蘇小慧，于子淼，陳 玥，陶蔓菁

（1.上海教育系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)文化發(fā)展研究中心，上海 200433；2.上海開(kāi)放大學(xué)，上海 200433）

關(guān)于VR技術(shù)與教育融合發(fā)展的思考

蘇小慧1，2，于子淼1，2，陳 玥1，2，陶蔓菁1，2

（1.上海教育系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)文化發(fā)展研究中心，上海 200433；2.上海開(kāi)放大學(xué)，上海 200433）

2016年被稱(chēng)為虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）爆發(fā)元年，眾多行業(yè)巨頭紛紛加入VR產(chǎn)品的研發(fā)與市場(chǎng)布局，VR在游戲娛樂(lè)、航空航天、房產(chǎn)開(kāi)發(fā)、工業(yè)仿真、教育教學(xué)等領(lǐng)域都有了全面的發(fā)展與應(yīng)用。文章結(jié)合VR發(fā)展歷史，對(duì)VR在國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)概括梳理，參考自身工作與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出VR與教育領(lǐng)域融合發(fā)展所面臨的困難與挑戰(zhàn)，并在此基礎(chǔ)上提出具體應(yīng)對(duì)構(gòu)想與建議，擬為VR從業(yè)者及教育相關(guān)人士提供必要參考。

VR虛擬現(xiàn)實(shí)；教育；融合發(fā)展；工作建議

一、VR發(fā)展歷史

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，簡(jiǎn)稱(chēng)VR）是一種計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，它利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，是一種多源信息融合的交互式三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為系統(tǒng)仿真，并使用戶(hù)沉浸到該環(huán)境中?；赩R技術(shù)的3I屬性（沉浸感Immersion、交互性Interaction和想象性Imagination），VR技術(shù)也被稱(chēng)為“沉浸式多媒體”。

縱觀(guān)VR技術(shù)發(fā)展史，大體上可以分為四個(gè)階段。20世紀(jì)60年代以前，小說(shuō)家Stanley G.Weinbaum和電影攝影師Morton Heiling分別提出虛擬現(xiàn)實(shí)的構(gòu)想、發(fā)明仿真模擬器，這蘊(yùn)涵VR思想的有聲形動(dòng)態(tài)的模擬被認(rèn)為是VR發(fā)展的第一階段。進(jìn)入60年代，第一套可應(yīng)用的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備出現(xiàn)，但由于技術(shù)有限、設(shè)備龐大，VR仍處于原型機(jī)階段，也是整個(gè)VR技術(shù)的萌芽階段。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，VR的體驗(yàn)感大幅提升，VR概念與理論也在此期間初步形成，80年代末一些游戲公司開(kāi)始將VR推入商業(yè)化熱潮，成為VR技術(shù)的積累期。21世紀(jì)以后，VR理論進(jìn)一步完善，加之互聯(lián)網(wǎng)的普及、3D建模等技術(shù)的發(fā)展，VR開(kāi)始逐步商業(yè)化、平民化。目前，VR行業(yè)實(shí)際上仍處于起步階段，但是未來(lái)的發(fā)展前景不可限量，預(yù)計(jì)2020年國(guó)內(nèi)市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)將超過(guò)550億元，市場(chǎng)潛力巨大。伴隨著VR設(shè)備的普及，VR技術(shù)也將在更多領(lǐng)域得以運(yùn)用，教育領(lǐng)域自然是其中一個(gè)重要分支。[1]

二、VR在國(guó)內(nèi)外教育領(lǐng)域的應(yīng)用

1.VR在國(guó)外教育領(lǐng)域的應(yīng)用

美國(guó)基礎(chǔ)教育已經(jīng)開(kāi)始全面推行VR/AR虛擬現(xiàn)實(shí)教育計(jì)劃，只需要一臺(tái)智能手機(jī)，就可以實(shí)現(xiàn)沉浸式教育，如美國(guó)zSpace公司由一臺(tái)單獨(dú)電腦和VR顯示器組成，并配備有觸控筆，幫助學(xué)生操縱虛擬3D物體，加強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。

