虛擬現(xiàn)實技術在中小學生交通安全宣傳教育基地中的應用策略研究

文圖｜王政陽

【導讀】

為提升中小學生的道路交通安全意識，國內(nèi)多地建設了面對中小學生的交通安全宣傳教育基地，通過互動體驗，增強學習的獲得感。虛擬現(xiàn)實技術能夠創(chuàng)建虛擬交通場景，讓體驗者身臨其境般學習，其特征與宣教基地強調(diào)的教育體驗性正相符合。本文分析了虛擬現(xiàn)實技術在中小學生交通安全宣傳教育基地中的應用優(yōu)勢，并提出相應策略，為中小學生交通安全宣傳教育基地的長效運維提供思路和方法支持。

中小學生交通安全宣傳教育基地（以下簡稱宣教基地）是開展交通安全宣傳教育的重要場所和陣地，但宣教基地教育內(nèi)容與課堂教育、網(wǎng)絡教育相混雜，教育設備和形式體驗性不強，受教學生學習獲得感不高等問題和弊端一直制約著宣教基地的推廣與發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術（Virtual Reality，簡稱VR）能夠根據(jù)需要創(chuàng)設還原度高、仿真性強的虛擬空間，通過交互形式引導受眾沉浸其中，更好地體現(xiàn)宣教基地的體驗教育屬性，為提升宣教基地的教育有效性提供助力和支撐。本文從虛擬現(xiàn)實技術的概念和特征入手，分析虛擬現(xiàn)實技術在中小學生交通安全宣傳教育基地中應用的優(yōu)勢，從應用理念、教育形式、教育內(nèi)容和運維保障等方面提出虛擬現(xiàn)實技術的基地應用策略。

一、虛擬現(xiàn)實技術的含義及特征

（一）虛擬現(xiàn)實技術的含義

虛擬現(xiàn)實技術是一種虛擬空間創(chuàng)建技術，能夠利用計算機軟硬件模擬創(chuàng)建一個與現(xiàn)實世界高度相似或超越現(xiàn)實世界的交互式三維空間，參與者可以在空間中親身感受高精度的場景和模型、通過傳感設備來完成與虛擬空間的交互，從視覺、聽覺、觸覺等多感官接受虛擬空間的反饋。目前，虛擬現(xiàn)實技術已經(jīng)在教育、醫(yī)學、設計等多個行業(yè)和領域得到了推廣和應用。

（二）虛擬現(xiàn)實技術的特征

一是沉浸性。虛擬現(xiàn)實技術能夠以現(xiàn)實世界為基礎，通過場景搭建、模型構建等創(chuàng)造一個還原度和仿真度高的虛擬空間，參與者可以完全沉浸于其中，獲得與真實世界高度相似的體驗與感受。相較于單純的文字、圖像等形式，虛擬現(xiàn)實技術創(chuàng)建的虛擬空間更加能夠吸引參與者的注意力，讓參與者從多個角度沉浸于虛擬空間之中。

二是交互性。參與者可以通過傳感設備在虛擬空間中完成拿取“物品”、行走站立等基本動作，并接受虛擬空間給予的響應和反饋，按照虛擬世界中提前編程的指令和提示完成相應的動作和任務，在“輸出——接受”的操作中與虛擬空間實現(xiàn)交互。同時，虛擬空間中交互環(huán)節(jié)也可依據(jù)現(xiàn)實世界的規(guī)律和準則進行創(chuàng)設，符合參與者的認知習慣和特征。

三是創(chuàng)造性。通過虛擬現(xiàn)實技術可以將真實世界中存在的場景、物體等復制、仿真到虛擬空間當中，也可以根據(jù)創(chuàng)建者的想法和意圖通過數(shù)字化建模創(chuàng)造出現(xiàn)實世界中難以實現(xiàn)的場景和物體，拓寬了參與者的認知范疇和虛擬現(xiàn)實技術的應用場景，為實現(xiàn)個性化應用奠定基礎。

二、虛擬現(xiàn)實技術在宣教基地中的應用優(yōu)勢

（一）虛擬現(xiàn)實技術與宣教基地的體驗教育屬性相匹配。從教育的特點來看，基地教育是體驗教育的一種具體實現(xiàn)形式。體驗教育注重和突出“以學生為中心”，通過情景模擬、動手操作等形式和環(huán)節(jié)讓學生主動進行學習。體驗教育重視學生的情感體驗，在教學過程中，創(chuàng)設體驗情境，引導學生在體驗活動中產(chǎn)生自身認識至關重要。虛擬現(xiàn)實技術所具有的體驗性、互動性和沉浸性等特征可以與宣教基地的體驗教育屬性高度匹配，在基地中應用虛擬現(xiàn)實技術構建交通出行環(huán)境、還原風險場景，能夠更好地讓學生們在體驗中感受交通安全風險，學習交通安全知識。而且這種通過切身體驗和親自操作得到的直接經(jīng)驗，能夠加深參與者的學習和理解，帶來體驗的成就與滿足的快感，教育效果更為深刻。

（二）虛擬現(xiàn)實技術能夠激發(fā)中小學生的認知興趣。中小學生活潑好動，喜歡參與游戲性、文娛性和趣味性的活動，對于符號、圖像等元素印象深刻且更易于接受。相較于傳統(tǒng)的文字講解、視頻播放等形式，動手操作、場景模擬等形式和環(huán)節(jié)對于中小學生更有吸引力，更能激發(fā)中小學生主動參與和學習的興趣。虛擬現(xiàn)實技術能夠構建具有體驗感、沉浸感和科技感的虛擬教學和活動場景，對中小學生有著強烈的吸引力，同時，虛擬現(xiàn)實技術也能夠匹配不同年齡和年級段中小學生的認知特點，針對性地編制教育內(nèi)容。

（三）虛擬現(xiàn)實技術能夠模擬中小學生實際交通出行場景。為中小學生創(chuàng)建還原度高、仿真性強的交通出行環(huán)境能夠最大程度地讓中小學生感受交通安全風險，學習應急處置方法，養(yǎng)成良好、正確的通行習慣。虛擬現(xiàn)實技術能夠還原和模擬真實道路環(huán)境，通過控制車輛速度、信號燈、天氣等因素模擬在實際出行過程中可能出現(xiàn)的風險，為中小學生創(chuàng)造一個兼具貼近性和安全性的學習環(huán)境，允許中小學生在其中探索和試錯，方便交通安全宣傳教育工作者發(fā)現(xiàn)、分析中小學生在出行過程中高發(fā)頻發(fā)的錯誤行為，為開展針對性和精準性的交通安全宣傳教育提供基礎。

三、虛擬現(xiàn)實技術在宣教基地中的應用策略

（一）應用理念方面

虛擬現(xiàn)實技術應與基地整體教育內(nèi)容進行融合。在宣教基地中引入虛擬現(xiàn)實技術時，應首先明確一個理念：虛擬現(xiàn)實技術是一種更好地表征知識、完成教學的方式和途徑，而非獨立于基地整體內(nèi)容而存在。同樣的傳播內(nèi)容，如果傳播方式創(chuàng)新，其傳播效應必然更佳。但如果走向二元對立，將內(nèi)容拋諸腦后，一味追求傳播方式上的求新、求變，那便是舍本逐末。虛擬現(xiàn)實技術應當與宣教基地的內(nèi)容大綱和整體教育內(nèi)容有機融合，避免單純?yōu)槭褂孟冗M技術、體現(xiàn)宣教基地的科技感而使用虛擬現(xiàn)實技術。

虛擬現(xiàn)實技術的應用以教育性為主，防止過分追求娛樂性。在宣教基地中，虛擬現(xiàn)實技術應作為輔助學習的一種手段，教育性和知識性是虛擬現(xiàn)實技術應用的本質(zhì)屬性。因此，在使用中以教育內(nèi)容為基礎構建學習場景和設計交互環(huán)節(jié)，切勿脫離教育內(nèi)容，忽視教育本位而過分突出娛樂性和趣味性，單純以華麗酷炫的視覺感受、游戲化和娛樂性的情節(jié)吸引中小學生的注意力，導致本末倒置?？蓮闹行W生交通安全知識體系中選取具有操作性和體驗性的知識點，以此為基礎開發(fā)VR體驗教育內(nèi)容，設置體驗和互動環(huán)節(jié)，讓學生從新的角度學習知識。例如展項設計之初，設計團隊認真分析了中小學學科教材，有意識地把學科知識點、科學原理轉化為學生可體驗的項目，有意識地把展項體驗過程與學科素養(yǎng)相結合。

（二）教育形式方面

注重體驗性，多感官共同調(diào)動中小學生的學習積極性。相較于單一感官輸入知識和信息，從聽覺、視覺和觸覺等多感官共同輸入能夠給參觀者帶來更深層次的觸動，有效提高知識的接受率和留存率。虛擬現(xiàn)實技術能夠創(chuàng)設還原度高、仿真性強的虛擬教學場景，可以選取“鬼探頭”、騎行遇到右轉大型車輛盲區(qū)等體驗度高的交通安全風險點開發(fā)VR教育內(nèi)容，以第一人稱視角在虛擬場景中將碰撞發(fā)生瞬間的場景真實地展現(xiàn)在中小學生眼前，將單純、蒼白的文字講解和視頻播放轉化為可以讓中小學生“看得見、摸得著”的虛擬場景，也可通過輔助設備加入翻轉、摔倒等體驗環(huán)節(jié)，讓中小學生通過多方位感知交通安全風險，充分發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術的優(yōu)勢。

突出互動性，在虛擬現(xiàn)實場景中增加和設計交互環(huán)節(jié)。虛擬現(xiàn)實技術可以通過在虛擬場景中設計點擊、滑動等交互環(huán)節(jié)的形式引導中小學生主動參與到教學中，擺脫“聽——講”的單項知識傳輸方向?？梢赃x取正確系好安全帶的方法、正確打開車門的方法和安全橫過道路的方法等操作性較強的知識點設計相應的互動性教育內(nèi)容，讓中小學生在交互中學習交通安全知識。同時，在設置交互環(huán)節(jié)時，應盡可能增加環(huán)節(jié)數(shù)量并保持不同環(huán)節(jié)之間的邏輯性，在邏輯主線的串聯(lián)下，設置和嵌套不同互動環(huán)節(jié)，通過UI文字、畫外音等方式由淺入深提示和引導中小學生參與到教學當中，將交互環(huán)節(jié)融入到教育內(nèi)容當中，盡量避免設計1至2次點擊之后便直接展示后果和結論的交互環(huán)節(jié)。

體現(xiàn)探索性，依托虛擬現(xiàn)實技術設計教育活動和游戲。游戲和活動深受中小學生群體的喜愛，將教育內(nèi)容融入游戲和活動當中，有利于中小學生更加主動、深刻地記憶和理解所學內(nèi)容?？梢岳锰摂M現(xiàn)實技術構建模擬實際交通出行的場景，在其中設置信號燈、人行橫道、過街天橋等交通設施的模型，讓中小學生在模擬場景中按照自己的想法自由探索、充分試錯并及時進行正確引導，在一次次體驗中積累經(jīng)驗，學習正確的交通參與方式。同時，可以根據(jù)中小學生需要掌握的交通安全知識點在模擬場景的對應點位上設計小任務或小游戲，將多個小任務或小游戲進行組合，形成完整的任務鏈和游戲主線，引導中小學生在參與游戲、闖過關卡和完成任務中學習交通安全知識。

（三）教育內(nèi)容方面

教育內(nèi)容是虛擬現(xiàn)實技術在宣教基地中應用的核心。可根據(jù)中小學生的交通行為特征、出行環(huán)境特征和認知特征等開發(fā)針對性強的教育內(nèi)容，創(chuàng)建貼近性強的教育環(huán)境，設定體驗第一人稱視角，引導中小學生親身參與到教育當中。

強調(diào)精準性，以中小學生交通安全風險特征為基礎確定教育重點。為實現(xiàn)教育內(nèi)容的精準性，可以首先對中小學生交通出行和交通安全相關數(shù)據(jù)信息進行統(tǒng)計分析，總結基地受眾中小學生在年齡、年級、出行方式等維度的基本特征，從中選取符合虛擬現(xiàn)實技術特點的知識點，細分場景進行呈現(xiàn)，開發(fā)針對性和精準性強的教育內(nèi)容。對于小學生來說，可針對步行“鬼探頭”橫過道路、停車場玩耍等知識點開發(fā)VR教育內(nèi)容。中學生在日常出行中會通過騎行、乘車等方式參與交通，在教育內(nèi)容方面可重點選取駕駛非機動車右轉遇大型車輛“內(nèi)輪差”、下公交車后未經(jīng)觀察從車前猛跑橫過道路等知識點。

提升貼近性，參照中小學生的實際出行環(huán)境構建場景。在對中小學生實際出行狀況進行研究和分析的基礎上，可從場景構建、體驗視角等角度來提升和突出虛擬現(xiàn)實技術應用的貼近性。在場景構建方面，可以以中小學生出行環(huán)境中的常見元素如通學路上的建筑、樹木、路牌等物體作為藍本來進行搭建體驗場景，讓中小學生產(chǎn)生身臨其境的感覺，拉近其與虛擬場景之間的距離，將教育內(nèi)容更好、更快地應用到實際出行當中。同時，在體驗視角方面，可以第一人稱視角作為主體驗視角，視角高度、語言風格等要素都應與中小學生的實際情況相符，最大程度還原中小學生在實際出行過程中的所見所聞，讓學習場景貼近他們的學習與生活。

（四）運維保障方面

VR設備和體感交互設備互相配合。合理利用、配合多種VR設備和體驗交互設備，能夠給中小學生帶來多感官體驗刺激，讓學習印象更加深刻。VR頭顯設備主要從視覺層面為中小學生帶來刺激和體驗，且設備大小適中、易于攜帶，整體造型符合人體工學，使用簡單、能夠快速上手，體驗感好，性價比高。除此之外，還可以利用VR頭顯設備配合蛋椅、自行車等設備帶來多感官體驗。蛋椅可以通過振動模擬碰撞、摔倒等動作，改變中小學生的身體形態(tài)，體驗在發(fā)生事故或摔倒瞬間身體所經(jīng)受的沖擊。VR頭顯設備配合自行車可以創(chuàng)設模擬騎行場景，滿足中小學生學習正確的騎行方法和技巧的要求，體驗騎行過程中可能會遇到的交通安全風險。

按需購置VR體驗設備并定期進行保養(yǎng)。在購置和選擇VR設備時，應根據(jù)經(jīng)濟預算，綜合基地的規(guī)模、教育內(nèi)容、受眾特征、使用時間等因素合理確定VR體驗設備的種類和數(shù)量。在使用過程中，應定期對設備進行維修、保養(yǎng)，及時充電，并根據(jù)中小學生在出行方式、交通風險等方面特征的變化適時優(yōu)化和更新VR虛擬現(xiàn)實教育內(nèi)容，保證教育的有效性和時效性。

及時開展教學效果和應用情況評估。為更好地使用虛擬現(xiàn)實技術，可以定期開展教育效果、設備使用情況等方面的評估。通過問卷調(diào)查等形式對中小學生使用VR設備學習前后在交通規(guī)則知曉率、交通風險辨識率和交通行為規(guī)范率等方面的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。同時，也可以根據(jù)虛擬現(xiàn)實技術在教育內(nèi)容、教育形式、設備使用等教學適宜性方面的情況進行調(diào)查評估，搜集、整理老師、學生和家長們的滿意率和意見建議，以此為基礎定期進行優(yōu)化完善調(diào)整。