虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用與困境

摘 "要：虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)發(fā)展至今已有60余年，而作為具有沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和構(gòu)想性（imagination）的計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)，對(duì)VR技術(shù)能否應(yīng)用于教育領(lǐng)域的討論已有許多。該文對(duì)VR技術(shù)的發(fā)展與其特點(diǎn)、VR技術(shù)在教育中的應(yīng)用、VR技術(shù)存在的問題與教育推廣中面對(duì)的問題以及如何在我國推進(jìn)VR技術(shù)在教育中的應(yīng)用做出總結(jié)與分析。意在對(duì)這一新興技術(shù)能夠?yàn)榻逃I(lǐng)域帶來的影響與變革提出思路。使更多教育工作者對(duì)這一技術(shù)存在的可能性有更多的了解。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；VR；教育應(yīng)用；教學(xué)技術(shù)；混合學(xué)習(xí)

中圖分類號(hào)：G434 " " "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A " " " " "文章編號(hào)：2095-2945（2023）20-0191-06

Abstract： Virtual reality （VR） technology has been developed for over 60 years， and as a computer simulation technology immersion， interaction， and imagination， there has been much discussion on whether VR technology can be applied in the field of education. This article summarizes and analyzes the development and characteristics of VR technology， its application in education， the existing problems and challenges in education promotion， and how to promote the application of VR technology in education in China. Intended to propose ideas on the impact and changes that this emerging technology can bring to the education field. Enable more educators to gain a better understanding of the possibilities of this technology.

Keywords： virtual reality; VR; educational applications; teaching technology; hybrid learning

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR）作為計(jì)算機(jī)技術(shù)的一種，自20世紀(jì)60年代誕生便得到了較多行業(yè)的關(guān)注。幾十年來，VR技術(shù)能否做到為教育行業(yè)帶來革新是人們一直在討論的問題。人們認(rèn)為，VR可以用于對(duì)特定場景進(jìn)行模擬，來創(chuàng)造基于模擬的教育環(huán)境。學(xué)習(xí)者在模擬環(huán)境中進(jìn)行新技能的練習(xí)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)在現(xiàn)實(shí)中存在危險(xiǎn)無法實(shí)際練習(xí)的情境進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)。盡管人們對(duì)這一技術(shù)的作用給予了較高期望，但在VR技術(shù)發(fā)展早期，除了特定領(lǐng)域如軍事等外，其并沒有能夠得到廣泛的推廣和使用。

而VR技術(shù)真正被人所廣泛熟知并實(shí)際開始走向民用是從2013年開始，由Oculus推出了第一款面向消費(fèi)者的消費(fèi)級(jí)頭戴式顯示器（HMD）。以此為契機(jī)，競爭廠商們開始推出各自的VR產(chǎn)品，多以HMD為主，逐漸使得VR技術(shù)能夠更為廣泛地為公眾所使用，在教育領(lǐng)域開始有所建樹。技術(shù)逐漸成熟，一些VR使用中的關(guān)鍵問題逐漸得到解決。

同時(shí)，社會(huì)變化也推進(jìn)了VR技術(shù)與教育領(lǐng)域的融合。自2020年以來，新冠感染疫情打亂了正常的教學(xué)和學(xué)習(xí)生活，混合式教學(xué)（Hybrid Learning）開始受到關(guān)注?；旌鲜浇虒W(xué)通過線上線下相結(jié)合，部分師生在教室內(nèi)正常開課，而不能到場的學(xué)生可以通過線上進(jìn)行學(xué)習(xí)。在這一情況下，便有部分地區(qū)嘗試將VR設(shè)備融入到混合式教學(xué)中，以提升教學(xué)效果[1-2]。毫無疑問地，VR技術(shù)正在越來越被教育領(lǐng)域所接納與重視，對(duì)相關(guān)狀況進(jìn)行分析與討論是必要的。

1 "虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程與其特點(diǎn)

