5 个利用 XR 改变大学生学习方式的高等教育项目

JOHN EISELE 科罗拉多州立大学 Clapp 实验室的生物医学学生在 VR 中使用胸部 CT 数据集来学习结构关系。

惠普公司

作者：斯蒂芬妮·瓦尔登

科罗拉多州立大学克拉普实验室的医学院学生没有使用手术刀，而是使用了悬挂在 2,500 平方英尺设施天花板上的虚拟现实 (VR) 耳机。一旦学生戴上他们的设备（每个设备都连接到高性能的惠普工作站），他们就开始一天的“病人检查”。 

在 VR 中解剖整个人体尸体可以让学生在细胞水平上放大并探索身体部位。科罗拉多州立大学生物医学副教授兼人体解剖学主任托德·克拉普 (Tod Clapp) 表示：“这是一种更高效、更直观的方式来显示此类数据并从中学习。”在内部调查中，87% 参加过科罗拉多州立大学远程解剖课的学生表示 VR 帮助他们理解口角人际关系比传统的二维资源更好。空间认知在医学中尤其重要，可以帮助医生了解从患者器官的位置到解剖结构如何连接的一切。

根据 Inside High Ed 的说法，过去五年中使用 XR（“扩展现实”）的教育机构“显着增加”，该术语涵盖虚拟现实和增强现实 (VR/AR)。 Educause（一家通过信息技术推动高等教育的非营利组织）进行的研究表明，XR 可以提高参与度，让学生接触新的、有影响力的内容，并加深他们与复杂概念的互动。 

JONGSMA + O’NEILL 哥伦比亚计算机音乐中心副主任 Seth Cluett 正在向学生教授历史音乐硬件。

HP 长期以来一直倡导将 XR 技术引入高等教育环境，与 Educause 合作开展“未来校园”计划，该计划确定了 XR 在学院和大学课堂中的用例。 2017 年，惠普还推出了惠普应用研究网络，该计划帮助 20 多家教育机构实施 XR 技术。惠普是 Educause 即将召开的年度会议的赞助商之一，该会议将于 10 月 26 日至 29 日在费城现场举行并在线举行。 

“在‘平面’世界中难以掌握的概念（从书本上或看黑板）通常更适合 3D 方法，”惠普杰出退休技术专家 Paul Martin 说，他在公司工作了 36 年，今年退休。 “XR 对于未来的教育体验至关重要。”

JONGSMA + O’NEILL 哥伦比亚大学博士后研究员 Suzanne Thorpe 正在测试 VR，该 VR 展示了一间历史音乐设备房间，将用于学生的学习体验。

VR 远程学习

除了帮助学生理解复杂的概念之外，此次疫情还凸显了 XR 的另一个实际用例：为居家学生提供身临其境、引人入胜的体验，即使他们无法在课堂上。

科罗拉多州立大学校园于 2020 年 3 月关闭时，Clapp 实验室购买了 125 台 HP 笔记本电脑，并将其与 VR 耳机一起运送给学生。他们保留了这项技术，并在教室重新开放后将其部署在家庭中使用。

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克拉普和科罗拉多州立大学的其他教育工作者目前正在致力于将这种类型的学习带给那些服务不足的学生以及那些生活在农村地区或通勤到校园有困难的学生。 

“VR 使距离变得无关紧要——你可以从任何地方接触到专家，而且你感觉就像是在与他们面对面交谈，”克拉普说。 

建立社区和批判性思维能力

面对面学习也受益于先进的 VR 功能。在佛罗里达国际大学 (FIU)，新生在名为“社区 VR”的虚拟体验中学习建立联系和适应新环境的策略，这是佛罗里达国际大学一年级体验课程的一部分。

参与的学生进入一个虚拟的大沼泽地风格的场景，只是立即注意到他们周围的水在上升。为了避免完全被淹没，小团体必须共同努力在 VR 中用块构建结构。该练习旨在帮助学生掌握在大学环境中茁壮成长所需的四个“C”：创造力、协作、批判性思维和沟通技巧。