部分國(guó)外院校也已開(kāi)始使用VR技術(shù)，如位于加州圣何塞的科格斯韋爾大學(xué)已經(jīng)正式開(kāi)辦VR和AR專(zhuān)業(yè)，該學(xué)校也成為全球首家創(chuàng)辦VR和AR行業(yè)人才認(rèn)證的高校；位于美國(guó)佐治亞洲的Savannah藝術(shù)設(shè)計(jì)院校利用VR技術(shù)吸引生源，推廣校園文化。[2]

三星在美國(guó)做過(guò)一個(gè)關(guān)于VR教育的調(diào)查研究，有85%的教師認(rèn)可VR教育，認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)方面有著巨大潛力，能夠有效提高學(xué)生學(xué)習(xí)效果。

2.VR在國(guó)內(nèi)教育領(lǐng)域的應(yīng)用

國(guó)內(nèi)目前已經(jīng)形成了各大院校、高科技公司聯(lián)合研究開(kāi)發(fā)制作、產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合的局面。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）VR+高等教育。清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)等高等學(xué)府已在校內(nèi)建立虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室，主要從事VR的科學(xué)研究和技術(shù)開(kāi)發(fā)；北京航空航天大學(xué)成立虛擬現(xiàn)實(shí)新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；西南交通大學(xué)成立虛擬現(xiàn)實(shí)與多媒體技術(shù)實(shí)驗(yàn)室；中國(guó)人民大學(xué)動(dòng)用時(shí)下最流行的VR技術(shù)，讓新生們通過(guò)登錄網(wǎng)頁(yè)和手機(jī)客戶(hù)端提前逛人大。[3]

（2）VR+素質(zhì)教育。被應(yīng)用在常識(shí)普及、模擬地震、火災(zāi)等諸多方面，同時(shí)配合教學(xué)大綱，提供科學(xué)、歷史、地理、生物等基礎(chǔ)課程的理解學(xué)習(xí)。如北京中關(guān)村第二小學(xué)于16年4月開(kāi)展了別開(kāi)生面的VR沉浸式教學(xué)系統(tǒng)公開(kāi)課，學(xué)生可通過(guò)VR眼鏡學(xué)習(xí)太陽(yáng)系相關(guān)知識(shí)。

（3）VR+企校合作。藝術(shù)、工業(yè)、技能等方面的VR課程，包括虛擬沙盤(pán)、機(jī)械操作、模擬駕駛、危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)等，與教學(xué)內(nèi)容相結(jié)合進(jìn)行課程訂制，如華漁公司和一些汽配、高鐵駕駛等職專(zhuān)院校合作，為他們定制VR培訓(xùn)課程，把現(xiàn)在市面上的零件做成3D模型，讓學(xué)生在VR中進(jìn)行模擬操作。[4]

三、VR與教育領(lǐng)域融合發(fā)展的特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)

1.打破時(shí)空限制，彌補(bǔ)傳統(tǒng)不足

傳統(tǒng)教學(xué)中，因教學(xué)場(chǎng)地、教學(xué)設(shè)備等方面的原因，導(dǎo)致一些教學(xué)活動(dòng)無(wú)法進(jìn)行。利用VR教學(xué)，可彌補(bǔ)這些方面的不足，學(xué)生足不出戶(hù)可以體驗(yàn)各種教學(xué)實(shí)驗(yàn)及場(chǎng)景教學(xué)，達(dá)到良好的學(xué)習(xí)效果。

2.激發(fā)學(xué)習(xí)熱情，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)

