
      學習 學前導入 課件
      I者彳沉浸探究彳游件
      交互協作3戲
       
       
       
       
      具身經驗——深度移情
      I抽象概念 意義建構 I交互評價——深度反思
      圖 4.2 VR 深度學習環境的應用模式[52]
      Fig 4.2 Deep learning environment application mode based on VR technology
      VR技術的深度學習環境的創設由教師端多媒體大屏幕與學生端手機VR一體機組 成。在投入成本有限的情況下,有效地保證了學生發現問題與實踐活動的第一視角,教 師儼然成為一名虛擬導游,學生在臺下可使用手機VR設備進行在線彈幕互動,而彈幕 也會投射到大屏幕中,既解決了教師無頭顯設備而無法觀察學生學習狀況的情況,同時 又增加了學習的趣味性與交互感,極大限度地解決了教學效益邊際化問題。
      學習活動的設計分為VR學習者端以及現實教師端。學習者通過佩戴手機VR設備 在課前預習階段以及課上小組探索階段,同時為保證學習者個性化學習,允許學習者對 自身的課件進行修改與添加,并根據學習者的答題效果來對下一步的學習內容進行有效 推薦,以此保證學習內容的持續性與延展性。
      作為深度學習環境下的主體要素,學習者需要與學習環境、學習任務之間進行動態 的交換,主要經歷三大轉變過程。首先,由學習者的具身經驗轉向對學習活動的深度移 情;接著,根據原有的認知結構形成對新知識的抽象概念促使對概念的意義建構;最后, 教師在收集學習者反饋與建議的前提下引導學習者進行交互的個性化評價,暢談感受, 做到教師與學習者同步調地深度反思[52]。
      4.3教學案例
      實驗通過一款名為“In Order To Dr.” VR教育游戲的案例,設置實驗班與對照班, 分別以傳統教學手段與借助VR教育游戲的教學手段,在初中英語學科課堂中予以對照 實驗教學。現以第一周實驗班Unit 1 Where did you go on vacation?為例,附列該課的教 學設計,如表4.1 所示。
      表 4.1 第一周實驗班 Unit 1 Where did you go on vacation? 教學設計
      Fig 4.1 The teaching design of week 1 experimental class: Unit 1 Where did you go on vacation?
      教學目標 1.知識與技能:了解不定代詞的意義及使用規則,學會在英語活動交談 中使用 Where 與 How 進行提問,學會使用 Did 對過去發生的事進行提 問。
      掌握以下單詞: wonderful, most, something, nothing, of course, everyone, myself, yourself, anyone, anywhere.
      掌握以 下句 型: a. Where did you go on vacation? —I went to the mountains. b. Where did Tina to on vacation? —She went to the beach. c. Did you go with anyone? 一Yes, I did./No, I didn't.
      2.過程與方法:通過教師演示,配合VR教育游戲講解一般過去時態的 使用語境。開展小組探究學習,完成在VR教育游戲中一般過去時態的
       
       
      語境使用。運用一般過去時態的特殊疑問句,一般疑問句及其肯定、否 定回答。
      3. 情感態度與價值觀:感受過去時態在英語表達中的便捷性,提高利用 信息技術手段解決現實語境中的問題的能力。在使用VR教育游戲進行 學習的過程中,培養嚴謹求實的學習態度。
      教學重難點 一般過去時態的運用、一般過去時態在正確語境中的使用,yourself, myself 等反身代詞的用法,以及不定代詞 something, anything, someone, anyone 等詞的用法。
      教具 多媒體教室、VR教育游戲“In Order To Dr.”
      教學流程 活動內容 教學活動 時 間 分 配
      學生活動 教師活動
      一、VR教育
      游戲導入 學生佩戴VR教育游戲觀看課前導入視頻
      Show some pictures on the screen.
      Let students read the expressions.
      Free talk: ask students the questions: Where did you go on vacation? 觀看視頻 觀察學生 狀態 5'
      二、詞句講解 教師領讀單詞 填充教材文中缺失的句子,完成聽力 Focus attention on the picture. Ask: What can you see?
      Say: Each picture shows something a person did in the past.
      Let some students read the words in the box. Name each activity and ask students to repeat: Stayed at home, went to mountains, went to New York City.
      Went to the beach, visited my uncle, visited museums, went to summer camp. 跟讀生詞 完成填句 與聽力內 容
      VR 教育 游戲中聽 力練習 教師領讀 視察并評
      10'
      三、語法講解 一般過去時態的用法講解
      分小組討論并進行造句
      Point out the sample conversations and ask two students to read the conversation for 聽講并記 錄知識點 內容
      小組討論 板書講解 提問并評
      10'
       
       
      classmates.
      Now, work with a partner. Make your own conversation about the people in the picture. Students work in pairs, as they talk together, move around the classroom and give any help they need.
      Let some pairs act out their conversations. 造句并展
      四、虛擬情景
      運用 學生佩戴VR設備,進入VR教育游戲“In Order To Dr.”第一關的學習
      Role-play: Play the recording the first time. students listen and fill in the chart.
      Play the recording in the VR game a second time for the students to check “Yes, I did.” or “No, I didn't. ”
      Ask some pairs to act out their conversations in the real world.
      VR游戲中的習題測試:
      1.你去了哪里度假?
      you go on ?
      2.我去了紐約城。
      I New York City.
      3.My mother (buy) a new
      schoolbag for me yesterday.
      4.They (have) a great sale last
      weekend.
      Check the answers.
      Let students read the phrases in the chart of 2b. Play the recording the first time. Students listen and fill in the chart. Then, play the recording a second time for the students to check “No, I didn't.” or “Yes, I did” VR教育 游戲操作 過關
      VR 教育 游戲中的 知識點呈 現 虛擬課堂 中的習題 測試 完成書本 中的習題 觀察學生 使用狀 態,隨時 待命答疑 布置 VR 游戲中的 習題,并 解析答案 監督完成 書本中的 習題 10'
      五、真實情景 Give students some possible answers: 以小組為 提示學生 8'
       