1.1 "虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展歷程

虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）是一種計(jì)算機(jī)模擬環(huán)境，通過將感官信息傳遞給人腦以與用戶交互并改變用戶的感知。如今的VR是由數(shù)十年的技術(shù)以及處理器性能發(fā)展相結(jié)合所得到的產(chǎn)品，以用戶能夠負(fù)擔(dān)的價(jià)格進(jìn)行高水平計(jì)算。VR最早始于1960年，當(dāng)時(shí)Morton Heilig發(fā)明了一種名為Sensorama的多感官模擬設(shè)備[3]。Sensorama被認(rèn)為是當(dāng)今頭戴式顯示器（HMD）的固定版本。通過在立體3D顯示器上播放預(yù)先錄制的電影，配合立體聲、風(fēng)扇、氣味發(fā)生器與振動(dòng)椅，來對(duì)用戶的感官進(jìn)行刺激，使用戶能夠“沉浸”在電影中[4]。1984年，美國國家航空航天局航空航天人因研究部的Scott Fisher發(fā)明了第一個(gè)單色立體HMD，命名為虛擬交互環(huán)境工作站（VIEW）[3-5]。VIEW與當(dāng)今HMD中使用的元素相類似，包括音頻、身體追蹤、觸覺反饋以及與遠(yuǎn)程機(jī)器人系統(tǒng)的連接，這讓系統(tǒng)在使用中產(chǎn)生了交互[6]。80年代開始人們對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)在專業(yè)教育與培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用產(chǎn)生了想法[7]。隨后90年代開始VR技術(shù)出現(xiàn)在高等教育應(yīng)用中，在空間科學(xué)、安全科學(xué)以及原子科學(xué)等方向得到應(yīng)用[8]。

直到2010年，商業(yè)化VR系統(tǒng)開始推出，如三星Oculus Rift和HTC Vive，當(dāng)時(shí)VR系統(tǒng)價(jià)格較高，通常需要數(shù)千美元的價(jià)格，這限制了其商業(yè)化推廣[9-10]。隨后部分公司開始推出由紙板以及移動(dòng)設(shè)備（智能手機(jī)）等組成的廉價(jià)VR設(shè)備[11]。但這類設(shè)備相較于以PC鏈接為基礎(chǔ)的能夠提高算力的VR設(shè)備存在體驗(yàn)低、弱交互、沉浸感低的問題[12-13]。而提供高算力的PC鏈接的VR設(shè)備受限于傳送速率，要求設(shè)備通過線纜鏈接，加以定位器等對(duì)活動(dòng)空間的限制，使用限制更大。

但隨著大數(shù)據(jù)云計(jì)算技術(shù)的成熟以及5G技術(shù)的普及推廣，計(jì)算能力以及傳輸速率已不再成為VR設(shè)備的瓶頸，這為虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備的移動(dòng)化、便攜化提供了有利條件，VR設(shè)備具有如同手機(jī)在3G以及4G時(shí)期智能手機(jī)一樣成為下一代移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)終端的潛力。

1.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被定義為具有3個(gè)典型特征，即具有沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和構(gòu)想性（imagination）。其中沉浸感指VR環(huán)境可以為使用者提供視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺等多種感官上的體驗(yàn)，從而為使用者帶來身臨其境的感覺；而交互性是指在虛擬環(huán)境中，往往會(huì)為使用者提供可以進(jìn)行交互的人機(jī)操作界面，以及針對(duì)交互所產(chǎn)生的反饋；構(gòu)想性則是通過沉浸感與交互性，能夠讓使用者隨著環(huán)境狀態(tài)以及交互行為的變化從而產(chǎn)生對(duì)未來的構(gòu)想，增強(qiáng)創(chuàng)想能力。而VR的這三個(gè)特征決定了其應(yīng)用方向：通過提供VR環(huán)境，復(fù)現(xiàn)現(xiàn)實(shí)情況中可能存在危險(xiǎn)或現(xiàn)實(shí)中難以設(shè)置的場景。如VR最早投入使用便是針對(duì)軍事訓(xùn)練、火災(zāi)救援訓(xùn)練、飛行員及航天員訓(xùn)練等場景的應(yīng)用。通過VR的使用，能夠提供較為逼真的訓(xùn)練場景，同時(shí)大大減少了相應(yīng)訓(xùn)練的成本，并且能夠切實(shí)起到訓(xùn)練的作用，為相關(guān)行業(yè)提供了便利條件。而VR的這些特點(diǎn)也決定了將VR技術(shù)運(yùn)用在其他場景下能夠提供作用的基礎(chǔ)。因此隨著VR技術(shù)的成熟以及成本的降低，教育領(lǐng)域逐漸將其引入到教學(xué)之中，以期望得到更好的教學(xué)效果。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育方向的應(yīng)用