VR教學(xué)不僅可以應(yīng)用化學(xué)、生物、歷史、英語(yǔ)等多種學(xué)科中的場(chǎng)景教學(xué)，一些在真實(shí)世界中很難用肉眼觀(guān)察的現(xiàn)象也可以通過(guò)虛擬環(huán)境呈現(xiàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情及參與度，增強(qiáng)學(xué)習(xí)體驗(yàn)及想象力。

3.共享優(yōu)質(zhì)資源，拓寬學(xué)習(xí)路徑

VR的教育時(shí)代，頂尖學(xué)校、師資、課程將不再是部分學(xué)生人群的獨(dú)享專(zhuān)利，只要擁有VR設(shè)備，所有學(xué)生都能身臨其境享受到優(yōu)質(zhì)教育教學(xué)資源，而不再受地區(qū)和學(xué)校限制。[5][6]

四、VR與教育領(lǐng)域融合發(fā)展所面臨的困難與挑戰(zhàn)

1.硬件設(shè)備昂貴，內(nèi)容制作壁壘高、周期長(zhǎng)，與教育現(xiàn)狀存在脫節(jié)

市面上銷(xiāo)售的VR設(shè)備普遍較為昂貴，學(xué)校如果要全面實(shí)現(xiàn)VR改造，勢(shì)必會(huì)增加教育成本。同時(shí)，VR教育興起和后續(xù)發(fā)展都離不開(kāi)優(yōu)質(zhì)的VR教育內(nèi)容，而VR教育內(nèi)容制作存在成本高、儲(chǔ)備少、周期長(zhǎng)等問(wèn)題，成本高和周期長(zhǎng)使得內(nèi)容制作公司望而卻步，儲(chǔ)備少使學(xué)校、教師和學(xué)生不能實(shí)現(xiàn)優(yōu)中選優(yōu)，只能被動(dòng)接受，而且VR內(nèi)容課程后如果沒(méi)有后續(xù)VR教學(xué)內(nèi)容跟進(jìn)，只能繼續(xù)接受傳統(tǒng)教育內(nèi)容，遠(yuǎn)達(dá)不到預(yù)想的目標(biāo)。而且，傳統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容技術(shù)壁壘低，教師群體經(jīng)過(guò)短時(shí)間學(xué)習(xí)即可獨(dú)自制作，而VR內(nèi)容制作困難，專(zhuān)業(yè)技術(shù)要求高，往往需要經(jīng)過(guò)系統(tǒng)培訓(xùn)才能完成全套內(nèi)容的制作。對(duì)大多數(shù)教師群體來(lái)說(shuō)，技術(shù)成本和時(shí)間成本都太高，不符合當(dāng)前教學(xué)實(shí)際，VR教育與目前整體的教育現(xiàn)狀存在脫節(jié)現(xiàn)象。

2.政府有關(guān)部門(mén)認(rèn)知程度有限，學(xué)校及教師接受程度有待提高

一方面，教育、財(cái)政等相關(guān)政府主管部門(mén)對(duì)VR教育的認(rèn)知程度直接影響著VR教育的普及和發(fā)展，目前部分政府主管部門(mén)對(duì)VR教育的認(rèn)知程度很大部分還停留在娛樂(lè)、游戲階段，缺乏更有深度和更具前瞻性的認(rèn)知。[7]另一方面，由于日常教學(xué)任務(wù)本就較為繁瑣復(fù)雜，且要面臨考試及升學(xué)壓力，多數(shù)學(xué)校及教師對(duì)VR教育的認(rèn)知程度有待提高。VR技術(shù)并不能很好地幫助他們快速有效提高學(xué)生成績(jī)，難免淪為傳統(tǒng)教學(xué)的輔助，成為學(xué)生傳統(tǒng)課堂緊張學(xué)習(xí)之余的放松工具和幫助理解抽象教學(xué)知識(shí)點(diǎn)的“多媒體”工具。如何跳出VR教育的此種局限，讓VR更全面服務(wù)和應(yīng)用在教學(xué)及考試的各個(gè)環(huán)節(jié)，是目前面臨的主要問(wèn)題。

