如果你决定去追求如果你有地质学学位,准备好在野外待上一段时间,在那里你会被要求寻找和分析岩石,这将帮助你了解地球是如何运作的。你会画出奇怪的露头,把石头砸成碎片,通过手持镜头窥视水晶,甚至时不时地舔石头如果真的到了那个地步,你就得在导师的监视和评判下进行。

当疫情在2020年3月爆发时,这些既令人兴奋又充满压力的实地学校不复存在。世界各地的地质教师都有点不知所措。可以理解的是,许多人认为没有办法复制这种实践学习经验,只能将就一下,但是马修其全称他是伦敦帝国理工学院(Imperial College London, ICL)的行星科学家。

十年前,偶然的机会,他开始对电子游戏设计产生兴趣。“这纯粹是解决问题,”他说。“当你做了一些事情或克服了一些挑战时,你会获得成就感。”

他的一个同事,ICL的地球科学家Mark Sutton他也涉足了同样的数字沙箱。因此,他们决定将自己的技能运用到教学中:他们制作了本科学生通常会进行的实地考察的电子游戏版本,在那里他们可以练习相同的技术,并以与在现实世界中相同的方式了解地球。

首先是撒丁岛(和西西里岛上的埃特纳火山)的3D复制品,学生们在那里游手游脚,寻找古老的化石,研究火山岩,还有探索一个废弃的银矿.但就像所有优秀的电子游戏一样,事态迅速升级。不久之后,学生们开始驾驶宇宙飞船,抵挡敌对的战斗机,并试图在小行星上找到一个着陆的好地方(以研究其化学成分)。

这种创新的规避封锁的方法是现场地质的另一种选择,也是学生在封锁隔离期间进行社交的场所,并且可以逃避通常的现场工作后勤问题,从资金到时间限制到受伤。

尽管有这些挑战,地质学专业的学生经常报告说,他们的野外工作是他们大学经历的亮点之一。当航班停飞、封锁开始时,很明显,学生们将无法进入现场。“和所有人一样,我们在很短的一段时间里都不愿承认,”Genge说。

出国旅行变成了虚拟会议,学生们一边浏览谷歌街景,一边看着数码照片。“这有一定的价值,但对学生来说太耗精力了,”Genge说。“这是可怕的。这就像在他们鼻子里揉鼻子一样。”没有什么能比得上实地工作,所以萨顿和Genge开始在他们的爱好中寻找一种模拟这种情况的方法。“我希望他们有(实地)经验,”Genge说。

学生们有四轮自行车四处旅行。(请注意路边的龙十字标志。)
学生们有四轮自行车四处旅行。(请注意路边的龙十字标志。)Matthew Genge,伦敦帝国理工学院

早在2019年,萨顿就带着一架无人机来到撒丁岛——这是他们通常的实地考察地点之一——并拍摄了一堆他们去学习地质学的地方的照片。Beplay客户端安卓版一年后,Genge利用这些照片,加上一些定制的计算机代码,制作了一个研究区域的虚拟版本。

在(真实的)领域,目标将是检查一个位置,科学地研究它,提出一个研究问题,然后试图回答它。同样的场景也在Genge和Sutton创造的虚拟世界中上演。

例如,一个3.3亿年前曾经是湖泊的地区,现在到处都是植物和动物化石。甚至还有古代雨水留下的痕迹,雨水留下的小凹痕被自然保存了下来。其中一些印痕在一个方向上被拉长,这可以用来估计风速。一个学生可能会找到这些雨印,用高分辨率研究它们,然后写一些关于如何利用它们来了解当时地球大气层的东西。

学生们都很投入,他们的工作质量与教师在前几季的实地考察中看到的相似。Genge说:“其中两个项目接近出版。

通常情况下,会有人类指导员在旁边提供帮助,但这在这些单人游戏世界中是不可能的。取而代之的是一个小型飞行机器人,它跟着学生们四处走动,引导他们去探索地质奇观。“我给了她一个相当时髦的个性,”Genge说。她取笑学生们,如果他们看起来很笨,有时还会提到克里斯·海姆斯沃斯(Chris Hemsworth)。

目标是严肃的,但毕竟这是一个游戏平台,Genge和Sutton忍不住投入了一些意想不到的娱乐。在真实的撒丁岛,一个危险的悬崖边缘,在虚拟的版本中,变成了一个把学生扔进海里的地方,于是当他们游到附近的一个岛屿时,一条鲨鱼追着他们。