通常認(rèn)為，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，傳統(tǒng)課堂如在教室內(nèi)進(jìn)行課程教學(xué)，教師通過板書或PPT的形式進(jìn)行講解。這個(gè)過程是以教師為主體，教師為主動(dòng)方。但學(xué)生作為接受者是被動(dòng)的一方[14]。在進(jìn)行學(xué)習(xí)的過程中會(huì)導(dǎo)致學(xué)習(xí)效果的削弱。尤其是一些概念或者操作過程，僅通過書面講解，難以直觀展示。麻省理工學(xué)院使用技術(shù)驅(qū)動(dòng)的主動(dòng)學(xué)習(xí)（TEAL），該學(xué)習(xí)方法以學(xué)生為中心，提高他們的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)和理論思維。這是由于動(dòng)手實(shí)驗(yàn)和互動(dòng)，技術(shù)支持的學(xué)習(xí)和現(xiàn)象可視化的可視化和參與，以及基于探究的科學(xué)教學(xué)[15]。因此可以認(rèn)為，學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)從被動(dòng)到主動(dòng)的變化會(huì)產(chǎn)生積極的認(rèn)知和教學(xué)結(jié)果。將虛擬現(xiàn)實(shí)作為一種教育工具，引入教學(xué)過程，將積極吸引學(xué)生，并具有積極的認(rèn)知和教學(xué)效益。借此可將VR技術(shù)運(yùn)用在以下方面。

2.1 模擬實(shí)操訓(xùn)練場景

在教學(xué)過程中，尤其是工科、醫(yī)學(xué)專業(yè)相關(guān)以及職業(yè)教育過程中，對(duì)進(jìn)行實(shí)操要求較高。通過VR構(gòu)建虛擬的操作場景，一方面可以獲得類似于現(xiàn)實(shí)實(shí)操的操作經(jīng)驗(yàn)，如通過虛擬現(xiàn)實(shí)模擬急救學(xué)習(xí)環(huán)境，提升初級(jí)學(xué)員的知識(shí)與信心[16]；通過模擬手術(shù)進(jìn)行虛擬正頜手術(shù)，這是一組需要在患者身上進(jìn)行的測試，但通過虛擬環(huán)境與觸覺反饋，能夠?yàn)閷W(xué)員提供更多的培訓(xùn)機(jī)會(huì)[17]；通過開發(fā)與驗(yàn)證模擬建筑工地VR程序，使學(xué)生在安全的課堂中提高實(shí)踐與安全體驗(yàn)等[18]。另一方面，可以降低校園為學(xué)生提供實(shí)操環(huán)節(jié)的投資成本，如車床加工實(shí)操項(xiàng)目中，為了讓學(xué)生能夠熟練地使用相關(guān)機(jī)械，保證訓(xùn)練人數(shù)與次數(shù)，需要進(jìn)行大量的投資購入較多車床設(shè)備，并且提供素材為學(xué)生練習(xí)。如果能夠營造VR環(huán)境，配套練習(xí)程序，當(dāng)學(xué)生在VR程序中獲得一定程度的經(jīng)驗(yàn)后再進(jìn)行實(shí)操，便能夠減少對(duì)設(shè)備的需求數(shù)量以及使用次數(shù)，從而降低所需成本。