3.在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚處摸索期，如何挖掘精準(zhǔn)結(jié)合點(diǎn)成當(dāng)務(wù)之急

與傳統(tǒng)教育、傳統(tǒng)課堂相比，VR教育雖在沉浸性、科技性、體驗(yàn)性上存在較大優(yōu)勢(shì)，更容易使學(xué)生加深印象，保持持續(xù)記憶。但是也存在體驗(yàn)形式較為單一、體驗(yàn)方式較為固定、互動(dòng)效果較為薄弱的不足?？傮w來(lái)說(shuō)，VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用尚處摸索期，應(yīng)用和前景尚不十分明朗。如果單純?yōu)榱俗分餠R教育的沉浸式體驗(yàn)而忽略上述不足，未免有因小失大、舍本逐末之嫌，且容易讓VR教育最終變成華而不實(shí)的擺設(shè)。如何在VR教育的優(yōu)勢(shì)上尋找到其與傳統(tǒng)教育更加精準(zhǔn)的結(jié)合點(diǎn)，如何更好實(shí)現(xiàn)兩者的良好互補(bǔ)與促進(jìn)，目前仍未得到解決。

4.虛擬現(xiàn)實(shí)具有強(qiáng)烈沉浸感與帶入感，且內(nèi)容魚(yú)龍混雜，易引發(fā)學(xué)生群體沉迷、異化等“網(wǎng)絡(luò)疾病”

VR技術(shù)會(huì)將使用者帶入完全虛擬的環(huán)境中，該環(huán)境或通過(guò)實(shí)地拍攝，或通過(guò)三維建模生成。使用者只需佩戴VR頭盔或眼鏡，借助必要的定位設(shè)備與感應(yīng)設(shè)備，即可在虛擬環(huán)境中完成包括走路、跳躍、射擊、拳擊等在內(nèi)的幾乎任何動(dòng)作，在一些制作精良的游戲中，甚至可以完成與同時(shí)參與游戲的其他VR體驗(yàn)者的實(shí)時(shí)交互，具有極強(qiáng)的沉浸感。但值得注意的是，VR內(nèi)容中也存在著大量低級(jí)、庸俗信息，如日本同人社區(qū)“惰眠ズ”制作VR性愛(ài)模擬游戲《性愛(ài)女友》、全球最大成人視頻網(wǎng)站Pornhub上線(xiàn)VR頻道等，極易使學(xué)生產(chǎn)生過(guò)度依賴(lài)，沉迷其中無(wú)法自拔，甚至產(chǎn)生虛擬“異化”，忘卻自我，成為“他者”。[8]微軟研究院的研究員表示，由于VR技術(shù)正在不斷讓虛擬現(xiàn)實(shí)變得更真實(shí)，能夠讓用戶(hù)產(chǎn)生更強(qiáng)的沉浸式體驗(yàn)，未來(lái)可能不再需要毒品等致幻藥物來(lái)讓人獲得快感。

五、VR與教育領(lǐng)域融合發(fā)展的構(gòu)想與建議

1.打通渠道，降低成本

政府有關(guān)部門(mén)應(yīng)更加重視VR行業(yè)發(fā)展，提高對(duì)VR的認(rèn)識(shí)，通過(guò)制定具體政策進(jìn)一步打通自上而下的渠道，進(jìn)一步降低硬件設(shè)備與內(nèi)容制作的成本，使VR真正成為人人都能使用的普及型功能進(jìn)入各個(gè)學(xué)校。

2.轉(zhuǎn)變觀(guān)念，借力發(fā)展

學(xué)校和教師應(yīng)積極轉(zhuǎn)變思維，緊跟VR相關(guān)技術(shù)，尤其是“VR+教育”的發(fā)展步伐，主動(dòng)學(xué)習(xí)VR教育內(nèi)容制作方法，結(jié)合自身教學(xué)實(shí)際制作與身邊學(xué)生群體相契合的優(yōu)質(zhì)VR教學(xué)課件及資源，借助VR優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步發(fā)展、完善、豐富傳統(tǒng)教育課堂。

