[1]张雪,罗恒,李文昊,等.基于虚拟现实技术的探究式学习环境设计与效果研究——以儿童交通安全教育为例[J].电化教育研究,2020,41(01):69-75+83.DOI:10.13811/j.cnki.eer.2020.01.009.

本研究以7-9岁儿童交通安全教育为主题，整合全沉浸式VR技术与探究式学习理论，选取湖北省城市、城郊、农村三所小学的79名一年级至三年级儿童为研究对象，设计并实施VR支持的探究式交通安全学习干预。

研究遵循真实性、开放探索、关键决策点、问题空间、专家反馈五大探究式学习设计原则，打造高度仿真的虚拟道路交通场景，设计“探索-复盘-练习-反思”的探究式学习模式，让儿童以第一人称视角在虚拟环境中完成过马路的系列探究任务，直面3个核心交通决策问题；教师以专家身份全程提供个性化复盘引导、反馈与反思指导，通过两次虚拟场景练习+访谈反馈的形式，引导儿童发现自身危险交通行为、理解交通安全规则、形成正确的交通行为习惯。研究核心目标是通过自主探究与实践反思，让儿童掌握交通安全知识，改善横冲马路、绿灯闪烁时过马路、不检查交通状况等危险道路行为。

本案例将5E学习环与VR技术支持的探究式学习深度融合，以儿童为探究主体，以“真实交通场景中的安全过马路问题”为探究主线，借助VR的沉浸性、交互性打造沉浸式探究情境，各阶段核心探究实践均贴合探究式学习的自主探索、反思建构核心要求。

1. 参与（Engage）：创设沉浸式问题情境，激活探究动机

 核心探究行动：利用Unity 3D和Oculus Rift打造基于城市中心道路交通实况的全沉浸式虚拟环境，包含4条街道、9条人行横道、7个交通灯，还原车流、光线、360度视角等真实交通要素，让儿童以第一人称视角进入虚拟的放学回家过马路场景，直面“需要安全穿过三条马路到达目的地”的实际问题；通过虚拟“同伴招手”“绿灯闪烁”“校车倒车”等贴近生活的场景触发，让儿童快速代入探究情境，感知交通场景中的潜在危险，激活对“如何安全过马路”的探究兴趣与问题意识。

 探究式学习体现：以真实且安全的虚拟交通情境替代传统讲授式的知识灌输，让儿童在沉浸式体验中直面实际交通问题，而非被动接受交通安全规则，从根源上激发主动探究的意愿，明确探究核心目标——掌握安全过马路的正确行为与决策方法。

2. 探究（Explore）：自主探索问题空间，尝试决策实践

核心探究行动：儿童在开放的虚拟交通环境中自由探索，完成“过马路”系列探究任务，直面研究预设的三个关键决策点（问题空间）：路口1红灯时同伴招手，决策是否横穿马路；路口2绿灯闪烁时，决策是否快速通过；路口3绿灯但校车倒车，决策是否横穿马路。每个决策点均有明确的初始状态、目标状态、交通规则约束和干扰因素，儿童自主做出行为决策，虚拟环境会实时制止错误行为的进一步发展，教师同步使用行为观察清单记录儿童的正确/错误交通行为，精准捕捉其探究过程中的行为表现与认知误区。

探究式学习体现：充分践行开放探索原则，让儿童在无教师直接干预的情况下，自主探索问题空间、尝试做出决策并体验行为后果，教师仅作为观察者记录探究过程，保留儿童探究的自主性；通过具体的行为决策实践，让儿童将抽象的交通安全知识与实际场景结合，完成初步的探究体验与认知建构。

3. 解释（Explain）：教师复盘引导，阐释规则与行为逻辑

核心探究行动：儿童完成第一次虚拟场景探索后，教师以专家身份开展一对一复盘引导，基于观察到的儿童实际行为，通过针对性提问（如“当同伴招手时，你看到了什么交通信号？”“绿灯闪烁时，你为什么选择过马路？”），引导儿童描述自身的决策思路与行为原因；教师结合交通规则，对儿童的错误行为进行专业解释，明确各决策点的正确行为标准（如红灯需等待、绿灯闪烁不可通过、校车倒车需避让），剖析危险行为的潜在危害，让儿童理解“为什么要遵守交通规则”“正确的交通行为逻辑是什么”，纠正其对交通规则的认知误区。

