如果一棵树落在虚拟森林里怎么办？

这篇文章最初发表于气候机密。

一名妇女通过嵌入大黑头盔的护目镜同行。森林声音从房间的各个角落散发出来：一只鸟在这里唧唧喳喳地偷偷摸摸地走那里。她慢慢地在房间里移动。在墙上，一个扁平的数字森林被预测，因此观察者可以粗略地了解她的周围环境，但在她的脑海中，这位本科没有再在大学实验室上暂停一个小型狭窄的房间。感谢那位黑色盔甲，她正在走过树林。

一分钟后，她拿到了一个看起来和振动起来像链锯的操纵杆，她被要求砍一棵树。当她完成任务时，她会感受到一种阻力，就像她在砍伐一棵真正的树一样。当她离开的时候森林当她回到“现实”世界时，她的纸张消耗量会下降20%，她会对再生纸产品表现出明显的偏好。这些影响将持续到未来几周，研究人员假设这将是一个相当持久的转变。相比之下，观看森林砍伐视频或阅读相关文章的学生在这一天会表现出对纸张浪费的更高意识，但他们会在周末前恢复到他们的基线行为。

伐木研究就是其中之一许多斯坦福大学已经在其上进行了虚拟人类互动实验室在过去的几年中，他们试图弄清楚模拟体验对行为的影响程度。越来越多的研究表明，虚拟体验可能会成为一种强大的催化剂，让原本冷漠的群体开始关心问题并采取行动，包括气候变化。

这很重要，因为在大自然中所花费的时间已经证明是对人类健康的影响，人类是否偿还倾向于依靠他们在年轻人中的自然经历的类型。在一个2009年的研究来自南非比勒陀利亚大学的研究人员发现，虽然花时间徒步旅行和背包旅行的人在十年或更长时间后更愿意支持保护措施，那些小时候去过国家公园或花时间钓鱼的人实际上不太愿意做任何支持环境的事情。早前的研究(PDF)自然体验和环保主义之间的关系发现,虽然那些度过自己的青春在“野生”性质——定义为徒步旅行或在树林里玩,更有可能在成年后成为一个环保主义者,那些暴露在自然——“驯养”去公园、采花、播种或照料花园，这些都不适合。考虑到不可能每个孩子都有“野性”的自然体验，研究人员正在寻找其他方法来培养对环境负责的行为。

控制感

虚拟现实的最新工作建立在大约半个世纪的行为研究的基础上，这些研究表明，人类改变行为的意愿与我们的控制感直接相关。

气候变化，就像许多大规模的环境问题一样，很少有人认为它们能对这个问题产生直接影响——无论是好是坏。研究人员Sun Joo“Grace”Ahn和Jeremy Bailenson在即将发表的论文中写道(PDF)在期刊计算机和人类行为中，以微尺度为单位采取的个人行动，例如未能回收纸张或支持某些政策，可以随着时间的推移而导致森林砍伐的负面环境后果，这反过来影响了多年的气候趋势。但长时间框架和大规模的巨型造成危险的断开。虽然自1991年以来，97％的同伴审查的气候科学研究论文仅为人类活动作为气候变化的主要贡献者，只有一半的美国人看链接。

虚拟现实的支持者认为它可以帮助驾驶气候变化的影响，让人们觉得有关它的事情。“当个人觉得他们的行为直接影响环境的幸福时，他们更有可能关注并积极照顾环境，”Ahn和Bailenson写道。

Bailenson, a cognitive psychologist and founding director of Stanford’s Virtual Human Interaction Lab, sees particular value in virtual reality related to climate change because it allows for a combination of real experience with boundless possibilities: The brain treats the virtual experience as real but, at the same time, knows that anything is possible in the simulation.

“人们可以发自内心地体验不同的未来，并对人类行为的后果获得第一手经验，”拜伦森说。

教师科技

研究虚拟现实和增强现实(即智能手机或平板电脑上的移动应用程序覆盖现实信息)的研究人员越来越多地将这些技术作为学习工具进行试验。包括斯坦福大学、哈佛大学和麻省理工学院在内的多所大学正在试验在初高中使用增强现实和虚拟现实技术。而博物馆——享有更大的灵活性，在课程要求和考试分数之外运作——全心全意地接受了这一理念。两岸的科学博物馆和动物园正在展览中使用这项技术，并部署增强现实应用程序，游客可以在手机上或博物馆发行的移动设备上使用这些应用程序来了解更多他们所看到的东西。

“了解气候变化等复杂的问题，需要你如何愿意看到的问题而言角度考虑问题的转变，”艾米Kamarainen，共同主任哈佛的说EcoMOBILE和EcoMUVE项目。“我们试图让孩子们沉浸在与现实世界系统相似的环境中，但在某种程度上简化了他们所在的环境。我们将他们置于复杂的世界中，但也为他们提供了能够解读正在发生的事情的工具。”

