当基础教育“恋上”虚拟现实

       近年来，随着网络科技的飞速发展，我们感知这个世界进入了一个新的时代，从文字到图像，从平面图像到3D交互，虚拟现实技术的不断兴起、发展和普及给我们的生活带来了巨大改变。这不，在基础教育领域发生了一场“热恋”。在这场“热恋”里，虚拟现实华丽地走进校园登陆课堂，今天，中教君就为大家解读这场“恋情”。

     “虚拟现实”她到底是谁？ “她”的身世 “她”叫虚拟现实（Virtual Reality，简称VR），概念是20世纪80年代初由美国VPL Resarch公司创始人之一Jar Jaron Lanier正式提出。虚拟现实技术也称“灵境技术”，是利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、无限制地观察三维空间内的事物。

     目前,人们将虚拟现实技术看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术,认为它不但将改变人类从事科学研究、技术设计和生产实践的方式,而且为促进人的认识能力的全面发展提供了新的工具。最近几年，虚拟现实技术在军事、商业、医疗、科学研究、产品制造等领域发挥出了重要作用，尤其在基础教育领域更是如此。虚拟现实技术作为一个新型的教学媒体,以其自身强大的教学优势和潜力，将会在教学过程中广泛应用并发挥重要作用。

     “她”的靓点

1、临场性 学生可以感到自己处于虚拟环境的体验，产生一种逼真的存在感，觉得自己真的存在于某环境中，是该环境的一部分，而不是它的旁观者。学生可自由地在这环境中与有关的虚拟物体或事件相互作用，如同在现实世界中一样。临场性的意义，在于使学生将远程、虚拟认知或感觉如现场与真实中。 此外，由于这种临场性一方面是使学生进入虚拟环境，另一方面是运用交互设备把学员的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，使他暂时与真实环境隔离，因此不会受到虚拟环境外的现实环境的干扰，易于集中注意力，使他全身心投入到训练中去。

2、自主性 学生能自主地选择或组合虚拟场地或设施。这样，学生能在任何时间、任何地点选择学习内容、学习设施、学习信息资料、以及取得学习结果的评估，并具有完全的自由度。此外，对于学习后没掌握的知识与技能过程或片断，学生可以自己多次重复。这样，学生始终处于教育中的主导地位，真正掌握学习的主动权，大大增强了学习效果，减少了学习时间。

3、多感受性 学生在虚拟环境中接受教育时具有多种感知能力，如视觉、听觉、力觉、触觉、运动觉、味觉等。理想的虚拟环境应当可以让学生具有在现实世界中的一切感知能力。多感受性使学员得以运用自己所有感知能力，在一个极其生动活泼的环境里进行实时的、全方位的学习。

4、功能替代性 在虚拟现实技术帮助下，学生在虚拟环境中还可以用一种感知能力代替另一种感知能力来进行操纵环境、汲取信息或交流。这样，残疾人能通过自己的形体动作与他人进行交谈（如残疾人戴上数据手套后，就能将自己的手势翻译成讲话的声音），或通过声音来操作器械，等等。这种感知功能替代性使残疾学生可以接受过去自己无法做的项目。

5、交互性 学生可以采用多种交互手段如语言、手势、数据手套及触觉等，与虚拟环境交流信息，并得到实时反馈。这种特性使学员与物体、学员与事件、学员与其他人（如指导人员、别的学员）之间的双向实时反馈，在远程状态下成为可能，并犹如近距离或面对面交流一样。

6、安全性 虚拟环境中学习远比在现实环境里安全。如具危险的化学实验，军事学生可以重演战争，消防队员可以重演扑灭火灾。每个人都可以在这种虚拟环境中试验各种方案，即使闯下“大祸”，也不会引起任何“恶果”。安全性不仅是对于学生而言的，它也包括周围环境中的事物，这一点对于技能性学习特别重要和特别有意义。

   “她”的身影

1、沉浸型虚拟现实系统 沉浸型虚拟系统是一套比较复杂的系统。使用者必须头戴头盔、手戴数据手套等传感跟踪装置，才能与虚拟世界进行交互。由于这种系统可以将使用者的视觉、听觉与外界隔离，因此，用户可排除外界干扰，全身心地投入到虚拟现实中去。这种系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟世界中去。国内硬件方面暴风科技研发的魔镜加智能手机作了一些有益探索。

