撰文：Cedric Wang 美國(guó)高等教育信息化協(xié)會(huì)認(rèn)證桦沉，混合式教學(xué)設(shè)計(jì)師笛臣。
隨著硬件成本的降低葵袭，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。本文就與讀者分享些虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（包括VR/AR/MR）在教育領(lǐng)域（包括但不限于在線教育）中的應(yīng)用探索个初。
為了照顧到對(duì)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)了解有限的部分讀者乖寒，本文在進(jìn)入到討論VR/AR/MR的正文之前，先與大家科普一下這三個(gè)名詞的含義：
名詞解析
VR：Virtual Reality 虛擬現(xiàn)實(shí)
AR：Augmented Reality 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)
MR：Mixed Reality 混合現(xiàn)實(shí)
在微軟的開(kāi)發(fā)者學(xué)院中有這樣一張演示圖片：
左端為物理現(xiàn)實(shí)（最近的藍(lán)色區(qū)域是AR院溺，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）楣嘁，右端為數(shù)字現(xiàn)實(shí)（最近的綠色區(qū)域是VR，虛擬現(xiàn)實(shí)）覆获。在純數(shù)字化與純現(xiàn)實(shí)之間的整個(gè)部分马澈，微軟認(rèn)為都可以被成為混合式的現(xiàn)實(shí)形態(tài)瓢省。
看過(guò)了上述英文名詞的中文翻譯弄息，估計(jì)還是很困惑？在接下來(lái)的文章中勤婚，會(huì)分別闡釋他們各自的含義摹量，以及其在教育中的應(yīng)用實(shí)踐案例分享。
在分別討論之前馒胆，咱們來(lái)奠定一下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中應(yīng)用意義與價(jià)值的理論基礎(chǔ)：
建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認(rèn)為“情境”缨称、“協(xié)作”、“會(huì)話”和“意義建構(gòu)”是學(xué)習(xí)環(huán)境中的四大要素祝迂。
在建構(gòu)主義學(xué)習(xí)環(huán)境下睦尽，教學(xué)設(shè)計(jì)不僅要考慮教學(xué)目標(biāo)分析，還要考慮有利于學(xué)生建構(gòu)意義的情境的創(chuàng)設(shè)問(wèn)題型雳，并把情境創(chuàng)設(shè)看作是教學(xué)設(shè)計(jì)的最重要內(nèi)容之一当凡。
廣泛意義上所說(shuō)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，除了可以應(yīng)用作為一些技術(shù)類課程實(shí)際操作部分的虛擬仿真用途之外纠俭，創(chuàng)造一個(gè)學(xué)習(xí)者個(gè)性化的學(xué)習(xí)場(chǎng)景沿量，也是其重要價(jià)值所在。
--------VR 虛擬現(xiàn)實(shí)--------
在分享虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用能力及場(chǎng)景之前冤荆，還要簡(jiǎn)單提一下相關(guān)的設(shè)備朴则。
最最簡(jiǎn)單的VR入門(mén)設(shè)備，當(dāng)屬谷歌的VR紙盒了钓简，只需10來(lái)塊錢(qián)就可以買(mǎi)到乌妒。搭配幾乎人人都有的汹想、并且價(jià)格可以接受的智能手機(jī)，使得VR技術(shù)可以更容易的在大規(guī)模的普通的課堂上得以實(shí)施與應(yīng)用撤蚊。
對(duì)于這種非常入門(mén)級(jí)的VR設(shè)備欧宜，當(dāng)前更多被用于在中小學(xué)的部分自然科學(xué)或選修類興趣課上。然而由于這種簡(jiǎn)易設(shè)備的空間位置感知能力（后文也會(huì)提到）的制約拴魄，目前更多是被用作一些全景場(chǎng)景的單向觀看為主要方向冗茸。
說(shuō)到場(chǎng)景，通常VR場(chǎng)景可以被歸為兩大類：
虛擬：三維數(shù)字建模