2.2 建立虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室

實(shí)驗(yàn)室作為大學(xué)研究的場所，在提供所需知識(shí)方面發(fā)揮至關(guān)重要的作用。由于實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)習(xí)的積極影響，實(shí)驗(yàn)室在科學(xué)教育中發(fā)揮的核心和獨(dú)特作用的重要性一直被人們所重視。一些學(xué)校通過VR環(huán)境建立虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，作為對(duì)校園內(nèi)由于設(shè)備、空間以及預(yù)算限制而缺少實(shí)驗(yàn)室的補(bǔ)充和延伸。通過VR程序，實(shí)驗(yàn)室工作從固定的空間導(dǎo)向轉(zhuǎn)向了設(shè)備導(dǎo)向，學(xué)生若能夠擁有自己的虛擬設(shè)備，便可以不受實(shí)驗(yàn)室是否在現(xiàn)實(shí)中設(shè)立的限制，在虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行研究學(xué)習(xí)。Zacharia等[19]比較了學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室和傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室中的物理入門課程測試結(jié)果，發(fā)現(xiàn)與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室組相比，使用虛擬實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生更好地理解和開發(fā)了復(fù)雜電路的適當(dāng)概念模型，還發(fā)現(xiàn)學(xué)生在兩種實(shí)驗(yàn)室中所獲得的知識(shí)結(jié)果是相似的。可見通過建立虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室，可以降低對(duì)設(shè)備、空間以及預(yù)算的要求，并且獲得與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室相似甚至更良好的學(xué)習(xí)成果。

2.3 "進(jìn)一步推進(jìn)遠(yuǎn)程教育普及

通過VR技術(shù)，對(duì)提升遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)學(xué)生以及有特殊需求（如殘疾）學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)有所幫助。一方面，如通過遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)與虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室的結(jié)合，可以讓遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)學(xué)生也從實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)中有所收益，這是傳統(tǒng)遠(yuǎn)程教育所不能夠做到的，從而進(jìn)一步提升遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的吸引力。另一方面，使用VR設(shè)備并不需要學(xué)生處于活動(dòng)或站立姿態(tài)，有特殊需求的學(xué)生可以通過控制器來達(dá)成在虛擬環(huán)境中的移動(dòng)和互動(dòng)操作，無需進(jìn)行活動(dòng)，便能擁有身臨其境的體驗(yàn)。對(duì)于聽障學(xué)生，可以通過增加字幕的方式使其能夠更加便利地對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行理解。除此以外，還可以通過虛擬環(huán)境便利地對(duì)優(yōu)質(zhì)的師資資源進(jìn)行整合溝通，將我國發(fā)達(dá)地區(qū)優(yōu)質(zhì)師資通過教學(xué)點(diǎn)對(duì)偏遠(yuǎn)地區(qū)進(jìn)行課堂教學(xué)以及教學(xué)經(jīng)驗(yàn)交流等。通過對(duì)VR的使用，可以讓一些原本無法接受教育的人群接受相應(yīng)的教育，提升遠(yuǎn)程教育的普及率。

2.4 "提供直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以呈現(xiàn)立體直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，從多感官多角度對(duì)學(xué)習(xí)過程進(jìn)行優(yōu)化，將課本中對(duì)物體或場景的描述具現(xiàn)化。如：在進(jìn)行地理課程的過程中，相較于提供二維的地貌圖片，以及描述性語句，若能夠通過VR技術(shù)將地貌3D化，并在課堂中直觀地向?qū)W生進(jìn)行展現(xiàn)，從而讓學(xué)生身臨其境地了解現(xiàn)實(shí)中的地貌特征，加深對(duì)于相關(guān)知識(shí)的理解。先前便有歷史教師在教學(xué)過程中利用游戲展現(xiàn)法國大革命期間法國當(dāng)?shù)氐娜宋娘L(fēng)情與城市建筑。而利用VR可以使這一過程更加沉浸與真實(shí)，從而取得更佳效果。