       
      練習 People usually go to some places of interest for vacation.
      小組為單位上臺運用一般過去時態與所學 單詞造句進行對話
      Let students recall the VR game you have played and match the people, place they went. 單位根據 在 VR 教 育游戲中 所經歷的 游戲場面 上臺對話 展示 運用一般 過去時態 與所學單 詞造句進 行對話 指導并評 價
      六、總結 總結課堂所學
      由 some, any, no, every 構成的復合不定代 詞作主語時,都作單數看待,其謂語動詞 用單數第三人稱形式。例如:
      Well, everyone wants to win.
      Something is wrong with my watch.
      Nobody knows what the future will be like. There is something for everyone at Greenwood Park.
      除 no one 以外,其他復合不定代詞都寫成 一個詞。
      布置作業:用英語詢問你的父母或朋友,她 們(他們)假期都去了哪里?看到了什么? A: Where did you go …?
      B: I went to...
      A: Did you see...
      B: No, I didn't. / Yes, I did. 回顧課堂 所學 學習經典 例句 課堂總結
      布置作業 2'
       
      4.4結果分析
      4.4.1 大眾數據調研分析
      為理清大眾對于虛擬現實教育游戲的了解狀況,筆者采用了問卷調查的方法在線上 進行了抽樣調研。共計發放問卷250份,實際回收有效問卷212份,問卷有效回收率為 84.8%,問卷所涉及內容包括個人基本信息、對于教育游戲的了解、對于虛擬現實(VR) 技術的了解、是否愿意讓子女在學校使用虛擬現實教育游戲進行學習等方面。問卷對象 基本信息如表4.2所示,經SPSS對主體問題的信度分析得到Alpha=0.564<0.7,說明問
       
      卷具有一定的可靠性。
      表 4.2 問卷對象基本信息統計表
      Fig 4.2 Statistical table of basic information of questionnaire subjects
      屬性 類別 人數 百分比
      77 36.32
      性別 135 63.68
      18歲以下 12 5. 66
      年齡 18-25 歲 86 40.57
      26-35 歲 61 28.77
      36-45 歲 47 22.17
      46 歲以上 6 2.83
      學歷 高中及以下 10 4. 72
      專科 18 8.49
      本科 139 65.57
      碩士研究生及以上 45 21.23
       
      為分析大眾對于兩類技術的了解程度,設置了問卷中的題目。首先,從總體數據來 看(如圖4.3所示)大眾對于教育游戲的了解程度不及對于VR技術的了解,有19.34% 的人甚至從未聽說過教育游戲,而27.83%的人卻親身體驗過了 VR設備。可見教育游戲 的群眾基礎較為薄弱,達到一般了解以上程度的大眾個體還未超半數,這一方面暴露出 教育游戲在發展初期到現在的市場應用程度始終不高,另一方面從教育游戲的受眾群體 上來看,其受眾面是在校學生,如果不是從事該行業的人群,很難有所耳聞。相比較來 看,VR技術的商業化程度就明顯高于教育游戲,VR技術可以與多類技術進行結合,且 受眾面廣,娛樂性更強。其次,從研究對象的性別、年齡、學歷、行業的信息對兩類技 術的了解的影響上來看。性別差異對兩門技術的了解程度影響不大;超過六成的 18-45 歲的人群對教育游戲“只是聽說過”或“一般了解”,而18-45歲的人群中分別有30%, 30%,23%的人親身體驗過VR設備;交叉分析發現,學歷的高低與對兩類技術的了解 程度成正相關;在行業的分類上,教育與IT行業對兩類技術的了解程度遠超其他行業。
       
       
      圖 4.3 大眾對于教育游戲及 VR 技術的了解程度對比圖
      Fig 4.3 A comparison of the public's understanding of educational games and VR technology
       
      為探尋大眾對于是否愿意讓子女在學校使用VR教育游戲進行學習的態度,筆者設 置了問卷中的題目 9。從餅狀圖 4.4 中可以看出超過六成的個體持肯定態度,其中“非 常愿意”的被試者占14.15%。經單樣本T檢驗得出P=0.008<0.01,說明統計結果有顯 著意義,可以推測出總體樣本的態度是支持讓子女在學校使用VR教育游戲進行學習的。
       
       
       