現(xiàn)實(shí)：全景相機(jī)拍攝/錄像
虛擬數(shù)字場(chǎng)景的應(yīng)用：由于3D建模的成本較高匹中，通常是一些不容易使用全景相機(jī)拍攝/錄像的場(chǎng)景夏漱。常見(jiàn)的有：太空星系、海洋世界顶捷、微生物結(jié)構(gòu)等：
虛擬數(shù)字場(chǎng)景挂绰，可以幫助同學(xué)們更直觀的看到一些日常中難以見(jiàn)到的場(chǎng)景與環(huán)境，身臨其境地感受到課本中文字及平面圖片難以表達(dá)的信息服赎，更多用在中小學(xué)（即 k-12）階段葵蒂。部分工科類的高等教育中偶爾也可以用到，然而考慮到更多交互的需求重虑、以及學(xué)校擁有充足的經(jīng)費(fèi)践付，多半學(xué)校會(huì)購(gòu)置更后記得VR設(shè)備（后文會(huì)提及）。
隨著全景相機(jī)（照相/攝像）的普及（只需小幾千元）缺厉，目前大量的VR場(chǎng)景其實(shí)用得是全景照片永高、或全景視頻來(lái)呈現(xiàn)的：
Cedric是從事在線教育行業(yè)的，所以也非常關(guān)注虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VR/AR/MR）應(yīng)用于在線教育的可能性與當(dāng)前的嘗試探索提针。
在2016年的秋季學(xué)期命爬，哈佛大學(xué)將其知名的計(jì)算機(jī)類MOOC課程《CS50：計(jì)算機(jī)科學(xué)概論》進(jìn)行了VR全景直播：
這種嘗試值得鼓勵(lì)，不過(guò)VR對(duì)于這種講座類的在線課程直播（錄播）的價(jià)值辐脖，其實(shí)還是比較有限的啦饲宛。
正如上邊這個(gè)VR在線課程的視頻截圖所展示的：我在環(huán)顧了四周之后，除了視線在右邊的同（mèi）學(xué)（zi）那里稍有停留外嗜价，最終視線還是回到了正面的PPT以及老師所在的講臺(tái)艇抠。VR錄像多出來(lái)的周邊其他同學(xué)們的信息，其實(shí)對(duì)我并沒(méi)有產(chǎn)生特別顯著的價(jià)值炭剪。
不過(guò)通過(guò)VR全景場(chǎng)景來(lái)進(jìn)行英語(yǔ)的學(xué)習(xí)练链，或許會(huì)更有意思一些。這里Cedric為讀者們從YouTube上節(jié)選了一段VR視頻供教育從業(yè)者們參考：一段在廚房環(huán)境下的英語(yǔ)語(yǔ)言學(xué)習(xí)奴拦。
考慮到前邊提及的虛擬現(xiàn)實(shí)中的空間位置感知與定位能力媒鼓，在商業(yè)（包括游戲）中更常用的VR設(shè)備大部分都與HTC Vive相仿：
擁有了更多的傳感器，VR設(shè)備在（技術(shù)及操作類）教育領(lǐng)域也就可以發(fā)揮更大的作用。
模擬駕駛绿鸣、模擬飛行等技能訓(xùn)練場(chǎng)景的教學(xué)疚沐，也是VR設(shè)備的重要使用場(chǎng)景。下圖為Cedric司機(jī)在試用虛擬駕駛操作系統(tǒng)：
當(dāng)時(shí)并沒(méi)有視頻的記錄潮模，遂在YouTube上找來(lái)了一段亮蛔，供大家直觀地感受一下VR模擬駕駛教學(xué)系統(tǒng)的體驗(yàn)：
關(guān)于VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用還有很多，本文中就不進(jìn)一步展開(kāi)了擎厢。接下來(lái)的AR與MR部分究流，或許更能夠給教育行業(yè)的從業(yè)者們帶來(lái)一些啟發(fā)。
--------? AR 增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)? --------
隨著智能設(shè)備（iPhone/Android/iPad等）的普及动遭，AR增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用范圍也越來(lái)越廣泛芬探。在中小學(xué)（即 k-12）階段的教輔材料中，應(yīng)用AR技術(shù)來(lái)對(duì)一些知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行呈現(xiàn)也比較流行厘惦，常見(jiàn)的有AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）圖書(shū)：
