本文发表于 《数字教育》 2019年第3期（总第27期）实践案例栏目，页码：68-72。转载请注明出处。
摘 要：如何在小学作文教学中运用合适的教学模式，是解决学习者学习情境受限与提高写作水平的关键。文章基于虚拟现实技术，借助三维可视化工具Lumion，以情境学习理论为指导，探索基于VR 技术的情境教学模式，运用虚拟现实技术来辅助教与学，通过运用三维动画设计软件来展现情境学习的重要性。对学生的感官进行直接的刺激，在原有认知结构的基础上，主动地去建构新知识。以学生作文学习情境的创设来展示，将该技术运用于作文教学中，来提高教学效果，激发学生的学习兴趣。
关键词：虚拟现实；情境学习；作文教学模式
一、引言
近年来，越来越多的学校和教育机构看到了虚拟现实技术可以在教育教学领域发挥作用。虚拟现实已成为科技行业最热门的话题之一，2016 年被业界称为“VR 元年”，而三维虚拟学习环境也将带来一股热潮[1]。情境学习给学习者提供情景化、个性化与差异化的学习资源，要从学习者学习的动机、本质、内容、过程及评价等方面进行情境创设。情境学习强调学习动机要源于现实情境，把学与用有效结合起来，通过互动和协作来进行学习。情境学习要求参与真实的实践，学习内容要具有鲜明的特征，学习过程要建立实践共同体，学习评价需要构建新机制。虚拟现实技术所提供的丰富的感知线索以及多通道的反馈，能帮助学习者将虚拟情境中习得的知识迁移到真实生活中，满足情境学习的需要[2]。
基于虚拟情境的作文教学模式，对中小学具体课程教育的现状进行实地考察，对情境作文学习深入了解，发现至少一半的学习者因为家庭条件、父母工作等原因走出去的时间少、见识少、视野局限，进而对作文学习带来影响。为解决这些问题，利用VR 技术创造出虚拟情境，三维虚拟学习情境可以为情境创设提供相对应的支持, 为学习者提供体验式学习机会，其拟真场景体验并不比真实的现场观摩效果差。虚拟现实技术所能产生的逼真感，可以使人与虚拟环境之间进行多维信息的交互，从定性和定量综合集成的虚拟环境中获得对客观世界、客观事物的感性及理性认识，进而对某些概念进行深化，并建构新的构思和创意的特性[3]。
二、虚拟情境教学模式的可行性
（一）虚拟情境作文的适用性
基于VR 的情境化学习，可以减少学习者由于不同生活阅历带来的视野的局限，通过虚拟现实技术的交互性，开阔学生的视野，发散学生的思维。在进行情境设计时考虑到学习者特征、学习目标以及应用的条件，对学习者的年级、兴趣以及移动设备的使用等情况进行分析，发现低年级的学习者都比较喜欢寓教于乐，通过虚拟现实技术进行作文情境设计，能提供更多观察和体验的机会，有利于提升学习兴趣及增进具体经验；而高年级的学习者具备相对完善的抽象思维能力，应该提供更多交流反思的机会[4]。基于VR 的作文情境学习，通过移动设备可以不受时间、地点的限制，激发学生的学习自主性。
在信息传播技术迅猛发展的今天，现有的教育内容、教育手段和教育方法正受到极大的挑战。虚拟现实结合情境化学习、协作学习和远程教育，有效地营造一个紧随信息技术发展的学习环境，创造作文学习情境，调动学习者的学习积极性，促进学生交流、知识表达与应用，从而提高学习者的作文表达能力和促进发散性思维。
在小学生作文情境构造中，让学生置身创设的情境之中，可以是写景、人物、实践之类的以及启发类的主题。学生作文能够相当明显集中地反映出相应的语言能力、生活经验、知识基础等各方面的水平，但小学生缺乏生活体验，对事物的感受和认知停留于间接经验，导致素材匮乏、内容空洞等，影响了作文训练的效果。教师以图形化编程方式创设作文训练仿真互动情境，学生在三维情境中直观体验并参与互动后完成写作, 真正实现作文中的“观察—刺激—思考—表达”过程，创设作文实践活动，让学生在丰富的趣味活动中激发真实的作文情感、获取作文素材和扩展写作思路，改变作文写作的程式虚构化和缺乏体验感等问题。
（三）经验与能力的提升
真实的经验是很重要的，而由于自身和特定环境的限制，学习者不可能获得所有的真实经验。使用数字媒体模拟的经验与真实世界的经验类似，而且在构建被模拟的经验时具有非常大的灵活性。因此，虚拟情境教学模式让学习者仿佛置身于现实世界，不仅可以直接操控虚拟物体，还能感觉到反作用，使用户沉浸其中，投入热情，完成通常烦琐枯燥的学习训练和知识汲取[5]。学习者可以不借助任何工具飞行、同一时间访问到不同的地点、同时将目光关注到不同的人等。虚拟情境教学模式能够支持师生在特定教学模式中自己创建对象，给予师生现实中无法获得的体验，允许学习者间以多种形式互动。
三、虚拟情境作文模式的设计
（一）设计思路