      4.4.2師生前測分析
      為探尋該校師生對于初中英語教學的看法,筆者抽取大連市某中學三個年級的英語 教師各一位,同時隨機抽取了十位來自該校各個年級的學生進行非結構化訪談。分析訪 談數據后發現,師生對于英語教學存在以下認知偏差。
      其一,初中生對于英語學科重要性上的片面認識。絕大數初中生在教師的督促以及 對于中考的壓力下,能夠意識到英語學習的重要性,這也是他們英語學習的根本動力。 但其中卻包含了對于英語學習價值認知的狹隘性,比如有些學生對于英語學習僅僅停留 在成績、升學等功利目標上,忽視了英語聽、說能力的培養,造成英語學科素質教育發 展失衡的狀況。
      其二,教師側重于學生讀寫能力的培養。當學生意識到英語學習重要性時,自身的 主觀能動性被激發出來,成績的提高不僅體現了學生對英語學科的認知程度的提高,同 時肯定了教師的英語教學成果。然而經過深入訪談發現,無論是學生還是教師,他們都 將英語能力的提高與英語讀、寫能力劃上等號,避而不談聽、說兩項技能的培養與學習 情況,并且學生成績的提升很大程度上掩蓋了這一問題。
      其三,師生對于當前中學英語學習環境的不滿。數據顯示, 42%的師生對于當前中 學英語學習環境感到不滿,其中不滿的原因主要概括為以下三點:學校缺少足夠的口語 交流機會、當下考核制度不利于英語的學習、不滿體現在強勢的母語語言環境。
      4.4.3課堂觀察分析
      在前測數據的指導下,進行了有針對性地課堂觀察,在實驗組為期兩周的課堂觀察 中筆者發現了以下教學現象。
      其一,在學生進行虛擬現實教育游戲學習活動與教師進行板書講解的切換時出現了 學生遲遲不摘下頭戴設備、交頭接耳、大聲喧嘩等現象。這種現象可以歸結為心理學中 的“游戲轉移現象"("Game Transfer Phenomenon"),玩家在游戲過后會在大腦里回想 之前的游戲音樂、游戲場景,長時間無法從游戲中抽離出來,而這種現象的出現顯然不 利于課堂教學。因此,筆者對學習者在每個游戲關卡切換到現實課堂的時間進行了統計, 如圖4.5所示,可以看出從游戲第一關到最后一關,學生從虛擬到現實之間的切換成遞 減趨勢,且在第一關后呈現出斷崖式遞減,而后趨于平穩。
      筆者分析出原因主要有以下兩點:首先,學生受到了教師的負強化影響,由于學生 從游戲第一關結束后切換出來的時間過長,教師使用懲戒權,對學生的行為施加了干預, 由此出現了第二關切換時間的驟減。再者,對新鮮事物的好奇心驅使學生在第一關久久 不愿脫離游戲,而后好奇心逐漸遞減,同時也反映在切換時間的逐漸縮減。對此,有學 者從視覺上減少視覺刺激并頻繁在虛擬與現實來回切換,在聽覺上減少背景音樂以及打 斷學習者無意識心理過程等方法來抑制該現象[53]。然而,正如實驗組課堂中學生在虛擬 與現實之間的切換時間曲線所展示的,教師的負強化引導以及學生自身好奇心的減弱正 一步步侵蝕著游戲的壽命及其教學效果。筆者認為,現階段的VR教育游戲還未達到理 想狀態下的沉浸效果,此時需要增設游戲中的沉浸感,延長學生的好奇心并以此帶動學 習動機的延伸。
      而如果以學習空間的角度理解,這種頻繁地使學生在虛擬與現實空間之間切換的學 習空間是遠不能達到“虛實一體”空間效用的。學習空間處于分離狀態,課堂紀律難以 維持,筆者對比實驗班與對照班課堂近兩周的違紀現象發現,實驗班課堂違紀率比對照 班高&3%。可以看出,雖然學生在VR環境與現實環境之間的切換時間逐漸縮短,卻并 未遮掩住課堂違紀現象,較之于傳統英語教學課堂,這種VR教育游戲的使用策略的確 暴露出了一定的課堂秩序問題。
       
      圖 4.5 學生在 VR 環境與現實環境之間的切換時間曲線圖
      Fig 4.5 Students' switching time curve between VR environment and real environment
       
      其二,借用經濟學中的邊際效益理論:當市場每增加一個單位消費品,消費品的需 求價值便隨之降低,而消費者會因為連續增加相同消費品而臨界于消費邊際的困境。將 其引入到英語教學可反映教師由于持續地程式化語言輸出以及信息投入的超載,從而造 成的教學的邊際化現象[54]。
      傳統的初中英語教學,在內容上常常以程式化語言呈現教學內容,例如固定詞組、 慣用短語或結構短語等。而在交流上往往竊取學生儲存的信息記憶來換得交流過程的順 暢。這種教師對于知識點的反復刺激起初會帶來學生短暫的,這種教師的獨白與學生的 應答表現是典型的“刺激—反應”的制度化機械過程,而后會導致學生對于知識反應程 度的遞減。
      而在實驗的第二周,實驗組的學生出現了課上注意力不集中的現象,這種使用了 VR 教育游戲進行學習,學生卻出現精神渙散的狀況使得授課教師始料未及。此時,筆 者觀察到教師以敲黑板、講笑話等傳統方法來再度吸引學生注意力,防止他們繼續情緒 倦怠。學生從主動的傾向性體驗轉向為被動的過度體驗的VR教育游戲使用方式,不僅 造成了學生學習風格的穩定性下降,還增加了師生雙方的邊際成本,導致了教學實際效 用的遞減[55]。而教師的這種臨場節奏把握能力的缺位,結合師生雙方對在線學習的效果 
      期待過高的認知理解,在一定程度上削弱了 VR 教育游戲的教學效果。換言之,運用 VR 教育游戲教學并不是讓教師撒手課堂主動權,相反,技術的運用造成的學生情緒波 動更加需要教師施加正向干預,教師正確的反饋能讓學生滿足自我效能感,而錯誤的反 饋讓學生眼神迷茫、面露失望,從而失去剛剛燃起的學習興趣。
      4.4.4后測成績分析
      為驗證案例教學使用效果,筆者與英語學科教研組的教師們進行商討,在教學結束 后為實驗班和控制班同學安排了 45分鐘的隨堂測驗(詳見附錄D),測驗囊括了聽力、 單項選擇、完形填空、閱讀理解、書面表達等題目,以此來驗證VR教育游戲能夠促進 初中生英語成績的研究假設,兩班分數對比見圖 4.6。其中實驗班80分以上成績在所在 班級占比54.28%,對比班80分以上成績占比31.43%,可以看出VR教育游戲應用于初 中英語教學有利于培養出高分成績。而成績在60分以下的學生中,實驗班有7名,對 照班有10名,由此看出VR英語教育游戲對后進生學習成績的正向提升效果較不明顯。
       