EcoMUVE是一种多用户、基于桌面计算机的虚拟环境，以模拟池塘生态系统为特色，是由哈佛大学开发的，用于教授学生基本的生物过程，如光合作用和分解，以及对复杂环境问题的系统思考。哈佛大学的团队最近推出了一款与之相对应的增强现实应用EcoMOBILE，让学生们能够利用EcoMUVE的经验，在野外收集数据，“看看”地表下发生了什么，以及过去在一个生态系统中发生了什么。EcoMUVE最初在马萨诸塞州和纽约的学校试行，但现在已经试行了可供下载由任何学校，也在美国和其他国家/地区使用，包括印度和墨西哥。Ecomoomile目前在马萨诸塞州和纽约的学校飞行。

少数Massachusetts High Schools也驾驶了一个MIT开发的增强现实应用程序，称为时间流逝2100，这要求用户设置影响环境的各种策略，然后显示这些策略会颁布这些政策会发生什么。这一秋天，湾区学校将是试验试验斯坦福的珊瑚礁，这是一个虚拟现实游戏，其中参与者成为受海洋酸化影响的珊瑚礁中的一块珊瑚。所有三所大学也在与博物馆和科学学习中心合作，在学习体验中部署他们的技术。

认知科学家蒂娜·格罗泽(Tina Grotzer)是哈佛大学教育研究生院(Harvard’s graduate school of education)的教授，也是EcoMUVE和EcoMobile项目的联合首席研究员。格罗泽尔在去哈佛研究孩子们是如何学习的，尤其是他们如何学习科学之前，曾做过几年的教师。格罗泽尔说，这项技术的潜力让她很喜欢环境科学课程:“有了物理，你可以做实验，孩子们可以立即看到你在说什么。在环境科学中，我们试着做一个分解实验，但是你布置好了实验，12周后发生了一些事情。到那时，孩子们已经完全失去了兴趣。”

格罗泽尔解释说，这是因为孩子们很难抓住任何他们不能立即看到的东西。增强现实技术使教师能够扩展这种视野，也就是学者们所说的注意力框架，让看不见的东西变得更有形。例如，老师带孩子们到附近的一个池塘，使用EcoMOBILE向他们展示60年前小镇是如何在那里倾倒垃圾的，并几乎填满了今天这个原始的天然池塘。该应用程序向他们展示了池塘周围的植物如何将阳光转化为能量，并揭示了水面下的微小池塘生物在做什么。它还带领他们了解真实世界中收集的水样，帮助他们分析。

格罗泽尔说:“我跟随着这些实地考察，看到了这项技术如何让他们更多地沉浸在环境中，而不是分散他们的注意力。”学生们用智能手机拍照和做笔记，记录他们看到的东西:池塘水的清澈程度、天气、对样本的描述、不同种类的昆虫和鸟类。他们可以按照自己的节奏学习。

“在普通的实地考察中，如果学生有一个问题，他们必须离开那一刻刺激问题并先问老师，”雷泽尔说。“老师将促进30个孩子的需求。这样他们就可以找到自己的答案并留下来，留在他们看的东西。“

在斯坦福大学的珊瑚礁课上，学生们展示了意大利海岸附近伊斯基亚附近的一大片紫色珊瑚。在14分钟的课程中，他们将经历在一个水体受海洋酸化的影响。起初，周围的海洋充满了丰富的海洋生活。珊瑚礁周围的波浪被楼层振动和海洋声音模拟。实验室技术人员定期接触参与者，将参与者与同步动作相互作用，以与他认为作为捕捞礁的捕鱼网。然后酸化套装。海洋生命开始消亡。珊瑚礁开始失去它的颜色，参与者已经体现的珊瑚冠军。

Bailenson和他的团队对大学生进行了模拟测试，结果表明，学生们更加关心珊瑚礁正在发生什么。研究小组对这些参与者进行了数周的跟踪调查，将他们与一组仅仅观看了海洋酸化如何影响珊瑚礁的视频的人进行了比较，发现虚拟现实体验促成的态度变化比视频引发的任何变化持续的时间都长。

智能手机对所有

学校是否选择了一个增强现实平板电脑应用程序，以引导学生周围的学生在堆肥桩中的工作中指出生物过程，或基于景观的智能手机应用程序（如生物或时间流逝2100），以便在实地考察中使用，or a desktop experience (such as EcoMUVE) that can be used in the school’s computer lab, they face steep tabs for both hardware and software. Hardware for virtual reality simulations remains cost prohibitive for most schools, although costs are coming down: Virtual headsets such as the Oculus Rift cost consumers $350. A school potentially could purchase a few headsets for a virtual reality game that four students could play at a time while the rest of the class engages with an augmented reality component on desktops nearby.