2.5 "進(jìn)行心理治療與矯正

VR對(duì)心理治療領(lǐng)域的探究也較早，1995年時(shí)便有人使用VR暴露療法來替代現(xiàn)實(shí)情境暴露療法以治療恐高癥[20]。根據(jù)研究表明，VR環(huán)境在治療恐高癥、幽閉恐懼癥等焦慮障礙方面是有效的，經(jīng)過治療后，被試者能夠重新獲得對(duì)情境的掌控感。除此之外，還可以通過VR環(huán)境對(duì)特殊兒童進(jìn)行多感官的訓(xùn)練和學(xué)習(xí)?？梢宰鳛閷?duì)傳統(tǒng)教學(xué)與康復(fù)治療的補(bǔ)充和改良[21]。經(jīng)過研究，在如肢體康復(fù)訓(xùn)練、多動(dòng)癥、自閉癥兒童的治療中，均取得了成效[22]。總體來講，相較于傳統(tǒng)心理治療和矯正，結(jié)合VR方法，能夠更好地被來訪者接受，并取得更好的效果。

3 "應(yīng)用推廣中存在的問題與瓶頸

雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用能夠給教育領(lǐng)域帶來充足的益處，但是其至今尚未能夠得到廣泛應(yīng)用。究其原因，盡管VR技術(shù)發(fā)展已有約60年的時(shí)間，但在使用過程中出現(xiàn)的一些問題還不能夠完全地解決。同時(shí)VR技術(shù)的使用仍然存在一定的技術(shù)瓶頸，推廣應(yīng)用存在困難。

3.1 "虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用中存在的問題

3.1.1 "使用過程中導(dǎo)致的身體不適

Clarke等[23]指出，部分使用HMD的VR用戶在VR環(huán)境中會(huì)感到頭暈。Kennedy等[24]認(rèn)為這種頭暈是一類精神功能障礙，包括頭脹以及難以集中注意的感覺，其進(jìn)一步指出在使用過程中還可能出現(xiàn)其他生理反應(yīng)如眼疲勞、全身不適、頭痛和惡心等。多項(xiàng)研究一致認(rèn)為VR會(huì)使使用者產(chǎn)生不適，Regan[25]的一項(xiàng)研究顯示，61%用戶出現(xiàn)不適，5%的用戶出現(xiàn)中度不適，2%的用戶產(chǎn)生嚴(yán)重不適。目前使用VR產(chǎn)生不適的機(jī)制尚未產(chǎn)生統(tǒng)一結(jié)論，當(dāng)前的研究成果并不能夠解決用戶在使用VR過程中產(chǎn)生不適感的問題。雖然產(chǎn)生不適感的用戶多為輕度不適，但這說明VR的使用仍然存在一定的使用風(fēng)險(xiǎn)。

3.1.2 "沉浸感會(huì)對(duì)教學(xué)結(jié)果產(chǎn)生影響

一些研究報(bào)告在對(duì)教育場景下的VR使用進(jìn)行研究后稱，在使用過程中部分被試會(huì)由于某些原因而產(chǎn)生分心的情況。包括但不限于在虛擬環(huán)境中會(huì)發(fā)生移動(dòng)的物體[26]，或者在虛擬環(huán)境中添加用戶的手，一些3D的聲音，以及部分的圖形渲染等[27]，均會(huì)導(dǎo)致被試在任務(wù)過程中分心。而研究表明，在虛擬環(huán)境中添加更加真實(shí)的細(xì)節(jié)，其目的是為了讓用戶在虛擬環(huán)境中的感知結(jié)果更加接近現(xiàn)實(shí)世界，從而增加用戶的沉浸感。如對(duì)用戶手部的添加，研究稱通過添加用戶手部，可以使用戶在虛擬環(huán)境中的距離感知結(jié)果偏差降低等[28]。針對(duì)以上情況，有的研究提出簡化虛擬環(huán)境[29]，減少或消除觸覺設(shè)備等輔助設(shè)備[30]，設(shè)計(jì)以學(xué)習(xí)目標(biāo)為主而非美學(xué)為主的虛擬環(huán)境。通過簡化的環(huán)境限制被試在學(xué)習(xí)或?qū)嶒?yàn)中的注意力。但與之相對(duì)的，減少或消除觸覺反饋設(shè)備等輔助設(shè)備意味著虛擬環(huán)境中能夠進(jìn)行的任務(wù)復(fù)雜程度將大大降低，這與進(jìn)行訓(xùn)練和學(xué)習(xí)所要達(dá)成的目標(biāo)并不相符。