       
      使用SPSS工具對實驗班和對照班的測驗成績進行獨立樣本T檢驗,得出表4.3與 表4.4數據。從兩班成績平均值上來看,實驗班后測均值(mean=78.2571)明顯高于對 照班的后測均值(mean=69.4571),標準差分別為16.32815與16.67923。
      經Levene法檢驗,F值未達到顯著差異(F=0.075, p=0.785>0.05),則查看“采用 相等變異數” 一行。顯著性p值為0.029<0.05,表示測驗結果達到統計學意義上的顯著 水平。
      表4. 3實驗班和對照班學生英語成績統計量表
      Tab 4.3 Experimental class and control class students English score statistical scale
      班組 N 平均數 標準偏差 標準錯誤平均值
      對照組 35 69.4571 16.67923 2.81930
      成績 實驗組 35 78.2571 16.32815 2.75996
       
       
      表4. 4實驗班和對照班學生英語成績獨立樣本T檢驗測定表
      Tab 4.4 Independent sample T test table for English scores of experimental and control classes
      Levene變異 數相等測試 針對平均值是否相等的T測試
      F 顯著 性 T Df 顯著性 (雙 尾) 平均差異 標準誤差 95%差異數的信賴 區間
      下限 上限
      采用相 等變異 0.075 0.785 -2.230 68 0.029 -8.80000 3.94536 -16.67284 -0.92716
      績不采用 相等變 異數 -2.230 67.969 0.029 -8.80000 3. 94536 -16.67291 -0.92709
       
      4.4.5師生后測分析
      實驗結束后,實驗班的學生需填寫一份VR教育游戲學習環境態度測量問卷。問卷 包括評價反饋、沉浸感、學習動機、交互性、技術可用性、期待值和6 個維度,每個維 度包含 3 個題目,共計 18 道題,該問卷是將 Huang 等人在 2010 年的研究中的問卷修 改為李克特5 級量表而形成的(1表示強烈反對 2 表示反對 3 表示中立 4 表示同意 5 表示非常同意)[56], 從統計結果的雷達圖 4.7 上分析來看, 沉浸感維度的評分 (mean=4.681 )較高,可見學習者能夠沉浸到VR教育游戲中進行學習,而交互性 (mean=4.398)與技術可用性(mean=4.366)的均值較低,體現出軟件的短板,需要后 期在易用性上進行完善。值得慶幸的是,學生對于該軟件的價值反饋(mean=4.676)總 體向好,且在學生期待值(mean=4.889)的維度上的均值明顯高于其他維度,換句話說, 學生期待著下一次這樣類似的教學實驗走進他們的學習生活,這種期待不僅督促著研究 者對于英語課程與教學的改革,同時也在側面反映了初中生的學業壓力,短短兩周的教 學實驗對他們來說是一種壓力的釋放與壓抑許久的好奇心的探索。不管怎樣,總體來講 學習者對在VR教育游戲學習環境的態度整體水平較高,大部分學習者對這種學習方式 持肯定態度,該軟件為初中英語課堂提供了較好的學習環境,學習者能夠保持較高的學 習興趣和學習主動性。同時,在實驗之前所擔心的因為性別不同所造成的對于VR教育 游戲的態度差異,在問卷中并未體現出顯著差異。
       
      Fig 4.7 Students' VR educational game learning environment attitude description radar diagram
       
      在游戲類型的選擇上,學生們給出了問卷答復(圖 4.8), 29.72%的學生偏愛射擊 類,模擬經營類、策略類各占比 21.23%和 20.28%,而對于即時戰略類與休閑類游戲,
      學生們普遍認為較難適配于VR教育游戲,其中本文所提供的VR教育游戲隸屬于策略 類游戲。
      35.00%
      30.00%
      25.00%
      20.00%
      15.00%
      10.00%
      5.00%
      0.00%
      Fig 4.8 VR educational games preferred by students
      為進一步探究教師對 VR 教育游戲的使用態度,筆者對該校 77 名教師進行了問卷 調查顯示,教師對嘗試使用VR教育游戲教學的意愿較為平淡,其中年輕教師的使用意 愿要強于年長教師。為此,問卷中繼續詢問教師認為虛擬現實教育游戲的優勢與存在的 問題,統計結果如圖4.9所示。其中,“激發學習的興趣”與“活躍課堂氛圍”的兩項 優勢得到了教師們的廣泛認可,45.45%的教師肯定了 VR教育游戲能夠“提升學習效率” 的優勢。關于存在問題方面的討論上, “游戲沉迷”再此被教師們提名,仍有 38.96% 的教師堅信該技術會導致學生的游戲沉迷,而“技術不成熟”、“學校不支持使用”分 別占有35.06%和 25.97%。意外的是,除了“教師抵觸使用”、“學生不感興趣”兩個 選項所持有的少許比例,絕大部分教師對于VR教育游戲能夠“提升考試成績”的看法 持否定態度。在其他選項中,還有教師提到了設備價格太貴、對有身心沖擊副作用、影 響視力健康等問題。
       
       
      Fig 4.9 Statistical chart of teachers' attitudes towards VR educational games
       
      緊接著,筆者對教師進行了訪談,試圖了解教師如何看待虛擬現實教育游戲的發展 前景。借助NVivo軟件中內嵌的詞頻分析功能通過可視化方式直觀展示出訪談內容的主 要關注點。其中,圖4.10所展示的為訪談中教師熱詞詞云圖,結合其詞頻表4.5可以看 出學習、技術、學生是排名前三的關鍵詞。排名靠前的關鍵詞中,正向反饋詞居多,例 如,興趣、前景、激發、新穎、創新、效率。相比之下,負面詞匯的散播較為分散,總 結起來可歸納為以下幾個詞匯,沉迷(癡迷)、沉悶、克制、偏離、耽誤、損失、局限 性、推銷等。除此之外,中性詞的出現頻率雖少于正負面詞匯,然而在詞云圖的外圍還 出現了可能會隱含較豐富的信息量的中性詞匯,例如,成本(資金、高昂)、難度、課 本(教材)、持久、普及、父母等。
       
