隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，硬件性能趨同的背景下，內(nèi)容的交互將構(gòu)成差異化競(jìng)爭(zhēng)力，使得VR 教育產(chǎn)業(yè)聯(lián)動(dòng)將會(huì)有更好的發(fā)展趨勢(shì)，而虛擬現(xiàn)實(shí)作為理論研究、計(jì)算研究,認(rèn)識(shí)世界的基本方法，對(duì)現(xiàn)代教育模式的轉(zhuǎn)變無(wú)疑起了推動(dòng)的作用。與此同時(shí)，政策層面的支持也為VR技術(shù)的發(fā)展創(chuàng)造了肥沃的土壤。據(jù)專(zhuān)業(yè)調(diào)研機(jī)構(gòu)預(yù)測(cè)，在政策支持與資本助推下，將催生龐大的市場(chǎng)需求，預(yù)計(jì)2021年我國(guó)將成為全球最大的VR市場(chǎng)。
“虛擬現(xiàn)實(shí) ”和“互聯(lián)網(wǎng) ”、"大數(shù)據(jù)"一樣，廣泛應(yīng)用于各種領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)（Virtual Reality，VR）的目標(biāo)是以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心，結(jié)合相關(guān)科學(xué)技術(shù)及算法，生成一定范圍的真實(shí)環(huán)境，在視、聽(tīng)、觸覺(jué)等方面高度近似的數(shù)字化環(huán)境，用戶(hù)借助必要的裝備與數(shù)字化環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互作用，相互影響，產(chǎn)生親臨相應(yīng)真實(shí)環(huán)境的感受和體驗(yàn)。
人類(lèi)始終致力于模擬現(xiàn)實(shí)中的世界
VR是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展，特別是高性能計(jì)算、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)和人機(jī)交互技術(shù)的發(fā)展，人類(lèi)在模擬真實(shí)世界方向上達(dá)到的最新的境界。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有哪些特征呢？
第一，不論是用圖形技術(shù)產(chǎn)生三維，還是用光學(xué)等其他技術(shù)產(chǎn)生的三維，三維是基本的顯示特征。
第二，虛擬現(xiàn)實(shí)可以突破屏幕的界限，突破物理尺寸的顯示，帶上頭盔之后，能全景式的觀(guān)賞，可以說(shuō)打破了物理屏幕上的限制。
第三，完全對(duì)用戶(hù)透明，屬于人和虛擬環(huán)境的自然交互。
第四，能夠隨意構(gòu)建時(shí)空的物理世界和現(xiàn)實(shí)世界，構(gòu)造它的虛擬空間，有一個(gè)物理對(duì)象就有一個(gè)數(shù)字化的虛擬對(duì)象。
第五，它可能是互聯(lián)網(wǎng)未來(lái)的新入口和新的智能環(huán)境。
虛擬現(xiàn)實(shí)對(duì)未來(lái)的影響
能夠看到的是，每一次重大的信息技術(shù)革命都是一次交互的革命。虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)造夢(mèng)的行業(yè)，立體化的拓展了我們的感知空間，也許將來(lái)我們可以足不出戶(hù)就能環(huán)游世界，在家就能學(xué)到教室里的各種課程。雖然現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的未來(lái)還不能夠清晰的被勾勒出來(lái)，但其對(duì)各行各業(yè)的影響必定是深遠(yuǎn)持久，立體深入的。
虛擬現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用
根據(jù)研究數(shù)據(jù)顯示，人們對(duì)親身經(jīng)歷或者模擬的內(nèi)容可以記住 90%，VR 設(shè)備將有機(jī)會(huì)幫助使用者大幅提升學(xué)習(xí)的效果。所以，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，“虛擬現(xiàn)實(shí) 人工智能”可能是終極性的教育技術(shù)。
第一，可以使學(xué)習(xí)者進(jìn)入任何逼真的學(xué)習(xí)場(chǎng)合，如人體、太空、歷史事件等，實(shí)現(xiàn)沉浸式的現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)成效。
第二，可以進(jìn)行各種交互實(shí)驗(yàn)，特別是危險(xiǎn)性高的，比如某些化學(xué)實(shí)驗(yàn)，或者是真實(shí)環(huán)境下不可能做的實(shí)驗(yàn)，比如人體解剖，或者體驗(yàn)黑洞，從而提高學(xué)習(xí)的成效。
第三，虛擬現(xiàn)實(shí)和人工智能、大數(shù)據(jù)結(jié)合，可以構(gòu)造虛擬教室、虛擬教學(xué)、虛擬老師，隨時(shí)隨地地在教室指導(dǎo)學(xué)習(xí)。