传统教学系统中, 学习者的动作与技能的培养一直是难题, 因为动作技能需要在相关操作的体验中习得, 而操作环境和指导教师总是受到限制[6]。三维虚拟学习环境强大的仿真效果，可以模拟大量的技能训练环境， 帮助学习者建构为解决实际问题而营造的内部心理情境。学习者在这样的虚拟环境中进行技能训练可以获得接近于真实环境的体会与感受[7]。
（二）设计工具的选取
三维虚拟学习环境用于场景还原、现象仿真，容易获得时间和空间信息，因此可以作为叙事媒体。Lumion 是一款操作简单、方便，能对三维模型进行实时渲染， 生成高清图片和视频，并能制作三维动画的设计软件， 是一款实时的3D 可视化工具[8]。将Lumion 应用于学生作文的教育教学中，可以提高教室本身的三维空间塑造能力，也可以有效激发学生发自内心的最深刻的感受， 以及给学生提供更形象直观的观察，使学生身临其境，得到一种更真切的体会。
在移动设备普及的社会，学习者能够充分利用现代信息技术设备对作文场景进行体验，并通过移动终端设备进行课前、课中、课后的交流讨论，实时发表自己的想法及提出讨论。教师也可以通过分析学生学习需求，给予适时的指导。基于VR 作文学习情境设计，充分体现学生的主体性和教师的主导作用。三维虚拟学习环境提供了3D 建模工具和脚本语言，为学习者创造性思维的培养创设条件，协同建立学习环境，提供虚拟人物、虚拟场景、虚拟事件等功能，可以精心设计出接近真实的情境，为学习者提供情境学习的环境，促使学习者顺利地完成意义建构。基于VR 的作文情境设计框架如图1 所示。
通过VR 的情境化学习，可以减少学习者由于不同生活阅历带来的视野的局限，通过虚拟现实的交互，开阔写作者的视野，将学生的思维发散。在移动设备普及的社会，学习者能够充分利用现代信息技术设备对作文场景进行体验，并通过移动终端设备进行课前、课中、课后的交流讨论，实时发表自己的想法及提出讨论。基于VR 的作文学习情境设计，充分体现学生的主体性和教师的主导作用。
1. 教师——情境创设
教师在虚拟现实的作文情境中主要起引导的作用， 学生才是作文情境学习的主体。教师通过教师端对虚拟现实场景进行编辑，包括时空场景编辑、互动情节创设、二维素材编辑、三维素材编辑、作文课堂预览及课后互动辅导。教师协助学习者进行情境体验，引导学生与虚拟环境之间进行多维信息的交互，并根据具体的学习情况做适当的引导与交流，帮助拓展学习者作文思维。
2. 学生——情境体验
虚拟现实技术本身是对客观对象的模拟，所构建的学习环境最大限度地与我们现实中的生活情境融合[9]。VR 情境作文中各个场景视觉带入感强，学生可以化身为虚拟现实场景中的一员，也可以作为旁观者在场景中漫游，这也就是在写作中的写作者所占对的角度，也就是所谓的第一、二、三人称。在教师创设的虚拟空间中体验仿真情境，多角度地观察作文情境中的对象，与虚拟物体交互感知信息。
3. 设计活动与交互
教师将创设的作文情境通过教师端分享给学生观看，学生通过学科群对初始想法进行交流，谈谈自己对主题内容的初步想法。通过虚拟现实技术本身对客观对象的模拟，可以把学习者带入未来可能出现的情境中，让学生身临其境，拓宽思维，不再局限于自身条件的限制。以独特的视角来反思主题，学生的情境体验更能触发写作水平的提升。通过虚拟情境进行教育教学活动， 在实现人与机器的交流、通过网络进行人与人之间交流的同时，让教育真正做到寓教于乐，从而有效地激发学生的学习兴趣，更为高效地创建学习情境，进而构建优良的学习环境[10]。
为了检验基于VR 的小学生作文学习情境对学生写作思维的重要性，在重庆市某重点小学五年级中选取一个班级作为实验对象，总共有52 名学生作为实验对象加入实验，其中男生22 人、女生30 人。根据语文教师对全班学生的写作水平的了解，以“环保”为主题的作文训练为例，从不同写作水平的学生中随机抽取一半的学生进行虚拟情境作文的体验，对实践效果进行探索。
教师布置写作任务，并让选取的26 名学生在写作前进行作文情境体验，将教师利用平台创建好的作文情境文件视频分享给学生，让学生在VR 视野下切身体会环境破坏带来的不利，深切感知破坏环境的后果；另外的26 名学生按照传统的写作流程进行写作，也就是基于自身生活所见所闻及一些污染现象的图片进行写作。在全班的写作作业都提交后，作文评阅教师将学生作文进行打分，并根据写作的审题、内容、语言、结构、文面等方面的要求将作文评出A（好）、B（较好）、C（中）、D（较差）、E（差）五个等级。根据教师对学生的作文进行的评比结果, 对不同作文教学方式的作文评价等级划分比例进行统计，结果如表1 所示。但由于实验并不能对学生的语言及文笔有太大影响，只是会对写作的审题和立意及其内容方面影响较为显著，于是着重对不同作文教学方式的写作要点切合度进行了对比，得出结果如表2 所示。实验表明，进行作文情境体验的那部分学生的写作水平都明显提高，此方式，充分发挥了写作者的观察力与情境的真实体验，学生思维得到了很大扩展。
