利用XR改变大学生学习方式的5个高等教育项目

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2022 May. 20

科罗拉多州立大学(Colorado State University)克拉普实验室(Clapp Lab)的医学院学生们不是去拿手术刀，而是拿着虚拟现实(VR)耳机，它们悬挂在这个2500平方英尺的实验室的天花板上。一旦学生们穿上他们的设备——每个设备都连接到一个大功率的惠普工作站——他们就开始了当天的“病人检查”。

在虚拟现实中解剖整个人体尸体可以让学生放大和探索身体的细胞水平的部分。“这是一种更有效、更直观的方式来显示和学习这类数据，”CSU生物医学科学副教授、人体解剖学主任托德·克拉普(Tod Clapp)说。在内部调查中，87%参加过CSU远程解剖学课程的学生表示，与传统的二维资源相比，虚拟现实帮助他们更好地理解空间关系。空间认知在医学上尤其重要，它帮助医生了解从病人器官的位置到解剖结构是如何连接的一切。

据Inside Higher Ed报道，在过去的五年里，教育机构使用XR的人数“显著增加”。XR是一种“扩展现实”，包括虚拟现实和增强现实(VR/AR)。通过信息技术推进高等教育的非营利组织Educause进行的研究表明，XR促进了参与度，让学生接触到新的、有影响力的内容，并加深了他们与复杂概念的互动。

惠普长期以来一直倡导将XR技术引入高等教育环境，并与Educause在其未来校园项目中进行合作，该项目确定了高校教室中XR的用例。2017年，惠普还启动了惠普应用研究网络(HP Applied Research Network)，帮助20多家教育机构实施XR技术。2017年，惠普还启动了惠普应用研究网络(HP Applied Research Network)，帮助20多家教育机构实施XR技术。惠普是Educause即将于10月26-29日在费城举行的年度会议的赞助商之一。

惠普著名退休技术专家保罗•马丁(Paul Martin)表示:“在‘扁平’世界中——从书本或黑板上——很难掌握的概念，通常更适合3D方法。”马丁在惠普工作了36年，今年退休。“XR将对未来的教育体验至关重要。”

VR中的远程学习

除了帮助学生理解复杂的概念外，疫情还突出了XR的另一个实用案例:让在家的学生获得沉浸式、吸引人的体验，即使他们不能在教室里。

当CSU校园在2020年3月关闭时，Clapp实验室购买了125台惠普笔记本电脑，并将它们连同虚拟现实头盔运送给学生。他们一直在使用这项技术，并在教室重新开放时将其用于家庭使用。

克拉普和CSU的其他教育工作者现在正致力于将这种类型的学习带到服务不足的学生和那些生活在农村地区或在通勤上有困难的学生身上。

克拉普说:“虚拟现实让距离变得无关紧要——你可以从任何地方接触到专家，你会觉得你是在和他们面对面交谈。”

建立社区和批判性思维技能

现场学习也受益于先进的虚拟现实功能。在佛罗里达国际大学(FIU)，即将入学的学生在一个被称为“社区虚拟现实”的虚拟体验中学习建立联系和适应新环境的策略，这是FIU第一年体验课程的一部分。

参与实验的学生进入一个虚拟的大沼泽地式的场景，很快就发现周围的水在上涨。为了避免被完全淹没，小团队必须在VR中一起用积木建造建筑。这项练习旨在帮助学生掌握在大学环境中茁壮成长所必需的四个“c”:创造力、协作能力、批判性思维和沟通能力。

“虚拟现实体验可以为大学体验本身提供一个重要的类比，”FIU负责文化和社区参与的副院长约翰•斯图尔特(John Stuart)表示。就像VR对很多人来说都是一个陌生的环境一样，大学校园也会让初来乍到的人望而生畏。学生们必须齐心协力，创造性地应付困难。