探究式学习体现：以专家反馈原则为核心，教师基于儿童的自主探究结果进行针对性的知识阐释与行为指导，而非直接灌输规则；通过“儿童表达-教师追问-专业解释”的过程，让儿童主动梳理探究过程中的问题，理解交通安全规则与实际场景的关联，实现从“行为尝试”到“原理理解”的探究深化。

4. 拓展（Elaborate）：重复探究练习，迁移知识与行为

核心探究行动：儿童在接受教师的复盘指导与规则阐释后，进行第二次相同的虚拟交通场景探索练习，将首次探究中学到的交通安全规则与正确决策方法应用到相同的问题空间中，完成知识与行为的迁移实践；虚拟环境保持场景的一致性但诱发事件具有随机性（如儿童步行速度不同导致绿灯闪烁的时间节点不同），让儿童在略有变化的情境中灵活应用所学知识，进一步强化正确的交通行为决策能力。

 探究式学习体现：践行探究式学习的知识迁移要求，通过“重复练习+情境微变”的方式，让儿童将复盘环节学到的规则知识应用到实际的探究决策中，实现“知”与“行”的结合；同时，虚拟环境的安全性让儿童可以反复尝试，逐步固化正确的交通行为习惯，提升探究成果的应用能力。

5. 评价（Evaluate）：多元反思评价，完善探究与行为建构

核心探究行动：采用教师评价、自我反思、行为量化评价相结合的多元评价方式，围绕探究全过程开展综合评价：①行为量化评价：通过行为观察清单对儿童两次练习中的5种核心交通行为进行0-1二元评分，量化评估其行为改善效果；②教师访谈评价：教师以访谈者身份与儿童交流，了解其两次探究练习后的心理变化与学习收获；③自我反思：引导儿童回顾整个VR学习经历，反思自身交通行为的改变，回答“你学到了什么？下次过马路会怎么做？”等问题，完成对探究过程与学习成果的自主反思。

探究式学习体现：评价聚焦探究过程与行为改变，而非单一的知识记忆，既通过量化数据客观评估儿童的交通行为改善效果，又通过访谈与反思引导儿童自主总结探究经验，实现“评价-反思-提升”的闭环；同时，评价结果进一步为儿童后续的真实交通行为提供指导，让探究成果落地到实际生活中，体现探究式学习的实用性。

本案例将5E学习环与VR技术支持的探究式学习深度融合，以儿童为探究主体，以“真实交通场景中的安全过马路问题”为探究主线，借助VR的沉浸性、交互性打造沉浸式探究情境，各阶段核心探究实践均贴合探究式学习的自主探索、反思建构核心要求。

1. 参与（Engage）：创设沉浸式问题情境，激活探究动机

 核心探究行动：利用Unity 3D和Oculus Rift打造基于城市中心道路交通实况的全沉浸式虚拟环境，包含4条街道、9条人行横道、7个交通灯，还原车流、光线、360度视角等真实交通要素，让儿童以第一人称视角进入虚拟的放学回家过马路场景，直面“需要安全穿过三条马路到达目的地”的实际问题；通过虚拟“同伴招手”“绿灯闪烁”“校车倒车”等贴近生活的场景触发，让儿童快速代入探究情境，感知交通场景中的潜在危险，激活对“如何安全过马路”的探究兴趣与问题意识。

 探究式学习体现：以真实且安全的虚拟交通情境替代传统讲授式的知识灌输，让儿童在沉浸式体验中直面实际交通问题，而非被动接受交通安全规则，从根源上激发主动探究的意愿，明确探究核心目标——掌握安全过马路的正确行为与决策方法。