3.1.3 "虛擬環(huán)境擬真程度不足

搭建虛擬環(huán)境的目的是為了能夠創(chuàng)造出一個(gè)與現(xiàn)實(shí)世界相似的環(huán)境，這需要增加用戶的沉浸感、交互性與構(gòu)想性。為了創(chuàng)造接近真實(shí)的虛擬環(huán)境，以往的研究從硬件與軟件兩方面入手，硬件上如采用不同類型的虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備（洞穴式虛擬現(xiàn)實(shí)、頭戴式顯示器等）、增加可視角度、提升顯示器分辨率等。軟件上采取如增加程序貼圖分辨率、光影效果、增設(shè)3D聲音、開發(fā)新引擎和添加用戶虛擬身體、增加交互的自然程度等。盡管采取多種方法，去提升虛擬環(huán)境的真實(shí)程度，但由于現(xiàn)實(shí)中存在著種類繁多、構(gòu)型復(fù)雜的信息，同時(shí)部分抽象的信息模型并不能夠被人所直接感知，這便要求擁有高效的建模方法與實(shí)時(shí)的圖像生成技術(shù)。這對(duì)硬件與軟件均提出了較高的要求，當(dāng)前仍然不能夠滿足以上條件。用戶在體驗(yàn)的過程中仍然會(huì)察覺到其中存在的差別，導(dǎo)致用戶在使用中存在不自然感，從而降低體驗(yàn)。在虛擬教學(xué)過程中會(huì)導(dǎo)致占用心理資源從而降低教學(xué)效果。

3.2 "推廣應(yīng)用中的瓶頸

盡管近些年人們對(duì)將VR引入課堂擁有樂觀的態(tài)度，因?yàn)橛布杀窘档停蠖鄶?shù)消費(fèi)者也能夠承擔(dān)這一筆消費(fèi)。但是在推廣應(yīng)用中仍然存在一些障礙。

3.2.1 "需要教師擁有一定的技術(shù)水平

當(dāng)前VR平臺(tái)的應(yīng)用相較于成熟的PC平臺(tái)與手機(jī)平臺(tái)來說相當(dāng)匱乏，尤其是教育資源。這便要求教師必須使用虛擬現(xiàn)實(shí)來創(chuàng)建自己的教學(xué)內(nèi)容。并對(duì)制作VR應(yīng)用有一定的了解。同時(shí)在設(shè)備使用過程中，要面對(duì)頻繁的軟件更新，流媒體材料的加載與更換，用戶文件的配置。這也要求教師對(duì)學(xué)生所擁有的VR設(shè)備進(jìn)行調(diào)試與設(shè)置。大大提高了對(duì)教師技術(shù)水平的要求。對(duì)于一些教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富，但年齡較大的教師來說這毫無疑問是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

3.2.2 "公平與平等接受教育的問題

雖然VR設(shè)備的價(jià)格下降，大多數(shù)消費(fèi)者能夠負(fù)擔(dān)這筆費(fèi)用，但是仍然存在著部分偏遠(yuǎn)地區(qū)或貧困家庭無法購買高質(zhì)量的VR設(shè)備。盡管可以通過智能手機(jī)等價(jià)格較低的設(shè)備來構(gòu)建虛擬環(huán)境，但能夠得到的虛擬環(huán)境質(zhì)量較差。同時(shí)不同的學(xué)習(xí)者在使用VR設(shè)備時(shí)體驗(yàn)是不相同的，如同前文中提到的，部分用戶在使用VR設(shè)備后會(huì)產(chǎn)生不適感。此外，Janssen等[31]表明，性格特征對(duì)VR的體驗(yàn)有很大影響，這反過來又會(huì)影響學(xué)習(xí)結(jié)果。因此在進(jìn)行推廣使用的過程中不僅要考慮到使用環(huán)境的安全，還要考慮是否能夠帶來公平與平等的教育體驗(yàn)。