然而，尽管有越来越多的选择和不断下降的价格，希望将这些技术应用到课堂上的学校仍面临许多挑战。

如果虚拟现实和增强现实要对后代如何理解和应对气候变化产生可衡量的影响，那么所有社会经济阶层的获取将是关键。Kamarainen说，在一些收入较高的学区，学生可以使用自己的设备。然而，在全国许多学区，大多数学生没有智能手机。移动电话公司Kajeet已经开始解决这个问题，通过向学校提供数据包，提供带有学校管理过滤功能的WiFi，这样他们就可以设定使用时间限制，让孩子们可以把学校提供的平板电脑带回家，只做与学校有关的工作。

在Kamarainen Works的学校，哈佛大方地为学生提供智能手机，以便在实地考察中使用，为Kajeet的Wi-Fi和数据服务支付（每台设备每兆字节2到3美分）。The Harvard apps work on both smartphones and tablets, so it’s feasible that any of the thousands of U.S. schools that either have purchased or been awarded tablets in the past two years could sign up with Kajeet to enable the use of these apps on and off campus.行业分析师估计到2014年底，美国学校将再购买350万台平板电脑。包括英特尔、美国电话电报公司(AT&T)、福克斯(Fox)和高通(Qualcomm)在内的多家公司已经发起了向学校发放平板电脑的非营利倡议。

前方的漫长道路

即使KAJEET等公司也成功地制造了学校的硬件，虚拟和增强现实开发人员仍然面临着长途道路，以便在教育中广泛采用他们的计划。后勤挑战包括确保试点测试的资金，预算资金购买新技术，培训人员和员工，教师和管理员的赢得买入。

“教室里实际发生的事情和研究人员希望看到的教室里发生的事情之间一直存在冲突，”Paul Olson说游戏学习学会在麦迪逊大学的威斯康星州大学，在三十多年上教育了七年级。He said that a lot of his time these days is spent explaining to researchers what life is like “in the trenches” and encouraging teachers to experiment with GLS games to motivate those students who “really don’t respond to a lecture or a chapter in a book but are all over programming something.”

这就是整合这些技术的博物馆可能填补一些空白的地方。位于皇后区的纽约科学大厅(New York Hall of Science)负责对外事务的副主席丹·温帕(Dan Wempa)说:“博物馆可以自由地跳出学校严格遵守的指导原则和要求。”在本学年，该大厅每天接待大约1200名学生进行实地考察。

博物馆最新的展览，连接世界从Kamarainen的输入创建，将沉浸在数字，互动的世界中的访问者，了解他们的行为如何影响环境。在展览的一部分中，游客将水加入环境和植物蓬勃发展。在另一个中，他们增加了太多并导致洪水。展出，展览会将自然进入快进，帮助学生看到他们的个人和公共行动如何受伤或维持植物和动物生活，干净的水和新鲜空气。

“学生们知道水很重要，但他们说，”我没有意识到这一点是重要的，我并没有意识到我在这里的某种方式会影响那边的某人，“”Wempa说。

父母的担忧

“我并不热衷于我的孩子沉浸在这种技术中，”芝加哥的营销顾问和两个（7和9岁及9岁及9岁及9岁及9岁及9岁及第9岁及9岁及第9岁）的母亲。“我们非常限制我们的孩子的电子产品曝光，因为我不希望他们上瘾。另一方面，我意识到他们需要意识到世界上发生的事情。我平衡​​了它，但如果我在谨慎的一边犯错，我宁愿我们去徒步旅行，而不是让他们盯着屏幕。“

凯里斯的担忧是父母的常见。“There are two ways that parents tend to look at these games,” said Eric Klopfer, who directs MIT’s Scheller Teacher Education Program, developed Time Lapse 2100 and has been researching the use of augmented reality in education since 2009. “One is, ‘Great. My kid is outside, but he still has the phone in his hand,’ and the other is that the mobile device and the game are actually getting their kid outside.”

Kamarainen和Grotzer也听说过家长们担心科技会干扰孩子们的自然体验，所以他们努力设计能够补充而非削弱自然关系的游戏。

迄今为止，生态飞行员已列入约1,000名学生，Kamarainen表示，他们一直谈论增强的现实作品如何帮助他们看到他们以前从未引起关注的社区的事情。“他们说这有助于打开他们周围的环境，”Kamarainen说。“他们更加意识到并意识到它，他们正在仔细关注自然界。”

最后，支持者表示，这些游戏不仅补充和改善了学生与自然的关系，而且还教会他们如何系统地思考，以及如何看到自己在伤害或改善他们的世界中扮演的角色。

“小一点的孩子说，‘我要创造一个世界!’”Wempa说，“大一点的孩子们说，‘我喜欢这样，因为这感觉像是我在控制，而作为一个孩子，我从来没有控制过任何事情。这一直延续到现在。他们明白，行动会产生后果，也会影响结果。”

森林的顶级图像piotr krzeslak.通过上面。