2、简易型虚拟现实系统 简易型虚拟现实系统由一台普通的计算机系统组成，使用者通过键盘、鼠标、蓝牙手柄便可与虚拟环境进行交互。例如，某科技公司推出的快速虚拟系统，采用360度全景拍摄来生成逼真的虚拟情景，用户在普通的电脑上，利用鼠标和键盘，就能真实地感受到所虚拟的情景。这种系统的特点是结构简单、价格低廉，易于普及推广，是一套经济实用的系统。精创科技在内容研发方面，他们开发的系列3D教育产品相对走在前列。

3、共享型虚拟现实系统 共享型虚拟现实系统是利用远程网络，将异地的不同用户联结起来，共享一个虚拟空间，多个用户通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作，达到协同工作的目的。 “恋爱”带来的新远景 弥补远程教学条件的不足 在远程教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。 避免真实实验或操作所带来的各种危险 以往对于危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验，则可以消除这种顾虑。学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。例如，虚拟的化学实验，可以避免化学反应所产生的燃烧、爆炸所带来的危险。国内科技公司已成功研发并发布了《初中化学、物理3D虚拟实验室》项目教学版和学生版。 彻底打破空间、时间的限制 利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。例如，学生可以进入虚拟发电厂内，考察发电机每个部件的工作情况以及每个部件之间的相互联系，了解整个发电过程，这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。 虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生。例如北京二十四中学研发的《3D河流地貌地理课件系统》，上万年的地理演变过程，操作鼠标几分钟就可以在投影上3D全貌展现，学生可以从任意视角观察演变。 虚拟人物形象 虚拟现实系统可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象，创设一个人性化的学习环境，使远程教育的学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。例如，在虚拟的课堂学习气氛中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流、讨论，共同探讨学习中的各种问题，进行协作化学习。再如，在思想品德课教学中，学生可以与虚拟的先进人物如雷锋、孔繁森同志一起座谈、交流，通过先进人物的言行来感化学生，从而达到思想品德教育的目的。再如，在外语教学中，可以通过计算机虚拟学生到国外旅游的情境，让学生与人交谈，达到训练学生口语的目的。 “恋爱”注意事项 不要过度盲从VR技术 目前在运用虚拟现实技术的过程中，往往存在一个误区，就是对于VR技术在穿戴设备显示应用的过度推崇和盲从。尤其在教育领域，切不可跟风，因为VR技术在硬件方面目前还不够成熟，设备使用稍长在产生眩晕感觉的同时，还极易损伤使用者视力。 光炫还不够内容研发需关注 目前运用虚拟现实技术研发的硬件和平台重复建设较多，但是因为知识产权保护力度有待进一步提升，国内投向基础教育内容研发的团队并不多，业内“硬件炫、软件软”的现象比较突出。内容研发需要更多的创业团队关注。 还能再接地气吗？ 随着各大厂商对市场的抢占，虚拟技术成果在教育行业还需要多接地气，为绝大多数学校学生服务。动辄上万的资金投入对绝大多数学校而言往往承受不起。要想将虚拟现实技术更好地服务于基础教育，需要更多的优秀产品瞄准广大三、四线城市学校现有硬件环境和学生家庭条件开花结果，更多地为他们服务。 例如，针对绝大多数中学硬件运行环境，正在展开的“3D虚拟实验室百校援建工程”公益活动就值得你去参与。 如何应用信息技术满足实验教学实践需求，破解我国区域实验教学发展不均衡，区域间实验室建设能力有限，实验教学受风险、成本和场地限制的难题？实验教学软件研发先行者精创伟业（北京）数字科技有限责任公司，为实现“精忠报国、创造未来”的企业文化价值理念，结合自主研发的“初中物理、化学3D虚拟实验室教学系统”，现在全国开展“3D虚拟实验室百校援建工程”公益活动，全国范围征集100所初级中学全额免费援助建设初中化学、物理3D虚拟实验室（教学版和学生版）。

一、活动主题 “让孩子们安全开心自己动手学实验”

二、征集对象 各市县教育局，公立、私立初级中学及相应规模培训机构

三、活动安排 报名审核：8月01日至8月20日 集中培训：8月21日至8月26日 活动总结：9月26日至9月26日

四、申报方式 1、电话或网络申请，组委会核实审批。 2、组委会联系方式： 4009623929、010–62673266、 莫老师15210939125 陆老师18611415821 邮箱 kingchong1231321@163 .com。 备注：市级区域只核准一所学校，先行申报先行审批。 本文作者 | 余华宝 见习编辑 | 齐晓君