3.3.3 "傳統(tǒng)教育培訓(xùn)模式轉(zhuǎn)換難

多年以來，我國教育與培訓(xùn)產(chǎn)業(yè)已經(jīng)形成成熟的模式，以線下教學(xué)為主，部分情況輔以線上教學(xué)，保持了以教師為中心的教育體系。而技能培訓(xùn)領(lǐng)域，通常各高校與技術(shù)學(xué)校已與國內(nèi)或國外的設(shè)備廠商達(dá)成合約，由廠商為學(xué)校提供設(shè)備與技術(shù)支持，或提供實(shí)操場地與條件。在此大環(huán)境下，對(duì)傳統(tǒng)教育培訓(xùn)模式的轉(zhuǎn)換阻力較大。首先，引入新的教學(xué)方法與教學(xué)設(shè)備需要面對(duì)學(xué)生家長對(duì)教育效果的質(zhì)疑與考驗(yàn)；其次，學(xué)校與廠商之間的合作通常需要數(shù)年的努力才能夠達(dá)成，投入大量的時(shí)間成本、金錢成本與人力成本，引入VR設(shè)備需要與VR廠商再次進(jìn)行溝通交流，前期投入成本較大；最后，由于國內(nèi)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的探究尚處于起步階段，成果較少，國家對(duì)VR進(jìn)入教育領(lǐng)域從資金到政策的支持力度遠(yuǎn)不及傳統(tǒng)教育領(lǐng)域。

3.3.4 "需要形成完成度高且資源統(tǒng)一的教育平臺(tái)

當(dāng)前我國擁有如慕課平臺(tái)和超星學(xué)習(xí)通這樣的線上課程平臺(tái)，這些平臺(tái)對(duì)推廣線上教育、分享教育資源做出了極大貢獻(xiàn)。而要將VR技術(shù)結(jié)合到教學(xué)中進(jìn)行推廣，也要求擁有類似的VR課程分享平臺(tái)。想要?jiǎng)?chuàng)建這樣的平臺(tái)首先要求擁有一批高質(zhì)量、高完成度和大數(shù)量的教學(xué)內(nèi)容，還需要擁有整合這批教育資源，進(jìn)行分享的平臺(tái)。毫無疑問地，對(duì)中小學(xué)或一所單獨(dú)的大學(xué)院校是難以承擔(dān)資源創(chuàng)建與分享的，這不僅需要大量優(yōu)秀的師資力量進(jìn)行合作，還需要有力的技術(shù)資源支持。

4 "展望

通過對(duì)以往研究，結(jié)合VR特性與當(dāng)前教育模式的分析，將VR技術(shù)與現(xiàn)代教育相融合，將VR作為新型教學(xué)的手段與方法，從客觀上來看是具有極大的潛力，且能夠從多方面取得較好的收益。一是可以通過建立虛擬實(shí)操場景與虛擬實(shí)驗(yàn)室等大大減少教育成本；二是能夠作為遠(yuǎn)程手段更好地對(duì)優(yōu)質(zhì)教育資源進(jìn)行整合推廣；三是能夠提供更加直觀和沉浸的教學(xué)體驗(yàn)提升教學(xué)效果；四是能夠?qū)逃谐霈F(xiàn)的心理問題進(jìn)行治療與矯正。這些優(yōu)點(diǎn)對(duì)教育模式發(fā)展具有積極的意義，值得去進(jìn)行嘗試。但雖然前景樂觀，一些VR使用中的問題仍然亟待解決：包括但不限于使用中出現(xiàn)的身體不適，技術(shù)瓶頸所導(dǎo)致的使用體驗(yàn)下降，教學(xué)資源較少，技術(shù)平臺(tái)要求高，以及模式轉(zhuǎn)換所帶來的陣痛等。因此，想要將這一技術(shù)引入教育教學(xué)中，仍然需要對(duì)VR技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步的挖掘與改良。