探索XR讲故事

内布拉斯加大学林肯分校(University of Nebraska-Lincoln)约翰尼·卡森新兴媒体艺术中心(Johnny Carson Center for Emerging Media Arts)的主任梅根·埃利奥特(Megan Elliott)帮助设计了一门课程，重点是XR可能如何影响现场戏剧和舞台等学科的未来。一些由计算机科学和新兴媒体艺术教授教授的课程，涉及使用舞者的动作捕捉和身体数据作为一种方式来控制现场表演中的化身、声音、灯光和视觉效果。

当疫情爆发时，卡森中心的教师和学生使用虚拟协作软件Mozilla Hubs将课程转移到网上，在短短两周内就虚拟地重建了约翰尼·卡森中心。

和Clapp一样，Elliott也看到了XR的巨大潜力，将全球各地的学生——包括历史上被排斥的社区——连接到顶级学习机构和体验。她说:“我们非常感兴趣的是，我们的学生能够熟练地在虚拟世界中进行实时创造力和实时协作。”

评价媒体在XR中的影响

在雪城大学(Syracuse University)纽豪斯公共传播学院(Newhouse School of Public Communications)，副教授T. Makana Chock正在进行关于XR讲故事的研究。

“我的研究着眼于扩展现实的潜在影响，”她说。“人们是如何处理通过XR接收到的信息的?”这类内容对人们的态度和信仰有什么影响?”

Chock在她的研究中使用的HP Reverb G2 Omnicept设备具有通过生物传感器量化数据点的能力，这可能会成为游戏规则的改变者。这些设备可以捕捉眼球运动、心率和面部运动的数据，让她了解人们对沉浸式体验的反应，并设计新的互动途径。

到目前为止，Chock的研究发现XR倾向于在用户中创造更高水平的存在感和沉浸感。它似乎还会加剧情绪反应，而情绪反应反过来又会导致态度发生更明显的变化。但结果取决于个人的经验和偏见，Chock解释道。如果内容过于复杂，就会导致认知过载或情绪失控。

Chock指出，在XR广泛用于社会正义之前，需要解决的一个主要问题是易用性。”大流行创造了一个机会XR的使用意识的加强,在教育方面,但我认为这也透露了一些当前的局限性——其中一些技术和将及时得到解决,但其他社会,(就像访问和种族/性别平等),”她说。

构建一个更具包容性的未来

在哥伦比亚大学(Columbia University)的计算机音乐中心(Computer Music Center)，这些社会问题是西半球最古老的电子音乐研究机构。该中心收藏了世界上最大的模拟合成器，并开设了“数字音乐入门”、“声音:基础”和“电子音乐的历史与实践”等课程。最后一条尤其与获取和种族平等有关。

“实验声音的历史包括许多女性和非二元性别或非白人/男性/异性恋/cis背景的人，但他们的故事往往被埋葬，”音乐中心的梅隆大学教学研究员和讲师苏珊娜·索普(Suzanne Thorpe)说。

哥伦比亚大学计算机音乐中心(Computer Music Center)的副主任塞思·克鲁特(Seth Cluett)正在领导一项计划，利用虚拟现实和增强现实技术，让学生们有机会使用中心的合成器和设备来播放和录制，而不用实际接触那些对新手来说可能有些生畏的老式硬件。

“我们试图强调的是，没有边界;没有区别，”Cluett说，他指的是虚拟体验和物理体验的区别。“这只是理解你想要控制声音结果的具体身体姿态、动作或行为。”

他们还使用惠普Omnicept耳机的数据捕捉功能，以了解学生在被介绍到历史收藏品时的感受。例如，惠普Omnicept的传感器可以洞察学生的眼睛在哪里，或者是什么原因导致了他们的压力，从而为Cluett和Thorpe提供信息，他们可以利用这些信息设计一种体验，使学生在使用物理设备时感到更舒适。

“[我们希望这项工作]可能会鼓励那些感到犹豫的人，因为他们从来没有看到‘自己’在历史或文化上，在那种环境中被代表，”索普说。