借助VR和AI技术 新加坡理工大学打造虚拟课堂

新加坡理工大学(Singapore Institute of Technology；SIT)主修制药工程的学生，正透过游戏化的虚拟实境(VR)模拟器，学习如何使用复杂的生物制药设备。在虚拟实境中，学生透过培养细胞和在生物反应器(bioreactor)中制造抗体的方式，帮助虚拟主角对抗感染。

据OpenGov Asia报导，该校研究人员创建名为生物反应器(bioreactor)的3D虚VR模拟器，可让使用者透过VR头盔进行互动，还可进行细胞培养。此模拟器还可和实习课程结合，以强化学习效果。此外，模拟器让所有学生享有平等使用权。例如在实体实验室中，可能很难让每位学生都有机会读取每项装置的详细信息和数据；但在虚拟环境中，每个人都可以看到所有数据。

教师在虚拟环境中授课时，若无法获得实时反馈，可能难以追踪学生的学习进度。不过数据和机器学习科技可解决此问题。系统会在游戏过程中蒐集并分析学生的数据，机器学习再针对学生的学习反馈提供意见，以及找出学生在哪些主题面临学习困难。机器学习还可根据学习表现将学生分类，帮助提升学习效果。例如在游戏中答错问题数量较多的学生会被归为一类，教师可根据这些数据进行追踪，为有需要的学生提供更多协助。

参与前述虚拟实境模拟器研究的学生表示，透过VR模拟器上课相当有趣，且容易理解，有助於提升对生化概念的理解。

新加坡理工大学信息通信科技学群副教授Jeannie Lee表示，透过游戏化科技和科幻情节进行学习，可帮助学生在解决问题时，也将事件背景纳入考量，并可验证理论；在游戏过程中，系统会针对学生的行为提出反馈，并透过视觉和语音提示帮助学习，同时模拟器内设有多项检查关卡，让学生检讨其学习过程。

不过Lee表示，如何在学习元素和乐趣中求取平衡，是设计游戏时的一大挑战。她建议，教师在设计游戏时，可从希望学生学到的概念、技能和知识着手；建立游戏架构後，老师可分析学习成果、确定评估重点，并为每项主题设计问题，然後整合到游戏中，让学生玩游戏时达成老师所期望的学习效果。

责任编辑：张兴民