3.找準(zhǔn)“痛點(diǎn)”，優(yōu)化內(nèi)容

找準(zhǔn)“VR+教育”的“痛點(diǎn)”，如“VR教育 +直播”、“VR教育+實(shí)時(shí)交互”、“VR教育+高危實(shí)驗(yàn)操作”、“VR教育+世界名校行”、“VR+思政課”等，通過(guò)方式方法的創(chuàng)新和課程內(nèi)容的豐富促進(jìn)VR教育事業(yè)的綜合發(fā)展。

4.培養(yǎng)人才，壯大市場(chǎng)

學(xué)?？砷_(kāi)設(shè)相關(guān)專(zhuān)業(yè)課程，培養(yǎng)專(zhuān)業(yè)人才，鼓勵(lì)畢業(yè)生以VR及相關(guān)產(chǎn)業(yè)作為就業(yè)或創(chuàng)業(yè)目標(biāo)，進(jìn)一步壯大市場(chǎng)。同時(shí)也可通過(guò)加強(qiáng)與VR教育公司的合作，開(kāi)設(shè)教師培訓(xùn)課程，從教師層面入手，普及VR教育。

5.適時(shí)引導(dǎo)，避免歧途

考慮VR的自身特點(diǎn)，學(xué)校、教師及家長(zhǎng)應(yīng)注意觀(guān)察學(xué)生使用VR設(shè)備的頻率、時(shí)長(zhǎng)和方式，對(duì)明顯超過(guò)合理時(shí)間、超越合理方式及已有沉溺跡象的學(xué)生及時(shí)干預(yù)，適時(shí)引導(dǎo)，避免出現(xiàn)“沉迷”、“異化”等問(wèn)題。

每個(gè)新技術(shù)發(fā)展的同時(shí)都會(huì)是一把雙刃劍，VR也不例外，如何利用好VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，尋找到“VR+教育”的廣闊藍(lán)海，同時(shí)避免伴隨VR技術(shù)而出現(xiàn)的諸多問(wèn)題與弊端，將是當(dāng)下及未來(lái)相關(guān)研究人員及教育從業(yè)者需要認(rèn)真、重點(diǎn)思考的問(wèn)題。

[1]中國(guó)電子技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化研究院.虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)發(fā)展白皮書(shū)[DB/OL].http://www.cesi.cn/201612/1698.html.

[2]劉園.VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的研究與應(yīng)用[J].電腦知識(shí)與技術(shù),2016(16):207-208.

[3]虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育的哪些領(lǐng)域?[J].中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò),2016(6):26-28.

[4]VR教育板塊一覽[J].中小學(xué)信息技術(shù)教育,2016(11):24-25.

[5]趙向前.實(shí)踐與創(chuàng)新——虛擬技術(shù)在開(kāi)放教育中的應(yīng)用[J].中國(guó)市場(chǎng),2016(19):67,81.

[6]劉德建,劉曉琳,張琰,陸奧帆,黃榮懷.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用的潛力、進(jìn)展與挑戰(zhàn)[J].開(kāi)放教育研究,2016(4):25-31.

[7]李斌,陸嘉琪.中國(guó)VR/AR教育產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀述評(píng)及未來(lái)趨勢(shì)預(yù)測(cè)[DB/OL].http://www.vrjc.com/VRyanjiu/VRbaogao/373.html.

[8]渠慎寧,楊丹輝.在起跑線(xiàn)上爭(zhēng)奪先發(fā)優(yōu)勢(shì)[N].人民日?qǐng)?bào),2016-11-30022.

（編輯：魯利瑞）

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1673-8454（2017）14-0085-03