目前試將VR技術(shù)引入教育領(lǐng)域的，多是準(zhǔn)備在教育中的“語(yǔ)言學(xué)習(xí)”這一環(huán)節(jié)植入VR。VR提供的360度全景體驗(yàn)式的課堂，能夠帶來(lái)沉浸式教育體驗(yàn)，也能模擬真實(shí)互動(dòng)情境。除了語(yǔ)言學(xué)習(xí)，很多人認(rèn)為，在教育領(lǐng)域，VR還能夠突破資源和時(shí)空的局限，用于實(shí)操性強(qiáng)的課程，如駕駛、模擬手術(shù)等，或是將學(xué)生“置身”于歷史、天文等學(xué)科的虛擬場(chǎng)景中，加強(qiáng)學(xué)生對(duì)事件的認(rèn)知。
要實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，大體需要有四方面的技術(shù)：一是數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)獲?。欢菍?duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和建模；三是建模以后的繪制與表現(xiàn)。繪制，不僅是視覺(jué)上的繪制，還包括聽(tīng)覺(jué)、味覺(jué)等方面的研究；四是傳感和交互，傳感和定位等等的交互。這四個(gè)方面的技術(shù)涉及到：硬件平臺(tái)和裝置、核心芯片與器件、軟件平臺(tái)與工具、軟硬標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范，以及虛擬現(xiàn)實(shí) 各行業(yè)領(lǐng)域的內(nèi)容和研究系統(tǒng)。所以虛擬現(xiàn)實(shí)是一個(gè)學(xué)科高度交叉的、綜合性的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域。
虛擬現(xiàn)實(shí)在教育的應(yīng)用中，有以下幾方面的問(wèn)題：
一、虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的需求分析問(wèn)題，例如哪些方面需要虛擬現(xiàn)實(shí)，哪些方面有二維圖片或者文本就足夠了；
二、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)方案與過(guò)程創(chuàng)意設(shè)計(jì)，比如物理課、生理課，哪些內(nèi)容與虛擬現(xiàn)實(shí)結(jié)合，需要怎樣的工序進(jìn)行創(chuàng)意和設(shè)計(jì)；
三、新概念數(shù)據(jù)獲取機(jī)制、設(shè)備及各類(lèi)教育數(shù)據(jù)的獲取，比如教師的數(shù)據(jù)、學(xué)生的數(shù)據(jù)等；
四、數(shù)據(jù)整體獲取
五、生理模型與進(jìn)化演化
六、教育應(yīng)用中人的行為模型
七、自然化人機(jī)交互機(jī)制與交互設(shè)備
八、虛擬現(xiàn)實(shí)課堂、虛擬現(xiàn)實(shí)教室技術(shù)等
“虛擬現(xiàn)實(shí) 教育” 的成長(zhǎng)之路
第一，由于“虛擬現(xiàn)實(shí) 教育”的發(fā)展，“人工智能 教育”的發(fā)展，會(huì)出現(xiàn)大量的虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）教育應(yīng)用系統(tǒng)，使得教育技術(shù)得到升級(jí)換代式發(fā)展。
第二，出現(xiàn)基于VR教育環(huán)境的教育方法與學(xué)習(xí)方法。
第三，在VR關(guān)鍵技術(shù)研究和VR 教育應(yīng)用研發(fā)過(guò)程中，會(huì)形成一批有知識(shí)產(chǎn)權(quán)的硬件設(shè)備、平臺(tái)軟件與研發(fā)工具軟件、VR教育設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)等，從而帶動(dòng)形成新的VR教育儀器設(shè)備產(chǎn)業(yè)和VR教育服務(wù)產(chǎn)業(yè)。
VR技術(shù)應(yīng)用于教育，只是一種教育技術(shù)，是教育教學(xué)的輔助手段，無(wú)法代替教師教學(xué)。今后要加強(qiáng)VR的教育教學(xué)方法研究，同時(shí)要研究VR環(huán)境給學(xué)生帶來(lái)的影響，以及對(duì)社會(huì)的影響。因此需要教育領(lǐng)域開(kāi)啟VR心理學(xué)、VR社會(huì)學(xué)和VR法學(xué)等方向研究，開(kāi)展相關(guān)的研究，對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展提供了保障。
本文節(jié)選于《中國(guó)教育網(wǎng)絡(luò)》雜志
中國(guó)工程院院士、教育部科技委主任趙沁平：虛擬現(xiàn)實(shí)在教育和培訓(xùn)領(lǐng)域的應(yīng)用
編輯：桂楷東
目前而言，大家還是非常重視“虛擬現(xiàn)實(shí) 教育”的發(fā)展前景，對(duì)學(xué)生和家長(zhǎng)來(lái)說(shuō)更為體現(xiàn)。每一次的千言萬(wàn)語(yǔ)都抵不過(guò)某一刻的身臨其境，每一句的諄諄教誨都不如一次親身體驗(yàn)，VR技術(shù)產(chǎn)品的落地不但有利于學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解，還可以在同學(xué)間進(jìn)行深度交流，促進(jìn)共同成長(zhǎng)。所以，雖然傳統(tǒng)教育是人們所熟悉的教育方式，但更重要的是讓學(xué)生走進(jìn)自然、走進(jìn)生活、接觸實(shí)踐，走進(jìn)科學(xué)實(shí)驗(yàn)世界。不要題山題海，作業(yè)補(bǔ)習(xí)，而是要讓孩子們知道，除了書(shū)本還有詩(shī)和遠(yuǎn)方，科學(xué)與未來(lái)。
