看VR教育如何从“死硬件”转变为“活应用”

随着科学技术不断发展，硬件性能趋同的背景下，内容的交互将构成差异化竞争力，使得VR教育产业联动将会有更好的发展趋势，而虚拟现实作为理论研究、计算研究,认识世界的基本方法，对现代教育模式的转变无疑起了推动的作用。与此同时，政策层面的支持也为VR技术的发展创造了肥沃的土壤。据专业调研机构预测，在政策支持与资本助推下，将催生庞大的市场需求，预计2021年我国将成为全球最大的VR市场。

　　“虚拟现实 ”和“互联网 ”、"大数据"一样，广泛应用于各种领域。虚拟现实（Virtual Reality，VR）的目标是以计算机技术为核心，结合相关科学技术及算法，生成一定范围的真实环境，在视、听、触觉等方面高度近似的数字化环境，用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用，相互影响，产生亲临相应真实环境的感受和体验。

人类始终致力于模拟现实中的世界

　　VR是随着计算机技术发展，特别是高性能计算、计算机图形学和人机交互技术的发展，人类在模拟真实世界方向上达到的最新的境界。虚拟现实技术有哪些特征呢？

　　第一，不论是用图形技术产生三维，还是用光学等其他技术产生的三维，三维是基本的显示特征。

　　第二，虚拟现实可以突破屏幕的界限，突破物理尺寸的显示，带上头盔之后，能全景式的观赏，可以说打破了物理屏幕上的限制。

　　第三，完全对用户透明，属于人和虚拟环境的自然交互。

　　第四，能够随意构建时空的物理世界和现实世界，构造它的虚拟空间，有一个物理对象就有一个数字化的虚拟对象。

　　第五，它可能是互联网未来的新入口和新的智能环境。

虚拟现实对未来的影响

　　能够看到的是，每一次重大的信息技术革命都是一次交互的革命。虚拟现实是一个造梦的行业，立体化的拓展了我们的感知空间，也许将来我们可以足不出户就能环游世界，在家就能学到教室里的各种课程。虽然现在虚拟现实技术的未来还不能够清晰的被勾勒出来，但其对各行各业的影响必定是深远持久，立体深入的。

虚拟现实在教育领域的应用

　　根据研究数据显示，人们对亲身经历或者模拟的内容可以记住 90%，VR设备将有机会帮助使用者大幅提升学习的效果。所以，随着科学技术的不断进步，“虚拟现实 人工智能”可能是终极性的教育技术。

　　第一，可以使学习者进入任何逼真的学习场合，如人体、太空、历史事件等，实现沉浸式的现场学习，提高学生的学习兴趣和学习成效。

　　第二，可以进行各种交互实验，特别是危险性高的，比如某些化学实验，或者是真实环境下不可能做的实验，比如人体解剖，或者体验黑洞，从而提高学习的成效。

　　第三，虚拟现实和人工智能、大数据结合，可以构造虚拟教室、虚拟教学、虚拟老师，随时随地地在教室指导学习。

　　目前试将VR技术引入教育领域的，多是准备在教育中的“语言学习”这一环节植入VR。VR提供的360度全景体验式的课堂，能够带来沉浸式教育体验，也能模拟真实互动情境。除了语言学习，很多人认为，在教育领域，VR还能够突破资源和时空的局限，用于实操性强的课程，如驾驶、模拟手术等，或是将学生“置身”于历史、天文等学科的虚拟场景中，加强学生对事件的认知。

　　要实现虚拟现实系统，大体需要有四方面的技术：一是数据采集、数据获取；二是对数据进行分析和建模；三是建模以后的绘制与表现。绘制，不仅是视觉上的绘制，还包括听觉、味觉等方面的研究；四是传感和交互，传感和定位等等的交互。这四个方面的技术涉及到：硬件平台和装置、核心芯片与器件、软件平台与工具、软硬标准与规范，以及虚拟现实 各行业领域的内容和研究系统。所以虚拟现实是一个学科高度交叉的、综合性的科学技术领域。

　　虚拟现实在教育的应用中，有以下几方面的问题：

　　一、虚拟现实教育应用的需求分析问题，例如哪些方面需要虚拟现实，哪些方面有二维图片或者文本就足够了；

　　二、基于虚拟现实技术的教学方案与过程创意设计，比如物理课、生理课，哪些内容与虚拟现实结合，需要怎样的工序进行创意和设计；

　　三、新概念数据获取机制、设备及各类教育数据的获取，比如教师的数据、学生的数据等；

　　四、数据整体获取

　　五、生理模型与进化演化

　　六、教育应用中人的行为模型

　　七、自然化人机交互机制与交互设备

　　八、虚拟现实课堂、虚拟现实教室技术等

“虚拟现实 教育” 的成长之路

　　第一，由于“虚拟现实 教育”的发展，“人工智能 教育”的发展，会出现大量的虚拟现实（VR）教育应用系统，使得教育技术得到升级换代式发展。

　　第二，出现基于VR教育环境的教育方法与学习方法。

　　第三，在VR关键技术研究和VR 教育应用研发过程中，会形成一批有知识产权的硬件设备、平台软件与研发工具软件、VR教育设备标准等，从而带动形成新的VR教育仪器设备产业和VR教育服务产业。

　　VR技术应用于教育，只是一种教育技术，是教育教学的辅助手段，无法代替教师教学。今后要加强VR的教育教学方法研究，同时要研究VR环境给学生带来的影响，以及对社会的影响。因此需要教育领域开启VR心理学、VR社会学和VR法学等方向研究，开展相关的研究，对虚拟现实技术的发展提供了保障。

　　本文选于《中国教育网络》杂志