       
       
      Fig 4.10 Hot words in teacher interviews
      表 4.5 教師訪談的關鍵詞詞頻表
      Tab 4.5 Key words frequency table of teacher interview
      關鍵詞 詞頻 權重
      學習 12 1.7779
      技術 12 1.7779
      學生 11 1.7224
      興趣 11 1.523
       
      虛擬 7 1.4414
      游戲 7 1.4414
      教育 6 1.3488
      現實 5 1.242
      孩子 5 1.242
      前景 4 1.1156
      激發 4 1.1156
      教學 4 1.1156
      新穎 3 0.9609
      接觸 3 0.9609
      創新 3 0.9609
      科技 3 0.9609
      時代 3 0.9609
      效率 3 0.9609
       
      4.5結論探討
      研究結果表明,基于VR教育游戲的初中英語教學對學生學習成績產生了中等程度 的正向影響,且激發了學生的英語學習興趣,這一點與筆者先前的假設相吻合。
      同時在實踐過程當中也挖掘出了一些問題,例如,師生對于當前中學英語學習環境 的不滿、學生在使用VR教育游戲學習時出現的課堂秩序問題以及教師對VR教育游戲 的使用上存在偏差等問題。
      在實驗結束后對師生進行的訪談中同樣也出現了師生對于VR教育游戲的意見不統 一等現象。對此,筆者從以下幾個層面進行探討與建議。
      4.5.1 打破師生對英語學科知識的片面認知
      從師生前測訪談的分析中發現,無論是教師還是學生,對于初中英語學科的定位依 舊停留在應試層面,如此一來不僅限制了教師教學目標的完整性,同時又極大地磨滅了 學生對英語學科的學習興趣。而VR教育游戲在英語課堂中的介入,極大地改善了這一 現狀,游戲從教學內容上重新拾起聽、說技能的培養為出發點,同時該案例中創設的虛 擬情境也能夠激發學生的學習興趣,提升學習動機并匯成強大內驅力,推動學生自主、 持續地向提高語言能力的目標靠近。通過師生間在VR教育游戲中的“行”來帶動師生 對于英語學科知識的“知”,以具身移情的方式來轉變認知,形成良性循環。
      與此同時,學校應加大力度改善學校的英語學習環境,例如建設英語角進行口語交 流、配備有資歷的外教、每周進行英語班會、創設英語文化墻、設計開發英語校本課等 等,以此在外部環境中渲染正確的英語學科知識的認知,并配合VR教育游戲在初中英 語課堂內外生根發芽。
      4.5.2形成虛擬英語教學與傳統英語教學優勢互補
      傳統英語課堂大多是以教師為主導,教材為依托,學生機械且被動地接受知識并參 與活動。而虛擬英語課堂更加強調學生的中心性,以活動為依托,教師把控技術來引導 與輔助學生的學習活動,其目標為幫助學生提高英語水平。雖然虛擬課堂具有情境性高、 吸引力強、內容豐富等特點,然而在當下顯然不可能完全取代傳統課堂。
      首先,最理想的方式是虛擬課堂中運用教育游戲、虛擬現實技術等前沿技術作為傳 統課堂的有益延伸,以此來輔助傳統英語教學,教師適時、靈活地控制虛擬教學的時間 與空間。同時采用傳統英語課堂的教學法,如任務型驅動法、小組探究法等來充實本堂 課的教學內容。
      其次,將素質教育和全球化教育理念相結合,堅持以學生為中心的教學模式。改變 傳統的教師權威地位,在技術手段的牽引下,建立相對平等、相互尊重的新型師生關系, 構建融洽的課堂氛圍。在制定教學內容前,充分考慮學生的先前知識經驗及認知水平。 課上運用VR教育游戲優化教學活動,重視師生間,生生間的交互,使學生真正成為教 學的中心。課后通過學習任務的安排激發學生的英語學習動機和潛能,引導學生形成良 好的探索學習能力和批判能力。再者,學校要從領導層面上樹立正確方向的現代化教育 理念,并對教師加強主題教育,要求教師在實踐中創新教學方法,為學生創造良好的英 語學習環境和氛圍,使其在教學中向學生灌輸全球化教育理念,引導學生全面、科學地 學習英語。
      最后,有效推進VR教育游戲與英語教學的深度融合。要做到充分利用VR技術的 31特性,營造多元靈活的VR教學體系與生態系統,強調學習環境與學習情境的聯通, 提升學習沉浸感,充分調動學生的主觀能動性,同時還需強化學生情感陶冶,深化教學 價值內涵。 VR 教育游戲早已度過了被高調宣傳為顛覆教育方式或是變革教育方式的時 
      期,實踐表明無論是VR技術還是教育游戲至少在目前乃至今后很長時間,都將只是教 學的一種補充和加成。當我們以這樣一種態度去審視,給予該技術更多的理論與實踐研 究的空間,才更有助于VR教育游戲的融合與發展。
      4.5.3培養教師對教育技術軟件的使用方略
