来控制虚拟学习环境
Posted: Sat Feb 08, 2025 4:33 am
理解为该学科正面临新的挑战，面临新的问题，用新的方法来研究它们，获取知识，并开发新的解决方案。[1]
《教育学杂志》增刊《教育科学的自我概念：历史和现在》的前言中的这些引言指出了科学学科正在经历的复杂范式转变。 20 世纪 60、70 年代，在“现实主义转向”的口号下，人文解释学的自我形象中加入了实证社会科学的维度，标志着教育科学的第一个方法论转折点。[2]此举为跨学科合作打开了大门，包括与教育心理学、社会学、经济学和神经科学的合作。[3]尽管上述前言中提到的挑战和新问题更多地涉及主题和内容相关的维度[4]，但它们也可以从数字人文学科背景下的方法论角度进行解读。
从数字人文的意义上讲，它是在数字化工作和媒体世界条件下，在人文领域内和为人文学科进一步发展获取和传播新知识的过程的问题[5]。数字工具对人文学科的分析附加值不仅在于新的评估可能性，例如学习分析、数据或文本挖掘方法。新信息技术的发展使得人们能够以全新的方式研究已知的研究对象，并且随着科学的不断进步，也发现新的研究对象。对于教学法，特别是媒体教学法，虚拟 3D 世界等多媒体知识空间在软件方面发挥着重要作用，并且在学校和大学环境中越来越受欢迎。
自 20 世纪 90 年代以来，计算机游戏模拟已经得到开发并用于学习和训练目的，以了解复杂的技术系统或如何处理经济、生态或社会系统（例如企业规划、气候发展、城市规划）。[6]其应用范围包括医疗领域的程序流程模拟、车辆或飞机驾驶知识的获取、虚拟工厂物流流程的规划等。通过模拟减慢或加速的过程或者模拟未来的场景和历史事件，虚拟性不仅可以突破空间的界限，还可以突破时间的界限。[7] 不同的作者使用“模拟”一词来描述不同的学习和训练场景：
复杂理论构造（如数学）的可视化，可以从不同角度进行查看和更改[8]，
不当行为导致健康损害，或在最坏的情况下导致自己或他人死亡的情况，例如由于核 巴哈马电报数据 电站事故[9]或医疗手术中的事故[10]，
几乎从未发生但仍有可能发生的情况[11]，例如大规模恐慌中的疏散，
有些情况培训成本较高，例如使用昂贵的设备或培训过程中材料磨损严重[12]，
发生在过去或未来的情况，比如穿过庞贝古城或在火星上行走[13]，
将不可见的因果关系和条件变得可见的情况，例如建筑物内的空气流动[14]。
对于应用程序，必须首先在虚拟环境中重新创建上述场景。在模拟或教育游戏（严肃游戏）中，属性和原理可以与相应的内容联系起来，从而变得易于理解。在自然科学和工程科学领域，虚拟实验室用于进行不受时间和地点限制的实验，从而培养学生的科学自我形象，这在学习的初始阶段尤为重要。如上列表所示，虚拟学习环境的使用可以满足不同层次的学习需求。首先，这涉及到对无法在物理现实中实现的虚构世界的探索。其次，完善的可视化技术支持对复杂学习内容的初步理解过程，并通过交互选项提供对不同心理层面的信息的主动处理。第三，虚拟学习环境通常代表“知识转移的倒数第二阶段”，这体现在虚拟空间中实践真实的动作，然后才能将它们应用于物理的现实世界环境。然而，特定虚拟环境的体验和感知方式也主要取决于所使用的硬件。
在知识转移方面，模拟的一个缺点往往是学习体验的物理人为性。人与机器接触的点或动作通常称为人机界面 (HMI)。[15]通常，用户通过个人计算机与虚拟环境进行交互。虚拟场景显示在显示器上，视野通常由键盘或鼠标控制。与虚拟对象和运动的交互通常通过相同的用户界面发生。这样，用户就将计算机的控制模式转移到其图形表示即化身的动作上。
