李蜜琴 李奇良

【摘要】隨著5G時代的到來，VR/AR技術(shù)在教育界興起，VR/AR技術(shù)為傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育的改革帶來了機(jī)遇與挑戰(zhàn)，使現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育在教學(xué)效果上更上一層樓，有效推動了遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。因此，本文通過分析遠(yuǎn)程教育在現(xiàn)實教育中遇到的問題與挑戰(zhàn)，介紹了VR/AR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用以及兩者相結(jié)合的一些意義，闡述了將VR/AR技術(shù)融合到現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中的思考和建議。

【關(guān)鍵詞】VR技術(shù);AR技術(shù);現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育

隨著信息化技術(shù)的飛速發(fā)展，將各種現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用到教育領(lǐng)域成為常態(tài)，也成為了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育發(fā)展的一個重要趨勢。虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)給遠(yuǎn)程教育帶來一場重大變革，即新技術(shù)為人們帶來全新的多模態(tài)的交互體驗，當(dāng)代遠(yuǎn)程教育因此也呈現(xiàn)出日新月異的局面。但是傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育大多數(shù)還是局限于二維平面動畫、文字、音頻視頻等學(xué)習(xí)資源的單向傳播模式，學(xué)習(xí)者之間缺乏互動性、學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主動性很難被調(diào)動起來;最重要的是對于實驗實踐類課程，普通的線上教學(xué)模式與教學(xué)資源根本無法滿足學(xué)習(xí)者需求。因此，相關(guān)研究表明，利用VR/AR技術(shù)虛擬性、沉浸性的特點，能夠彌補(bǔ)遠(yuǎn)程教育存在的缺憾，使廣大學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)的熱情和學(xué)習(xí)積極性得到很好的激發(fā)、調(diào)動，將對當(dāng)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

1.VR/AR技術(shù)概述

關(guān)于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的定義目前尚未統(tǒng)一，VR技術(shù)主要基于UE4、Unity3D等計算機(jī)軟件上，通過采用計算機(jī)核心技術(shù)，生成逼真的多感官、多交互的虛幻環(huán)境，使用戶沉浸在模擬的環(huán)境中，獲得身臨其境的體驗。VR主要有交互性（Interactivity）、浸沒性（Immersion）、構(gòu)想性（Imagination）和多感知性（Multi-Sensory）等特點。建構(gòu)主義理論與情境教學(xué)模式是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)，強(qiáng)調(diào)知識的動態(tài)性、情境性和交互性，知識不是從情境中抽象存在，而是通過個體與環(huán)境的互動建構(gòu)起來的，它是真實世界的索引。這對抽象內(nèi)容教學(xué)和激發(fā)個體學(xué)習(xí)內(nèi)在興趣驅(qū)動力具有深刻的啟示意義。

增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)，簡稱AR，AR技術(shù)是VR技術(shù)的一項技術(shù)的延伸，是建立在實際生活事物之上的，是對學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)知識內(nèi)容與實際情景的雙重疊加，它能用來模仿研究對象，讓學(xué)習(xí)者在現(xiàn)實環(huán)境背景中看到虛擬生成的模型對象，并且這一模型對象可以快速生成、操縱和旋轉(zhuǎn)。AR技術(shù)完美的彌補(bǔ)了VR技術(shù)隔絕現(xiàn)實世界的幻覺，在學(xué)習(xí)中我們不需要復(fù)雜的、繁重的計算機(jī)設(shè)備的幫助，只需要要微型的智能電子產(chǎn)品就能完成現(xiàn)實世界的增強(qiáng)現(xiàn)實，這可以更好地被學(xué)習(xí)者接受。

總之，VR與AR技術(shù)兩者之間相輔相成，協(xié)同發(fā)展為當(dāng)代遠(yuǎn)程教育教學(xué)變革賦能。VR/AR技術(shù)功能性強(qiáng)大，不僅僅是能傳遞視頻音頻、圖形動畫，而且可以實時生成的三維逼真虛擬環(huán)境，為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展提供了發(fā)展可能。

2.VR/AR技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用

目前，新教育理念和教育目標(biāo)的隨著時代的腳步不斷發(fā)生變化，因技術(shù)功能的日益完善和設(shè)備成本的不斷降低，虛擬現(xiàn)實技術(shù)和增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)受到教育界眾多研究者的青睞，“遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教育平臺”“大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程（MOOC）”“虛擬實驗室”“虛擬課堂”等新術(shù)語不斷涌現(xiàn)在現(xiàn)代教育技術(shù)研究的舞臺上，將VR/AR技術(shù)在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用愈加廣泛。