      正如黑格爾所:“把各個單項聯系在一起時,對這些單項來說都是外在的,并不涉 及它們的本質……只不過是一種并置、混合、堆砌或如此之類而已”[57]。正如課堂觀察 中所發現的那樣, VR 教育游戲與英語課堂的單項整合,能夠活躍課堂氣氛的同時亦會 造成教師慌亂和學習者混亂的雙重疊加。在意識層面上可以解釋為教師和學生并沒有做 好教育技術課堂整合的準備。而在在意愿層面,教師和學生參與的內生動力不足,教師 將該實踐視為走過場,沒有深入挖掘針對VR教育游戲的教學設計。然而這種將教育技 術軟件與英語教學課堂的硬性結合使得學習空間處于分離狀態,遠不能達到虛實一體的 空間效用。教師不得以在虛擬與現實空間中頻繁轉換。
      為此,針對學生不愿從VR設備中回到現實課堂中的狀況,可以在VR教育游戲內 設測驗環節,檢驗學生掌握知識程度的同時,過渡學生的沉浸情緒,減少疊加信息與原 有情境的脫離。另外,教師在懲戒權的使用上應適度適量,以情感性輸出作為支撐,消 解VR虛擬場域獨立所造成的學習者孤立,在課堂教學中強調精神支持,強化學習者通 過積極心態來調整自我學習狀態[58]。一言以蔽之,教育工作者需要地將語言教學逐漸轉 變為復雜的社會活動,在深層次語境下觸及學生的具身體驗[59]。
      教學的最小輸出原則指出:教師的知識輸出量需維持在教學需求的基準線上,防止 知識過載而造成學生的認知負荷。當教師與學生間被動地構成了施予者和承受者的供求 關系時,教師就需要重新衡量知識輸出的相對價值尺度,以此保證教學輸出容量控制在 學生的認知負荷之內,盡可能地延長學生對知識的新鮮感和技術的沉浸感[54]。而教師在 于學生情緒波動的抑制方面需要考量學生對VR教育游戲的期待值與其學習動機的倒U 型曲線關系,只有真正把控好學生期待值的合理區間,充分了解學生認知特點的基礎上, 才能獲得最大程度的學習動機,使學生達到流體驗,最終達到具身移情從而達到最佳學 習效果。
      在能力層面,教師的教學準備和實施水平與學生的元認知水平影響了教學融合的效 果,缺乏專業指導、自身重視程度不夠、教學策略欠妥等問題已成為教師出色完成教育 技術軟件教學的主要障礙。為此,筆者認為做好教育技術的課堂整合應用并不只是所屬 科目授課教師的責任,學校的信息技術教師這時應當站出來以自身獨有的技術視角來影 響其他學科教師的教學思維,指導其教學設計。同理,學校的心理教師可以從學生心理 及腦科學的角度對學生在教育技術軟件的使用時的情緒變化進行分析,為各科教師的教 學設計與方略提供參考。正如 Friedman 等人詮釋的:“認知科學是教育科學與腦科學 的中介,而腦科學是研究認知、教育的基礎”。科學成果的有效應用,取決于教育主體 的科學意識和科學知識水平,而科學意識與科學知識水平密切相關。因此,教育技術的 使用上亦是如此,只有真正懂得了如何用(方法)、用什么(知識),才會知曉技術的 價值并且習慣性地應用,進而促進理論和方法學上的真正革新[60]。雖然教師在決定課堂 教學行為上有較大的發揮空間,然而校領導對教師數字教育資源使用的支持程度和價值 導向必然直接著影響教師的教學行為。校級領導從宏觀角度結合學校特點和發展趨勢為 學校制定教育信息化發展愿景和行動計劃,只有當這種自上而下的愿景和教師利益高度 吻合時,教師們才會形成有必要的共識,激活其教育信息資源的使用行為[61]。
      4. 5.4理性看待VR教育游戲在教學中的地位
      從師生對于VR教育游戲正負面態度的起因上來看,學生正面態度的起因主要源于 對游戲的期待值與沉浸感,而教師正面態度的起因主要源于VR教育游戲能激發學生興 趣,提升課堂氛圍。可以看出師生雙方的正面態度起因的類型皆屬于“過敏性”屬性, 即易被激發,同時也易被消解。因此無論是教師還是學生,在對待VR教育游戲的看法 上會隨著時間上的推移倒向負面情緒。這種負面態度在教師的訪談中體現的尤為明顯, 訪談中教師吐露出負面關鍵詞多以技術性、客觀性、人為性的問題,這類問題難以在短 時間內解決,換句話說,相較于師生易燃起的正面態度,負面態度的消解與問題的解決 顯得尤為重要。因此,需要師生雙方、家長、學校理性看待VR教育游戲在教學中的地 位,平穩度過蜜月期的同時,竭盡所能地延長技術使用的保質期。在技術的支持上要保 障開放性環境下英語教學活動的正常秩序。預防可能出現的網絡暴力行為,防范惡意的 網絡攻擊,以干擾到正常教學活動的進行。
      另外,幫助學習者明確真實身份與虛擬身份的界限亦是今后需要考慮的問題。虛擬 世界中的美好與虛幻,可能導致學習者排斥真實世界,學習者將自己封閉在虛擬的“化 身”之中,以此來故意掩飾現實世界的身份,最終沉浸在美好的虛擬世界無法自拔。這 時一定有人會說,這就是游戲的沉浸感所帶來的壞處。在這里筆者想重申的是,任何一 款教學軟件或教育游戲對于學習者所帶來的影響在實施之初都是未知的,這也就是為什 么要進行實踐研究來驗證其教學效果,而在這個過程中該游戲所帶來的正向的、負向的 亦或是顯性的、隱形的效果不單單是由于該游戲所造成的,可能與學習者使用時的情緒、 使用時周圍的環境、學習者家庭環境以及其價值觀等因素有關。如果因為教育游戲能夠 潛在地造成所謂的“游戲成癮”而導致不愿回歸真實世界,那只能說這款游戲做的實在 太真實了。相較于適用于教學的VR教育游戲實在不敢與娛樂性的VR游戲相媲美,單 單從開發成本及游戲內容上來看,VR教育游戲還遠未達到吊起學習者胃口的程度。因 此,如果自始至終有人將教育類游戲所導致學習者可能的沉溺作為拒絕使用的理由的 話,那應該反思與整改恰恰的是現實當中的教師與家長了,正是他們將學生一步步逼進 虛擬的世界,將壓力一點點壓在他們的肩膀上,無處釋放壓力與“力比多”的初中生們 就算不在游戲中發泄,亦會在其他的地方發泄。而VR教育游戲既滿足了學生發泄壓力 的目的,同時又達到了英語知識的學習的目的,何樂而不為。