“VR 体验可以为大学体验本身提供一个重要的类比，”佛罗里达国际大学负责文化和社区参与的副院长约翰·斯图尔特 (John Stuart) 说道。就像VR是一个陌生的电子产品一样对于许多人来说，进入大学校园可能会让初次接触的人感到畏惧。学生必须共同努力并发挥创造力才能保持头脑清醒。

探索 XR 讲故事

在内布拉斯加大学林肯分校的约翰尼·卡森新兴媒体艺术中心，中心主任梅根·埃利奥特 (Megan Elliott) 帮助制定了一个课程，重点关注 XR 如何影响现场戏剧和舞台等学科的未来。由计算机科学和新兴媒体艺术教授教授的一些课程涉及使用舞者的动作捕捉和身体数据作为控制现场表演中的化身、声音、灯光和视觉效果的方式。

疫情爆发时，卡森中心的教职员工和学生使用虚拟协作软件 Mozilla Hubs 将课程作业转移到网上，在短短两周内虚拟地重建了约翰尼·卡森中心。

与 Clapp 一样，Elliott 也看到了 XR 作为一种技术的巨大潜力。将来自世界各地的学生（包括历史上被排斥的社区）与顶级学习机构和体验联系起来的方式。

“我们非常希望我们的学生能够在虚拟世界中轻松发挥实时创造力和实时协作，”她说。 

评估 XR 中媒体的影响

锡拉丘兹大学纽豪斯公共传播学院的副教授 T. Makana Chock 正在开展 XR 叙事研究。

“我的研究着眼于扩展现实的潜在影响，”她说。 “人们如何处理在 XR 中收到的消息或信息？此类内容对人们的态度和信仰有何影响？” 

Chock 在她的研究中使用的 HP Reverb G2 Omnicept 设备的一项功能是通过生物识别传感器量化其中一些数据点，这可能会改变游戏规则。设备捕获数据关注眼球运动、心率和面部运动，使她能够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 往往能够在用户中创造更高水平的临场感和沉浸感。它似乎还会增强情绪反应，进而导致态度发生更明显的变化。但乔克解释说，结果取决于一个人自己的经历和偏见。如果内容过于复杂，可能会导致认知超载或情绪难以承受。

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可访问性。 “这场大流行病让人们更加认识到在教育中使用 XR 的机会，但我认为它也暴露了当前的一些限制——其中一些是技术性的，将及时得到解决，但其他一些是社会性的，[比如访问和种族/性别平等”ity]，”她说。

构建更具包容性的未来

在哥伦比亚大学计算机音乐中心（西半球最古老的电子音乐研究机构），这些社会问题是首要考虑的问题。该中心拥有世界上最大的历史模拟合成器收藏之一，并举办“数字音乐概论”、“声音：基础”和“电子音乐的历史与实践”等课程。最后一项与机会和种族平等特别相关。 

“实验声音的历史包括许多非二元性别或非白人/男性/异性恋/顺性别背景的女性和人，但他们的故事往往被埋没，”梅隆音乐中心的助教兼讲师苏珊·索普 (Suzanne Thorpe) 说道。

哥伦比亚计算机音乐中心助理主任 Seth Cluett 正在领导一项利用 VR 和 AR 的举措，让学生有机会使用该中心的合成器和设备来演奏和录音。ces 而不实际接触老式硬件，这可能会让新手感到害怕。

“我们试图强调的是，没有边界；没有差异，”克鲁特说，他指的是虚拟体验和物理体验之间的差异。 “这只是了解您想要控制声音结果的具体物理手势、动作或行为。” 

他们还利用 HP Omnicept 耳机的数据捕获功能来了解学生在了解这些历史收藏品时的感受。例如，HP Omnicept 的传感器可以深入了解学生的眼睛所在的位置，或者导致他们产生压力的原因，为 Cluett 和 Thorpe 提供信息，他们可以利用这些信息来设计一种体验，让学生在使用物理设备时感觉更自在。

“[我们希望这项工作]可能会鼓励那些感到犹豫的人，因为他们从未在历史或文化上看到“自己”的代表。索普说。

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