在下一个版本中,Genge花了三个星期在苏格兰高地,开车四处兜风,拍摄了大量的无人机镜头,他用这些镜头重现了金洛赫列文村周围的景观,金洛赫列文村是另一个疫情前的实地考察目的地。他造了瀑布,种了3万棵树,还在山上养了许多蠓(这也许是一种不必要的忠于现实的行为)。他的儿子哈里建造建筑-躲避所说的蠓。

模拟的苏格兰乡村包括建筑、墙壁和墓碑。
模拟的苏格兰乡村包括建筑、墙壁和墓碑。Matthew Genge,伦敦帝国理工学院

此时,游戏又迎来了一个里程碑:Sutton已经完成了游戏的多人版本。所有的学生都可以以虚拟化身的身份存在于同一个空间中,用他们的声音交流,指着东西,测量岩石的方向和类型,在地图上绘制地质带。“这让一切都不一样了,”Genge说。“它突然变得如此真实。”

当学生们像往常一样填写地质图穿越该地区时,指导员检查了他们的进度。“我能看出这很有效,因为学生们表现得像学生一样,”Genge说。每个人都有四轮摩托车,“所以有一定数量的赛车,而不是地图。”一个学生给他发信息,礼貌地问他如何把一辆四轮摩托车从树上弄下来。一天的工作结束后,学生们开始使用数字苏格兰维度来闲逛。

在课堂上,出现了一个关于陨石的单元,这是教学大纲中新增的内容。Genge一直在担心如何在流感大流行前保持这八堂课的吸引力:该系30名学生只有5个陨石样本,这限制了他们个人接触实际教学的机会。

幸运的是,虚拟实地考察提供了一个明显的解决方案。“基本上,我们进行了为期八周的太空冒险,”Genge说。

下一轮的野外作业游戏让学生们进入太空调查小行星。
下一轮的野外作业游戏让学生们进入太空调查小行星。Matthew Genge,伦敦帝国理工学院

在一堂关于如何区分陨石和普通岩石的入门课之后,学生们拿到了一辆四轮摩托车,并被告知要在广阔的沙漠中寻找隐藏的陨石。其中几块碎片来自一颗在大气中爆炸的流星,它的碎片像宇宙霰弹枪的弹丸一样散落开来。学生们能找到这些相关的碎片并把拼图拼起来吗?

当他们进行探测工作时,一颗有着类似土星光环的行星慢慢地从地平线上升起。一些更有探索意识的学生四处游荡,发现了一个陨石坑,里面有一艘受损的宇宙飞船。当他们仔细研究残骸时,一个学生问为什么它有炮塔。“嗯,太空是个危险的地方。”

Genge说,灵感来自一个遥远的星系,这艘宇宙飞船是一个“愚蠢的雄心勃勃的想法”的开始——一个完全可航行的空间区域,供随后的讲座使用。在Genge熨了几个bug之后,学生们被安排到飞行员的座位上,能够驾驶(现在已经完全修复的)宇宙飞船前往各种小行星,了解陨石的起源。

游戏中的红外传感器可以用来评估小行星样本的矿物成分,童车可以用来开车到处跑,钻东西船上的实验室有显微镜进行额外的分析。讲座是通过宇宙飞船内的虚拟屏幕进行的。这是对没有灵魂的视频会议的巨大改进,在视频会议中,学生们不愿意发言。然而,在一艘宇宙飞船里,他们的化身在嘈杂的聊天声中挤在一起看屏幕。

大多数学生和教师很快就学会了如何玩这些游戏,但也有一小部分人很难上手。有几颗不断迎头撞上小行星。“我不得不给他们布置家庭作业,让他们学习如何驾驶宇宙飞船,”Genge说。当炮塔被用来抵挡人工智能控制的敌人战斗机,甚至炸毁敌人的基地时——当然,所有这些都是以科学的名义——大多数人已经掌握了控制方法。

Genge期待着真正的野外学校再次安全运行的那一天。但电子游戏现在是永久教学大纲的一部分。他们可以通过提供实践来帮助优秀的学生为未来的实地考察提供帮助,并为那些身体上无法参加旅行的学生提供实地体验,比如那些使用轮椅的学生。事实证明,以陨石为主题的讲座比任何完全基于现实的讲座都更有效。

Genge对下一次迭代寄予厚望:与他的学生一起在一个演讲厅,每个人都戴着VR耳机,允许每个人单独探索日益疯狂的3D环境,其中包含真正的地质教育。“我们都会在那里,一起,”他说,“看起来像个十足的疯子。”