      4.5.5引導與支持VR教育游戲的良性發展
      政府層面要著力宣傳VR教育游戲,提供良好的技術成長氛圍,宣傳的模式建議既 要以VR技術的宣傳為藍本,從娛樂的視角慢慢引入到教育中來,又要始終高舉中國特 色社會主義教育的大旗,正向引導家長,消除其對技術的顧慮。 2019 年 8月教育部等八 部門頒布《關于引導規范教育移動互聯網應用有序健康發展的意見》,意見指出要明確 職能部門歸口,加強統籌管理,鼓勵通過第三方評估對教育移動應用的合法性、功能性、 安全性等方面進行檢測。中小學學習類 APP 需落實學校和教育行政部門的“雙審核” 制度。通過學生家長監督委員會,滿足家長對學校教學管理工作的知情權、監督權與評 議權[62]。
      相關機構需加大對應用于虛擬現實教學資源開發的投入,當前VR教育游戲的研發 與使用也基本處于自發和零散狀態,真正內含優質教學內容的VR應用軟件仍然稀缺, 同時,虛擬場景的處理上如果不夠精細,則會直接導致擬真感降低,從而在用戶體驗上 大打折扣。因此學校、政府和相關機構都應積極響應產教結合的號召,圍繞同一個教學 目標,發揮各自的專業優勢,研發高質量的虛擬現實英語教學資源。同時應當降低開發 成本,使更多的人能夠體驗到VR教育游戲,使之逐漸走向平民化。
      在開發VR教育游戲類型的選擇上建議首先考慮射擊類、策略類、模擬經營類游戲, 在形式上注重沉浸感、學習動機、期待值三個維度的檢驗。在內容的呈現上要符合黨的 教育方針,嚴格遵守國家法律法規,體現素質教育導向。創設的虛擬情景要貼近社會與 生活,增強其公民意識,培養其參與家庭、學校、社會生活的能力,在無形中培養學生 的競爭與合作意識[63]。而教師在使用任何技術進行學習時,都必須從消費轉向內容創造。 讓學生有機會在虛擬或增強程序中創建內容,可以幫助他們掌控自己的學習節奏。
      在教學評價上,研究者還需將視角轉向如何為學習者提供個性化的診斷與學習策略 以及如何開展基于游戲的教學評估等[64],在反饋機制的設定上可以仿照商業游戲的做 法,即通過游戲角色的升級、情節帶入、積分獲取等多種手段來增加可玩性,延長學習 熱情。同時,在軟件的評價上要逐漸培育出獨立的教育軟件評審組織機構,并培養出評 價機構的骨干成員,更新和細化現有的評價指標。此外,教育游戲名稱的設計要更易于 大眾接受,合理規避偏見[65],以此打破家庭和學校之間協作的壁壘,使越來越多的家長 與教師以積極的態度共同努力構建VR教育游戲的管理共同體。
      5總結與展望
      雖然在實驗結果上看,在初中英語課堂中運用VR教育游戲教學能夠有助于提高學 生的成績。但是在教學實踐過程中卻出現了各種問題,這些問題的解決需要政府、校方 領導、教師、家長、學生、社會大眾的共通努力。 2019 年2 月,中共中央、國務院印發 了《中國教育現代化2035》,作為我國首例以教育現代化為主題的中長期戰略規劃。文 件要求,到 2035 年,總體實現教育現代化,邁入教育強國行列,并提出了推進教育現 代化的十大戰略任務,其中包含了“加快信息化時代教育變革,推動教育組織形式及管 理模式的變革創新,以信息化推進教育現代化” [66]。VR教育游戲作為教育信息化浪潮 中的一個浪花,能為宏觀的教育現代化變革做出的貢獻確實有限。因此,中國在這項改 革的道路上除了需要國家政策上的助推,還需要教育技術各個分支的協同發力。為此, 筆者對我國教育信息化的研究趨勢進行展望,以期為研究者們提供參考。
      5.1混合現實技術教育應用
      如果說2016年是虛擬現實技術的產品爆發年,那么2017年進入中國的“HoloLens” 則是另外一種模糊虛擬現實和增強現實之間界限的的展示方式——混合現實技術
      (MR)。與VR與AR技術的體驗方式不同,MR能讓我們與周圍的真實世界互動,用 戶看到的虛擬物體和真實物體幾乎無法區分。
      正如2018與2019年的《地平線報告》(高等教育版)均將MR技術視為將在近幾 年內實現初步應用的技術。這種以虛實融合、實時交互、三維注冊等為主要特征的技術 將以獨特優勢在教育領域展現其巨大的應用潛力。可以說,無論從沉浸感與視覺效果, 還是從交互體驗與活動范圍上,MR技術都結合了 VR與AR技術特點與優勢,融合產 生的新的可視化環境,給用戶帶來更深層的沉浸式互動體驗。現如今,MR技術已在學 科教學、在線虛擬課堂創設、廣電制播、遠程醫療和建筑與電氣工程等領域取得初步應 用[67]。同時,MR技術的崛起可以從優化交互切轉、順暢場景運動、簡化個人操控的角 度來帶動VR與AR技術的發展。未來MR技術在教育中的應用將主要從促進智慧教育 資源建設、豐富教育游戲技術結合方向、支撐在線學習和創客教育等角度上發力[68]。