正如上圖所示偷仿，通過(guò)預(yù)先設(shè)置的定位符號(hào)或圖片，小朋友們可以透過(guò)智能設(shè)備觀看到相比二位圖畫(huà)更豐富的三維動(dòng)畫(huà)宵蕉。增加學(xué)習(xí)的趣味酝静，加強(qiáng)對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)的理解。
由于并不需要特別的設(shè)備羡玛，AR的應(yīng)用范圍廣闊了很多别智，制作起來(lái)其實(shí)也很簡(jiǎn)單快捷：
Cedric以新公司logo作為定位符，制作了一個(gè)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（AR）的效果缝左。上圖是透過(guò)iPad屏幕亿遂，實(shí)時(shí)看到的效果浓若。也可以參考下方渺杉，通過(guò)iPad錄制下來(lái)的觀看效果：
目前使用了一個(gè)現(xiàn)成的模型。在未來(lái)挪钓，可以考慮將動(dòng)畫(huà)建模與現(xiàn)實(shí)世界的某個(gè)定位符相關(guān)聯(lián)是越。同學(xué)們?cè)趯W(xué)到某一個(gè)與操作技能相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)的時(shí)候，只要拿出手邊的智能設(shè)備碌上，就可以近距離倚评、多角度地學(xué)習(xí)相關(guān)的操作手法，或這是近距離全方位地觀察學(xué)習(xí)汽車(chē)某部分的結(jié)構(gòu)等知識(shí)馏予。
--------? MR 混合現(xiàn)實(shí)? --------
微軟的MR眼鏡HoloLens開(kāi)發(fā)者版本推出已經(jīng)有很長(zhǎng)一段時(shí)間了天梧，辦公室也購(gòu)買(mǎi)了幾臺(tái)供小伙伴們玩耍。當(dāng)年購(gòu)買(mǎi)還需要“搖號(hào)”霞丧，以及只能從美國(guó)人工帶回來(lái)呢岗。
現(xiàn)在內(nèi)地也開(kāi)放購(gòu)買(mǎi)了，同時(shí)還可以加價(jià)購(gòu)買(mǎi)商業(yè)版本用作演示。不過(guò)考慮到商業(yè)版本將近4萬(wàn)元每臺(tái)的價(jià)格后豫，微軟的MR設(shè)備HoloLens大規(guī)模應(yīng)用于教育領(lǐng)域或許還尚需時(shí)日悉尾。
前段時(shí)間有人在“分答”上問(wèn)我VR/AR未來(lái)可能會(huì)與MOOC等在線教育形式有哪些結(jié)合的可能？前文已經(jīng)分享了VR與AR應(yīng)用于（在線）教育領(lǐng)域的探索挫酿，接下來(lái)咱們來(lái)聊聊MR在教育中可能的應(yīng)用构眯。
下圖表述了MR（混合現(xiàn)實(shí)，左）與VR（虛擬現(xiàn)實(shí)早龟，右）的區(qū)別：能夠?qū)ΜF(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行感知惫霸，并可以進(jìn)行較高程度的交互。
那么這個(gè)MR設(shè)備都支持哪些與現(xiàn)實(shí)交互的手勢(shì)呢葱弟？在下面的視頻中它褪，Cedric帶你共同體驗(yàn)HoloLens的哪些現(xiàn)實(shí)交互手勢(shì)：
之前在一篇文章中單獨(dú)介紹了通過(guò)HoloLens學(xué)習(xí)在線MOOC課程未來(lái)的交互可能，小伙伴們可以對(duì)比前文介紹的VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）與AR（增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)）技術(shù)翘悉，探索MR技術(shù)未來(lái)更多的實(shí)用可能：
以后在學(xué)習(xí)MOOC在線課程的時(shí)候茫打，除了在手機(jī)的小屏幕、Pad妖混、PC外老赤，又多了一種更大屏幕的選擇方式：
此外，你還可以在身旁放個(gè)小伙伴和你共同學(xué)習(xí)制市，一起上課不孤單~ 當(dāng)然抬旺，未來(lái)這里還有可能是一個(gè)被特別設(shè)計(jì)的虛擬課程助教：
其實(shí)關(guān)于MR（混合現(xiàn)實(shí)）設(shè)備可以在教育中的應(yīng)用實(shí)踐探索還有很多，由于篇幅的原因在這里就不過(guò)多展開(kāi)啦祥楣。
也歡迎小伙伴們多多留言交流开财。
以上，
Cedric