4.1 "推進(jìn)國內(nèi)的VR技術(shù)研究

由于VR技術(shù)研究內(nèi)容屬于新興技術(shù)范疇，當(dāng)前國內(nèi)對(duì)相關(guān)內(nèi)容的研究起步較晚，研究成果也較少。當(dāng)前大部分VR研究的成果來自于國外高校與研究機(jī)構(gòu)。而國內(nèi)的VR公司產(chǎn)品相較于國外前列公司有一定的技術(shù)差距，產(chǎn)品競爭能力較弱。因此必須對(duì)VR技術(shù)研究進(jìn)行推進(jìn)，以對(duì)VR技術(shù)目前使用過程中存在的痛點(diǎn)加以改善，完善使用體驗(yàn)，減少技術(shù)推廣中可能存在的危險(xiǎn)性。

4.2 "國家提供進(jìn)一步的政策支持

VR技術(shù)具有復(fù)雜性，僅憑研究機(jī)構(gòu)和高校的研究難以對(duì)研究成果加以轉(zhuǎn)化，想要以教育推廣為目標(biāo)，就要求能夠開發(fā)以教育模式為導(dǎo)向并行之有效的VR應(yīng)用與內(nèi)容。這需要國家進(jìn)行政策與預(yù)算上的傾斜，以建立健全行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、支持產(chǎn)品技術(shù)研發(fā)、組建科研團(tuán)隊(duì)與課題組，跨學(xué)科研究，完成VR環(huán)境下的教育教學(xué)體系建立。

4.3 "轉(zhuǎn)變教育思維模式與技術(shù)研發(fā)模式

提供VR技術(shù)與產(chǎn)品的公司在技術(shù)層面與學(xué)校、大學(xué)等平臺(tái)存在較大的差距。因此導(dǎo)致教師等角色在這一供應(yīng)鏈中處于技術(shù)弱勢，難以對(duì)公司開發(fā)的產(chǎn)品做出自己的修改，缺少自主權(quán)與個(gè)性化定制的能力。這就要求從公司層面，研發(fā)產(chǎn)品時(shí)要尊重教育模式與規(guī)律，尊重教師與學(xué)生在產(chǎn)品使用中的積極性與主動(dòng)性，從多角度對(duì)產(chǎn)品方向進(jìn)行研判。而從教育者層面，要考慮如何讓已有的教育模式與新生技術(shù)進(jìn)行結(jié)合，立足學(xué)生需求與教學(xué)要求，對(duì)可能使用的VR產(chǎn)品做出選擇和判斷。同時(shí)積極對(duì)新興技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)，避免使用過程中被技術(shù)瓶頸所影響。

4.4 "借鑒已有的成功案例

教育技術(shù)的引進(jìn)與教育方法的轉(zhuǎn)變需要對(duì)已有的成功經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行借鑒。在國外存在大量的案例能夠借鑒，如River City、Quest Atlantis、SAVE Science等成功案例。當(dāng)前國內(nèi)并沒有類似的案例。建議在已有案例的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國學(xué)生發(fā)展需求與歷程，面向部分學(xué)科、部分地區(qū)、部分學(xué)校進(jìn)行設(shè)計(jì)，展開VR教學(xué)，建立教育試點(diǎn)。以此為基礎(chǔ)，拓展應(yīng)用面與應(yīng)用范圍，促進(jìn)VR技術(shù)在教育過程中的發(fā)展與融合。

5 "結(jié)束語

每一種技術(shù)的出現(xiàn)與興起，都會(huì)對(duì)其他領(lǐng)域產(chǎn)生廣泛而深刻的影響。計(jì)算機(jī)、互聯(lián)網(wǎng)、智能手機(jī)等技術(shù)在發(fā)展之初并沒有人能夠預(yù)料到其為人類社會(huì)帶來的巨大變革。VR技術(shù)作為能夠?yàn)槿藗兲峁┣八从械某两襟w驗(yàn)的技術(shù)，具有不可想象的廣闊前景，其在教育領(lǐng)域也必將大有可為。

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