虛擬實驗室。通過利用VR技術(shù)構(gòu)建的開放式的虛擬實驗教學(xué)系統(tǒng)，將現(xiàn)實世界的實驗室通過三維圖形技術(shù)生成逼真的虛擬實驗室，學(xué)習(xí)者可以自主進(jìn)行實驗操作和設(shè)計實驗。目前運用較為廣泛的地理虛擬實驗室、物理實驗室、化學(xué)實驗室和生物實驗室等，學(xué)習(xí)者可以不受時間、空間的限制，自由地在“虛擬實驗室”里進(jìn)行做實驗。

虛擬技能訓(xùn)練。VR技術(shù)的高沉浸性、情境性和交互性的優(yōu)勢，為學(xué)習(xí)者面對高難度、復(fù)雜、危險的技能訓(xùn)練提供了便利，如飛機(jī)駕駛技能、軍事作戰(zhàn)技能和機(jī)械維修技能等不同類型的技能培訓(xùn)。虛擬仿真培訓(xùn)利用VR的核心技術(shù)生成實時的"設(shè)施設(shè)備”、"零件”以及虛擬環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過運用某些設(shè)施設(shè)備和三維信息環(huán)境的刺激，來達(dá)到各種技能訓(xùn)練和學(xué)習(xí)知識的目的。虛擬的技能訓(xùn)練具有自主性、安全性和超時空性等諸多優(yōu)點。

3.VR/AR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育應(yīng)用中遇到的問題與挑戰(zhàn)

信息技術(shù)革新都是源于新技術(shù)在生活中、工作中、教育中等各個不同的方面都給人們帶來全新的體驗感。盡管VR/AR技術(shù)可以給現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域帶來很多新體驗，新的學(xué)習(xí)方式，但是不要低估將VR/AR技術(shù)融入傳統(tǒng)的遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域所帶來的問題與挑戰(zhàn)。

首先從技術(shù)角度來看，VR/AR的核心技術(shù)、系統(tǒng)開發(fā)工具和運行平臺等已經(jīng)較為成熟，但是如何實現(xiàn)“實時”生成仍然是挑戰(zhàn);VR/AR技術(shù)在目前雖然滿足了多感官的參與，但是在交互性以及不同品牌的設(shè)備之間工作較為獨立，不能相互的聯(lián)通，提高了設(shè)備的成本;另一個方面由于VR/AR技術(shù)的對于長時間使用容易產(chǎn)生眩暈感仍然是挑戰(zhàn)。因為VR/AR系統(tǒng)的集成技術(shù)非常復(fù)雜，各個品牌產(chǎn)品之間并不聯(lián)通，因此虛擬現(xiàn)實、增強(qiáng)現(xiàn)實有必要研究、開發(fā)有效工具和高效分布式運行平臺。

其次從學(xué)習(xí)者角度來看，由于VR/AR技術(shù)構(gòu)建的是一個逼真的虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)者通過長時間的實踐學(xué)習(xí)后，會使學(xué)習(xí)者產(chǎn)生不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膶W(xué)習(xí)態(tài)度;VR/AR技術(shù)與遠(yuǎn)程教育的相結(jié)合后主要通過多元信息渠道來傳遞學(xué)習(xí)知識內(nèi)容，需要學(xué)習(xí)者通過多感官參與，容易增加學(xué)習(xí)者的認(rèn)知負(fù)荷;新技術(shù)運用到現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中會吸引廣大學(xué)習(xí)者的關(guān)注，如何預(yù)防學(xué)習(xí)者沉迷于虛擬世界仍是一項挑戰(zhàn)。正如任何一款基于U3D、UE4的教育游戲制作都是非常不易的，然而一款好的虛擬現(xiàn)實/增強(qiáng)現(xiàn)實教育作品的研發(fā)也是具有各種各樣的挑戰(zhàn)性。

4.VR/AR技術(shù)與遠(yuǎn)程教育結(jié)合的意義

（1）改善學(xué)習(xí)條件，豐富學(xué)習(xí)資源。

利用VR技術(shù)進(jìn)行實驗教學(xué)，可以避免學(xué)習(xí)者在實際操作中的各種危險，如，虛擬化學(xué)實驗，不僅可以讓學(xué)習(xí)者在實驗過程中免遭在化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的有毒氣體和爆炸的傷害，而且學(xué)習(xí)者也不受時空的限制進(jìn)行實驗觀察。比如，學(xué)習(xí)者可以進(jìn)入細(xì)胞的內(nèi)部或登陸火星的表面進(jìn)行觀察，不受空間限制。對于一些現(xiàn)象需要幾年甚至上百年才能觀察的變化過程，比如化石的形成，如果我們利用VR技術(shù)，可以在短時間內(nèi)將其化石形成過程呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者觀察，不受時間限制。VR/AR技術(shù)為廣大學(xué)習(xí)者自主學(xué)習(xí)提供了豐富的學(xué)習(xí)資源、所需的知識內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程中提出的研究模型，激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣。