《教育学杂志》增刊《教育科学的自我概念：历史和现在》的前言中的这些引言指出了科学学科正在经历的复杂范式转变。 20 世纪 60、70 年代，在“现实主义转向”的口号下，人文解释学的自我形象中加入了实证社会科学的维度，标志着教育科学的第一个方法论转折点。[2]此举为跨学科合作打开了大门，包括与教育心理学、社会学、经济学和神经科学的合作。[3]尽管上述前言中提到的挑战和新问题更多地涉及主题和内容相关的维度[4]，但它们也可以从数字人文学科背景下的方法论角度进行解读。
从数字人文的意义上讲，它是在数字化工作和媒体世界条件下，在人文领域内和为人文学科进一步发展获取和传播新知识的过程的问题[5]。数字工具对人文学科的分析附加值不仅在于新的评估可能性，例如学习分析、数据或文本挖掘方法。新信息技术的发展使得人们能够以全新的方式研究已知的研究对象，并且随着科学的不断进步，也发现新的研究对象。对于教学法，特别是媒体教学法，虚拟 3D 世界等多媒体知识空间在软件方面发挥着重要作用，并且在学校和大学环境中越来越受欢迎。
自 20 世纪 90 年代以来，计算机游戏模拟已经得到开发并用于学习和训练目的，以了解复杂的技术系统或如何处理经济、生态或社会系统（例如企业规划、气候发展、城市规划）。[6]其应用范围包括医疗领域的程序流程模拟、车辆或飞机驾驶知识的获取、虚拟工厂物流流程的规划等。通过模拟减慢或加速的过程或者模拟未来的场景和历史事件，虚拟性不仅可以突破空间的界限，还可以突破时间的界限。[7] 不同的作者使用“模拟”一词来描述不同的学习和训练场景：
复杂理论构造（如数学）的可视化，可以从不同角度进行查看和更改[8]，
不当行为导致健康损害，或在最坏的情况下导致自己或他人死亡的情况，例如由于核 巴哈马电报数据 电站事故[9]或医疗手术中的事故[10]，
几乎从未发生但仍有可能发生的情况[11]，例如大规模恐慌中的疏散，
有些情况培训成本较高，例如使用昂贵的设备或培训过程中材料磨损严重[12]，
发生在过去或未来的情况，比如穿过庞贝古城或在火星上行走[13]，
将不可见的因果关系和条件变得可见的情况，例如建筑物内的空气流动[14]。
对于应用程序，必须首先在虚拟环境中重新创建上述场景。在模拟或教育游戏（严肃游戏）中，属性和原理可以与相应的内容联系起来，从而变得易于理解。在自然科学和工程科学领域，虚拟实验室用于进行不受时间和地点限制的实验，从而培养学生的科学自我形象，这在学习的初始阶段尤为重要。如上列表所示，虚拟学习环境的使用可以满足不同层次的学习需求。首先，这涉及到对无法在物理现实中实现的虚构世界的探索。其次，完善的可视化技术支持对复杂学习内容的初步理解过程，并通过交互选项提供对不同心理层面的信息的主动处理。第三，虚拟学习环境通常代表“知识转移的倒数第二阶段”，这体现在虚拟空间中实践真实的动作，然后才能将它们应用于物理的现实世界环境。然而，特定虚拟环境的体验和感知方式也主要取决于所使用的硬件。
在知识转移方面，模拟的一个缺点往往是学习体验的物理人为性。人与机器接触的点或动作通常称为人机界面 (HMI)。[15]通常，用户通过个人计算机与虚拟环境进行交互。虚拟场景显示在显示器上，视野通常由键盘或鼠标控制。与虚拟对象和运动的交互通常通过相同的用户界面发生。这样，用户就将计算机的控制模式转移到其图形表示即化身的动作上。