      MR技術打破了虛擬世界和物理世界之間的界線。它將為我們提供一幅畫布,讓我 們暢想新的學習模式,以及人機交互的新方式。
      5.2人工智能教育
      人工智能作為計算機科學的一個分支,以智能的實質生產出與人類大腦相似的智能 機器,以此延伸人類的智慧和身體。 2017年國務院印發《新一代人工智能發展規劃》 , 將人工智能發展提升到國家戰略層面。 2018 年 4 月,教育部印發《教育信息化 2.0 行 動計劃》通知,加快了人工智能+教育的建設步伐。 2019 年 5 月,國際人工智能與教 育大會在北京舉行,描繪了人工智能時代教育的發展圖景,提出了“人工智能+教育” 全球合作發展框架,人工智能+教育漸漸走進大眾的視野[69]。聯合國教科文組織正式發 布國際人工智能與教育大會成果文件《北京共識——人工智能與教育》,《共識》強調 通過人工智能與教育的系統融合,確保全民享有終身學習機會,推動探索利用人工智能 促進教育創新的有效戰略和實踐模式。分析國際上人工智能教育的發展主要表現為以下 特征:著重引入智能化工具建設智能學習環境;明確學習內容并規劃各科知識體系;研 發人工智能課程,確立學習路徑;注重倫理原則,規范人工智能使用習慣。針對當前我 國人工智能教育的發展需要,須在以下幾點著重發力:基于信息素養實施教學設計;實 施人工智能教材的研發和審查機制;加大教師培訓寬度與廣度;加強對社會機構開展信 息技術教育的監督。最終以教育的“智變”賦能人的適性發展與高階發展,達到一生發 展與共同發展。正如鐘紹春所設想的人工智能時代教育創新發展的總體設計:聚焦教與 學瓶頸問題,借助大數據、 VR 與 AR 等技術建立有效支撐環境,構建集教、管、研、 家校溝通于一體的聯動新教育體系,改進優質師資教育智慧供給方式,實現知識深度理 解、學生合作與體驗探究的個性化學習[70]。這種以學生合作與自主學習、正式與非正式 互補式學習以及實踐探究式學習為最終訴求的教育理念,必將成為教育信息化改革發展 的必然趨勢。
      5.35G 技術與泛在學習
      2019 年 9 月,教育部等十一部門聯合印發《關于促進在線教育健康發展的指導意 見》,在線教育是指運用互聯網、人工智能等現代信息技術進行教與學互動的新型教育 方式,是教育服務的重要組成部分。該意見指出到 2022 年,實現現代信息技術與教育 的深度融合,在線教育質量的不斷提升,資源和服務標準體系的全面建立,網絡化、數 字化、個性化、終身化的教育體系初步構建,學習型社會建設取得重要進展[71]。在線教 育的逐步推進使得移動學習的發展有了肥沃的土壤,起初的移動學習主要是利用移動設 備的無線通信技術,把學習內容以推送方式呈現給學習者,而后隨著移動設備的智能化 和 5G 技術的進一步發展,開始強調生活情景和實踐交互的融入。在更為注重學習者情 景認知空間以及交互水平的今天,泛在學習的出現使得學習者在信息空間和物理空間之 間無縫融合,而 5G 技術的應用解決了數字化教學多樣化應用場景下差異化性能指標帶 來的問題,實現隨時隨地地獲得學習支持,知識無處不在,無處不得,做到4A(Anybody、 Anytime、Anywhere、Anyway)原則。以普適技術為支持的泛在學習環境能夠擴展人們 的教與學的交互活動場域,也為個人空間和他人空間的溝通提供了渠道。在未來,學生 對于教師的依賴會越來越小,學生的學習內容更多的是基于知識庫、標準算法、數據挖 掘等方式生成,并全面跟蹤和掌握學生特點、學習行為、學習過程,進行有針對性的教 學,準確地評價學生,達到真正的因材施教才是未來教育的應然之意。綜上所述,泛在 學習為學習者提供了數字化的學習資源以及靈活的學習方式,同時為個性化學習開辟了 新的路徑[34]。
      在筆者看來,教育技術行業都或多或少存在著亟需解決的問題,有些學者為了研究 而研究,走向因勢而新的極端,個別企業為了做而做,迫不及待去地分這塊大蛋糕。如 此一來使得這個原本頗具價值的事物變成學術與商業資本的噱頭。為此,研究者們應沉 下心去理論深化,埋下頭去實踐探索。學校應該在校領導的帶領下更深入地了解教育技 術,并制定適合自身的需求目標。而企業則需要認識教育、站在學科、師生的角度設計 產品,畢竟教育技術產品具有教育與技術的雙重屬性,少了任何一個都不能稱之為出色 的產品。而社會應當給予這類忽冷忽熱的技術類產品更多機會,畢竟教育特有的后延性 決定了教育技術的研究需要被給予更多的時間,而社會輿論的急躁風氣是導致學者們半 途而廢的主要客觀原因之一。單純地將教育技術手段凌駕于教學內容之上的做法,不僅 走向了歷史唯物主義的極端,同時也遺棄了唯物辯證法則。正如黎加厚所提出的“極簡 教育技術”的觀點:倡導大道至簡、返璞歸真,將發展教育技術的觀察視角從著“物” 轉向于“人”[72]。也即,教育技術的最終潛力并不取決于設備,而是取決于我們如何復 歸于學生、聯系學習并豐富生活。
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