观察近几年的考试试题，可以发现考试的作文题的文体形式多种多样，为了检验虚拟情境作文对整个写作水平的帮助，进而对小学作文中的写人、记事、写景、状物、想象、应用作文等六类进行实践探究。根据考试中作文历年评分标准及权重，如表3 所示，通过对各类作文进行实践探究，对历年作文命题方式进行分析，确定各种题材的作文被考中的概率，将实践中学生作文得分数据运用加权求和的形式进行整理、分析，以验证基于VR 的情境作文对学生学习的帮助。
该实验选取两个组的学生各自写的6 篇作文，共312 篇，从每类的作文52 篇中选出10篇优秀作文。再根据所选出的作文按照分组的名单分开，比较两组数据， 应用加权求和公式算出结果，如公式（1）所示。
其中，字母a—f 依次表示各类优秀作文篇数占总数的比例，A1—A6 表示各类作文被考的权重。由公式（1） 可以计算出虚拟情境体验组S2 是传统作文教学组S1 的1.773156倍。
综合以上分析结果，可以看出基于虚拟情境的教学模式能够有效提升学生的写作能力，尤其是在审题和内容方面有明显的进展，打破了传统作文思维模式，拓展了学生的思维能力。虚拟环境下的仿真场景可以有效激发学生的想象力及创造能力，开阔学生眼界，训练学生思维能力，能够激发学生的学习兴趣和学习动机。在教学实践中，亲身经历、亲身感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地交互学习与被动地接受有着质的差别[11]。所以，虚拟情境学习模式能使学习者完全沉浸在所学内容中，使其获得更好的学习效果。
基于虚拟情境的作文学习环境，能给予学生真实的感官刺激，结合情境认知，培养学生善于发现、积极观察事物的观念及情境感知能力和创造性思维。虚拟情境学习模式下的学习通常是以一定的课题或任务展开，为学习者创设贴近真实情境的问题，提供丰富的实例，以便让学习者始终处于沉浸状态。由于虚拟现实技术能够创造与现实社会类似的环境，进而解决学习媒体的情境化及学习交互性的要求，因此，其在教育领域内有着极其广阔的应用前景，需要我们不断地去挖掘。
参考文献:
[1] 李勋祥，游立雪.VR 时代开展实践教学的机遇、挑战及对策[J]. 现代教育技术，2017,27(07):116-120.
[2]HUANG H,LIAW S S.Applying Situated Learning in a Virtual Reality System to Enhance Learning Motivation[J]. International Journal of Innovations in Engineering and Technology(S2319-1058), 2011,1(4):298-302.
[3] 许晓川. 虚拟现实技术在教育中的应用[N]. 山西日报，2016-03- 15.
[4] 钟正，陈卫东. 基于VR 技术的体验式学习环境设计策略与案例实现[J]. 中国电化教育，2018,(02):51-58.
[5] 张枝实. 虚拟现实和增强现实的教育应用及融合现实展望[J]. 现代教育技术，2017,27(01):21-27.
[6] 刘革平，谢涛. 三维虚拟学习环境综述[J]. 中国电化教育， 2015,(9): 22-27.
[7] 刘革平. 基于Second Life 的情境式网络学习系统研究[J]. 现代远距离教育，2008,(03):57-59.
[8] 冯友鹏，隗剑秋，胡开明.Sketch Up 和Lumion 在景观规划设计中的对比[J]. 武汉工程大学学报，2015,37(06):46-50.
[9] 刘立云，薄文彦，段楠. 基于AE 视频的情境化数字学习环境的设计与制作：以《新小马过河》为例[J]. 教育现代化， 2016,3(38):174-175.
[10] 张芳.VR 技术在英语教学中的应用探究[J]. 课程教育研究， 2018,(39):101-102.
[11] 陈秀萍，刘孟希，王思兵，等. 虚拟现实技术在高校图书馆新生入馆教育中的应用研究：以福建农林大学图书馆为例[J]. 情报探索，2017,(02):104-108.
张莉莉（1994— ），女，四川雅安人，重庆师范大学硕士研究生，主要研究方向为教育技术；
马燕（1960— ），男，云南昭通人，重庆师范大学研究生院院长，教授，博士生导师，主要研究人工智能、社会计算、现代教育技术等。