（2）優(yōu)化學(xué)習(xí)環(huán)境，促進(jìn)教育公平。

教育技術(shù)專家學(xué)者何克抗、李文認(rèn)為學(xué)習(xí)環(huán)境是對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)有著直接或間接影響的外在因素，人際關(guān)系和學(xué)習(xí)資源是學(xué)習(xí)環(huán)境最重要的兩部分內(nèi)容。在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中，良好的學(xué)習(xí)環(huán)境的是學(xué)習(xí)者取得優(yōu)異的學(xué)習(xí)成績的重要因素。VR/AR技術(shù)在當(dāng)代遠(yuǎn)程教育的學(xué)習(xí)環(huán)境中進(jìn)行了全方位的滲透，我們的學(xué)習(xí)環(huán)境得到了優(yōu)化，還使遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)環(huán)境不再只是簡單的提供教育信息內(nèi)容，還為學(xué)習(xí)者提供了關(guān)于課后輔導(dǎo)、課后測試、過程評價等虛擬支持。VR/AR技術(shù)支持的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教學(xué)，促使教育資源突破時間、地域的限制，實現(xiàn)了教育開放、共享，提升教育公平性、提高全民教育滿意度，促進(jìn)全民學(xué)習(xí)。

5.對VR/AR技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的一些思考與建議

VR/AR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育的應(yīng)用領(lǐng)域還有待進(jìn)一步加強(qiáng)。近年來，5G網(wǎng)絡(luò)時代的不斷成熟，雖然解決了虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展過程中存在的技術(shù)問題，也讓當(dāng)前整個遠(yuǎn)程教育教學(xué)體系能夠良好地運行。但是因為遠(yuǎn)程教育在教育教學(xué)過程中的每一個環(huán)節(jié)都要依賴于網(wǎng)絡(luò)，無法保證每位學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)情況，這也就成為VR/AR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育不能得到進(jìn)一步的應(yīng)用，需要良好的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境作為后盾。

提高相關(guān)技術(shù)人員以及教師的技術(shù)水平對于VR/AR應(yīng)用到現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育至關(guān)重要。隨著5G時代的到來和VR/AR技術(shù)的發(fā)展和普及，勢必會普遍應(yīng)用于現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育中，如何更好的將虛擬現(xiàn)實技術(shù)更好的應(yīng)用到遠(yuǎn)程教育中，來彌補(bǔ)遠(yuǎn)程教育中缺憾，提高當(dāng)前遠(yuǎn)程教育教學(xué)的質(zhì)量，因此這就對遠(yuǎn)程教育相關(guān)技術(shù)人員以及教師的技術(shù)水平提出了更高的要求。不能因相關(guān)技術(shù)人員以及教師的技術(shù)能力高低的限制，最終導(dǎo)致虛擬化技術(shù)和現(xiàn)代化的設(shè)施設(shè)備變成擺設(shè)，只有不斷提高相關(guān)技術(shù)人員以及教師的技術(shù)水平，緊跟時代發(fā)展的步伐，才能跟得上科學(xué)技術(shù)日新月異的變化，VR/AR技術(shù)才能應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的方方面面，遠(yuǎn)程教育才能在互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的推動下不斷開闊創(chuàng)新。

結(jié)論

VR/AR技術(shù)與現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的完美結(jié)合，一方面不僅可以為學(xué)習(xí)者提供生動、逼真、公平的學(xué)習(xí)壞境，調(diào)動學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)積極性，培養(yǎng)學(xué)生的技能;另一方面幫助教師突破教育教學(xué)中的重難點，強(qiáng)化教學(xué)過程師生之間的胡互動，這都將起到積極的作用。新技術(shù)的發(fā)展大大促進(jìn)了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的發(fā)展，讓遠(yuǎn)程教育向信息化，智能化不斷前進(jìn)。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡蘇，王沛文，楊陽，劉恩睿.增強(qiáng)現(xiàn)實（AR）技術(shù)的教育應(yīng)用綜述[J].遠(yuǎn)程教育雜志，2016，34（05）：27-40.

[2]張量，金益，劉媛霞，牛麗.虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)與發(fā)展研究綜述[J].信息與電腦（理論版），2019，31（17）：126-128.

[3]潘茜茜.VR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用與實踐研究[J].信息與電腦（理論版），2021，33（02）：249-251.

[4]唐文.VR技術(shù)在遠(yuǎn)程教育情境化教學(xué)中的創(chuàng)新應(yīng)用[J].創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)理論研究與實踐，2018，1（18）：23-25.

[5]張茹茵.試談VR遠(yuǎn)程教育中的應(yīng)用[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2019（07）：131-133.

作者簡介：李蜜琴（1998—），女，碩士，研究方向：現(xiàn)代教育技術(shù)。