幾張小紙片，透過攝像頭捕捉，在屏幕上呈現(xiàn)出來，紙片上就多了蠟燭、凸透鏡和成像板。像變魔術(shù)一般，孩子們將紙片在桌面上反復(fù)移動，隨間距變化，顯示屏上的“蠟燭”就呈現(xiàn)出正像、倒像和虛像，甚至連蠟燭、透鏡和成像板之間的距離，都一清二楚地顯示在屏幕上。
還記得嗎?這是初中物理課的凸透鏡成像實驗。不同的是，這場實驗不需要真實的蠟燭、透鏡和光源，卻一樣可以動手得到同樣的結(jié)果。
“這是VR/AR技術(shù)在中小學(xué)基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用。”北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院“移動學(xué)習(xí)”實驗室副主任蔡蘇博士告訴記者。
VR，就是虛擬現(xiàn)實，這個詞你一定不陌生——剛剛結(jié)束的高考，浙江省語文試卷就以此為題。今年以來，VR在國內(nèi)的火爆程度超乎預(yù)期，業(yè)界流傳著“2016是虛擬現(xiàn)實元年”的說法。趁著風(fēng)口，科技教育企業(yè)紛紛把目光投向了教育領(lǐng)域，VR教育已經(jīng)從“概念”開始走向“落地”。
讓學(xué)習(xí)更有趣：在時空中自由穿梭
“能想象嗎?走進(jìn)虛擬現(xiàn)實教室，戴上VR眼鏡、手套，建筑系的學(xué)生可以看到書本上的三角函數(shù)公式變成立體的橋梁;醫(yī)學(xué)院的學(xué)生可以看到，血液在血管里流動，癌細(xì)胞怎樣在人體里生長、變異。”蔡蘇的同事、來自臺灣的北京師范大學(xué)教育技術(shù)學(xué)院副教授江豐光和記者分享了他在德國伊斯梅瑙科技大學(xué)訪學(xué)時的見聞。
“VR教育可以用在很多領(lǐng)域，不僅是中小學(xué)基礎(chǔ)學(xué)科教育，在高等教育、職業(yè)教育、科普教育中也有很好的應(yīng)用價值�！辈烫K表示，無論是哪個學(xué)科哪個領(lǐng)域，只要其知識能用可視化形式展現(xiàn)，尤其是現(xiàn)實生活中不能展示的，或者展示成本較高、效果不好的，它就適于用VR技術(shù)�！澳壳翱�，宇宙宇航、大氣與航空、人體醫(yī)學(xué)、植物與農(nóng)業(yè)、地球與海洋、機器人與新材料等自然科學(xué)工程領(lǐng)域應(yīng)用的效果尤其好”。
“這是因為通過VR技術(shù)，可以根據(jù)實際需要擴展或壓縮時間、空間。”蔡蘇說。比如在真實環(huán)境中需要幾個月才能看到結(jié)果的豌豆實驗，或是爆炸、原子反應(yīng)等瞬間;在真實世界中很難用肉眼觀察到的分子、原子結(jié)構(gòu)，或是浩渺的太陽系、銀河系空間，都可以通過虛擬環(huán)境呈現(xiàn)。“這能給人以直觀展示，而不再是抽象的、概念上的認(rèn)知，這就是虛擬現(xiàn)實教育最大的好處——帶給學(xué)習(xí)者沉浸式的直觀體驗�！�
讓學(xué)習(xí)更安全：在教室里體驗“尖峰時刻”
除了知識和信息上的直觀感知與獲取，VR技術(shù)通過模擬真實環(huán)境，讓學(xué)生進(jìn)行模擬操作，這對一些在實際操作中成本較高、或較大危險性的職業(yè)教育領(lǐng)域中有廣泛的應(yīng)用前景。
江豐光介紹，淡江大學(xué)利用VR技術(shù)培養(yǎng)職業(yè)的水上摩托車騎手，通過VR手段模擬出海浪沖擊車身的感覺，讓學(xué)習(xí)者在實地駕駛之前，就能在虛擬現(xiàn)實教室里，對水上摩托車有一種直觀感受，以降低實地教學(xué)存在的駕駛風(fēng)險�！巴瑯�，培養(yǎng)醫(yī)學(xué)院的學(xué)生做手術(shù)，或是飛機、火車駕駛員等等，都可以用上VR技術(shù)手段，在日本等國也已經(jīng)有了類似的嘗試�！�
“必須指出的是，在教育領(lǐng)域，無論是VR抑或其他信息技術(shù)，都只是教學(xué)的工具和手段，虛擬體驗永遠(yuǎn)代替不了真實�！辈烫K和江豐光都強調(diào)，特別是在實操性很強的職業(yè)教育、技術(shù)教育領(lǐng)域，VR只是輔助手段，“就像開飛機、開火車，我們可以利用VR技術(shù)，在教室里完成對基本操作的模擬，但因為這些活動，在實操環(huán)節(jié)會遇到各種各樣虛擬環(huán)境無法模擬的狀況，仍需要在真實環(huán)境中演練�！�
讓學(xué)習(xí)更主動：人機互動激發(fā)學(xué)習(xí)興趣
戴上VR眼鏡，握住手柄，跟著英語老師進(jìn)入虛擬的非洲大草原，邊學(xué)英語，邊和長頸鹿比身高，量大象的長鼻子，看遠(yuǎn)處奔跑的犀牛、獅子……通過使用VR技術(shù)裝備，老師和學(xué)生可以共同進(jìn)入虛擬場景進(jìn)行“實地”教學(xué)活動，“好玩”、“有趣”，是孩子體驗之后的普遍評價。
“VR進(jìn)入教學(xué)，結(jié)合游戲化學(xué)習(xí)、情景化學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、在線教育等多種手段，能夠有效解決許多以前根本無法解決的教育問題，激發(fā)學(xué)生主動學(xué)習(xí)的興趣�！北本┐髮W(xué)教育技術(shù)學(xué)院副教授尚俊杰在北京VR教育產(chǎn)業(yè)高峰論壇上表示。比如，通過VR教育，在實現(xiàn)人與機器的交流、通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行人與人之間交流的同時，還能夠在某種程度上實現(xiàn)教學(xué)的游戲性，讓教育真正做到寓教于樂。
火爆背后的冷思考：如何用對用好VR需要長期探索
作為新興事物，VR教育在實踐和推廣中，也不可避免地遇到了一些現(xiàn)實問題。記者體驗了市面上正在推廣的幾款VR教育產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)這些產(chǎn)品在軟件、硬件方面，都或多或少存在不同程度的缺陷。有的產(chǎn)品硬件設(shè)備不成熟，戴上VR眼鏡后效果模糊，甚至出現(xiàn)暈眩感，嚴(yán)重影響視覺體驗;有的產(chǎn)品軟件開發(fā)不完善，虛擬場景的真實感較差，“虛擬現(xiàn)實”并不那么“現(xiàn)實”;有的教育產(chǎn)品內(nèi)容編排不合理，甚至?xí)霈F(xiàn)常識性錯誤。
“VR教育是有技術(shù)門檻的，現(xiàn)在VR被炒得如此火爆，要警惕泡沫化苗頭。”蔡蘇告訴記者，當(dāng)前VR教育產(chǎn)品很多都是用“VR盒子”。所謂“VR盒子”，其實是谷歌Cardboard的翻版，將透鏡和盒子本體拼裝固定，技術(shù)原理簡單，成本低廉，視覺體驗較差。
“在VR教育領(lǐng)域，硬件技術(shù)其實遠(yuǎn)遠(yuǎn)走在內(nèi)容前端”。蔡蘇表示，目前很多VR教育產(chǎn)品的學(xué)科教育與技術(shù)融合程度比較低，真正的學(xué)科教育專家、一線教師無法參與到VR教育課程、教育產(chǎn)品的開發(fā)設(shè)計中來，大大影響了VR教學(xué)的質(zhì)量。
江豐光則從技術(shù)倫理的層面表達(dá)了擔(dān)憂。“VR教育的前景無疑是光明的，但我們也要用理性的、審慎的眼光去看待新技術(shù)的發(fā)展，如何使用、用對、用好它，還需要長時間的思考和探索。虛擬現(xiàn)實對真實世界的沖擊，以及由此引發(fā)的人際、心理問題，或許都會隨這項技術(shù)的成熟，成為更為現(xiàn)實的社會問題，這也值得所有致力于從事VR教育領(lǐng)域的人思考�！�
