14、沉浸式技术在小学和中学教育中的应用

沉浸式技术在小学和中学教育中的应用

1. 引言

随着技术的进步，创建沉浸式虚拟环境（IVE）的技术变得越来越便宜且易于获取。头戴显示器（HMD）的普及，使得在家庭环境中使用完全沉浸式的虚拟现实（VR）成为可能。例如，Oculus Rift这样的专用HMD和安装在VR头盔上的智能手机，都可以为用户提供沉浸式的体验。尽管CAVE（洞穴式自动虚拟环境）也变得更加负担得起，但它们在设置和灵活性方面仍然存在较大限制，相比之下，HMD更容易推广到普通家庭和学校环境中。IVE技术在教育中的应用能够激发和吸引用户，从而在成人、青少年和儿童中得到广泛应用。研究表明，IVE的使用可以帮助提高学生在标准化测试中的成绩，促进创新思维，并增强自我概念和动机。此外，技术的教育使用还可以培养21世纪所需的基本技能，如信息素养、沟通技巧、全球意识、创造力和协作能力。

2. 相关工作

关于IVE在教育中的应用已有不少研究，但大多数集中在高等教育、成人培训和教授科学科目上。在K-12教育中的研究相对较少。例如，Freina和Ott的一项研究调查了使用IVE进行教育的优势和潜力，特别是使用HMD的IVE。研究指出，IVE技术在教育中的应用能够显著提高学习者的参与度和学习效果。然而，这些研究大多集中在高等教育和成人培训领域，对K-12教育的关注较少。

2.1 科学教育中的IVE应用

在科学教育中，IVE的应用已经显示出积极的学习成果。例如，ScienceSpace项目使用IVE教授物理原理，通过虚拟实验和模拟，学生能够在没有实际实验危险和高成本的情况下进行探索和实验。IVE的使用不仅限于科学教育，还可以扩展到其他学科，如历史、艺术和社会科学。

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