2. 探究（Explore）：自主探索问题空间，尝试决策实践

核心探究行动：儿童在开放的虚拟交通环境中自由探索，完成“过马路”系列探究任务，直面研究预设的三个关键决策点（问题空间）：路口1红灯时同伴招手，决策是否横穿马路；路口2绿灯闪烁时，决策是否快速通过；路口3绿灯但校车倒车，决策是否横穿马路。每个决策点均有明确的初始状态、目标状态、交通规则约束和干扰因素，儿童自主做出行为决策，虚拟环境会实时制止错误行为的进一步发展，教师同步使用行为观察清单记录儿童的正确/错误交通行为，精准捕捉其探究过程中的行为表现与认知误区。

探究式学习体现：充分践行开放探索原则，让儿童在无教师直接干预的情况下，自主探索问题空间、尝试做出决策并体验行为后果，教师仅作为观察者记录探究过程，保留儿童探究的自主性；通过具体的行为决策实践，让儿童将抽象的交通安全知识与实际场景结合，完成初步的探究体验与认知建构。

3. 解释（Explain）：教师复盘引导，阐释规则与行为逻辑

核心探究行动：儿童完成第一次虚拟场景探索后，教师以专家身份开展一对一复盘引导，基于观察到的儿童实际行为，通过针对性提问（如“当同伴招手时，你看到了什么交通信号？”“绿灯闪烁时，你为什么选择过马路？”），引导儿童描述自身的决策思路与行为原因；教师结合交通规则，对儿童的错误行为进行专业解释，明确各决策点的正确行为标准（如红灯需等待、绿灯闪烁不可通过、校车倒车需避让），剖析危险行为的潜在危害，让儿童理解“为什么要遵守交通规则”“正确的交通行为逻辑是什么”，纠正其对交通规则的认知误区。

探究式学习体现：以专家反馈原则为核心，教师基于儿童的自主探究结果进行针对性的知识阐释与行为指导，而非直接灌输规则；通过“儿童表达-教师追问-专业解释”的过程，让儿童主动梳理探究过程中的问题，理解交通安全规则与实际场景的关联，实现从“行为尝试”到“原理理解”的探究深化。

4. 拓展（Elaborate）：重复探究练习，迁移知识与行为

核心探究行动：儿童在接受教师的复盘指导与规则阐释后，进行第二次相同的虚拟交通场景探索练习，将首次探究中学到的交通安全规则与正确决策方法应用到相同的问题空间中，完成知识与行为的迁移实践；虚拟环境保持场景的一致性但诱发事件具有随机性（如儿童步行速度不同导致绿灯闪烁的时间节点不同），让儿童在略有变化的情境中灵活应用所学知识，进一步强化正确的交通行为决策能力。

 探究式学习体现：践行探究式学习的知识迁移要求，通过“重复练习+情境微变”的方式，让儿童将复盘环节学到的规则知识应用到实际的探究决策中，实现“知”与“行”的结合；同时，虚拟环境的安全性让儿童可以反复尝试，逐步固化正确的交通行为习惯，提升探究成果的应用能力。

5. 评价（Evaluate）：多元反思评价，完善探究与行为建构

核心探究行动：采用教师评价、自我反思、行为量化评价相结合的多元评价方式，围绕探究全过程开展综合评价：①行为量化评价：通过行为观察清单对儿童两次练习中的5种核心交通行为进行0-1二元评分，量化评估其行为改善效果；②教师访谈评价：教师以访谈者身份与儿童交流，了解其两次探究练习后的心理变化与学习收获；③自我反思：引导儿童回顾整个VR学习经历，反思自身交通行为的改变，回答“你学到了什么？下次过马路会怎么做？”等问题，完成对探究过程与学习成果的自主反思。

探究式学习体现：评价聚焦探究过程与行为改变，而非单一的知识记忆，既通过量化数据客观评估儿童的交通行为改善效果，又通过访谈与反思引导儿童自主总结探究经验，实现“评价-反思-提升”的闭环；同时，评价结果进一步为儿童后续的真实交通行为提供指导，让探究成果落地到实际生活中，体现探究式学习的实用性。