【摘 要】 虚拟现实（VR）涵盖了增强现实（AR）、沉浸式VR（头显式和CAVE）、桌面VR等系列技术与产品。2016年被称为“VR元年”。虽然VR产业目前还不成熟，亟待标准化，但全球教育技术领域正密切关注其发展与教育应用。北京师范大学于2016年3月17—24日举办了“2016北京师范大学‘智慧学习与VR教育应用学术周’”。学术周安排了三次讲座，分别从VR增强学习体验、AR技术与用户体验设计、VR教育平台设计角度审视了VR教育应用。学术周为参观者提供了VR教育资源、创作工具和消费级沉浸式VR设备三类体验产品。参与观察表明：儿童在VR世界中的轻松自如与创作热情令人惊叹。理论分析表明：VR作为机器，应定位于和人类教师协同提供更有效的学习机会；VR作为教学媒体，是课堂教学的强化媒体，更需要学生主动参与；具身认知观确立了身体和体验在认知与学习过程中的合法地位，奠定了VR教育应用的学理基础；经验学习理论强调获得经验不等于有效学习，要提供反思经验的机会。VR教育应用案例的分析表明，VR有七大教育功能：体验、探究、训练、矫正、交流、创作与游戏。VR具备重塑教育的潜力，但VR大范围变革教育的路还很长。本文建议利益相关者协同推进，政府应建立产学研用结合的VR教育应用实证研究体系；研究机构应积极整合资源，开展高生态效度的基础研究；产业需尊重教育规律，重视VR世界中师生的自主性；学校和教师应成为专家学习者，从教育角度思考、尝试VR应用。以典型案例为依托，发展VR学科教学法是推动VR教育应用的基本路径。
【关键词】 虚拟现实；VR；增强现实；AR；具身认知；经验学习；教育媒体；教育应用；教育功能
【中图分类号】 G420 【文献标识码】 A 【文章编号】 1009—458x（2016）06—0005—11
一、引言
虚拟现实（Virtual Reality，VR）设备的出现比个人计算机还要早。1968年，伊万·萨瑟兰（Ivan Sutherland）制造出了第一个头戴式显示系统[1]，而第一台个人计算机Altair 8800的问世则是在七年之后[2]。我国VR研究始于20世纪70年代初，主要集中在航空航天领域。[3]在个人计算机席卷全球之时，VR却一直待字深闺，不为世人所知。实际上，由于VR技术的独特作用，其基础研发以及在军事、航空航天等领域的应用一直很受重视。2006年国务院颁布的《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006—2020年）》将VR技术列为信息领域优先发展的前沿技术之一。受计算机软硬件技术的限制，VR产品一直未能成为大众消费品，自然少有人关注。2014年3月，Facebook以20亿美元收购VR厂商Oculus，并宣称VR将成为未来的计算平台。这点燃了资本对VR的热情。2014—2015年，VR领域共进行了225笔风险投资，投资额达35亿美元。[4]2016年，主流厂商的消费级VR产品进入市场，故2016年被媒体称为“VR元年”。受其影响，教育技术领域也日益关注VR。[5]
鉴于对VR教育应用广阔前景的预判和对我国教育、教育技术领域VR研究与实践的相对滞后的担忧，北京师范大学于2016年3月18—24日举办了“2016北京师范大学‘智慧学习与VR教育应用学术周’”，活动包括智慧学习研究成果发布、产学研成果展览及教育产品体验。VR教育应用是学术周的重点，安排了三个讲座和三类VR产品体验。
3月17日，智慧学习研究院联席院长、网龙网络公司董事长刘德建先生做了题为“VR对教育的影响”的主旨演讲。3月19日，创奇思公司中国业务副总裁钱国强先生做了“利用AR/VR设计教育体验”的讲座（“AR”为Augmented Reality，即增强现实）。3月23日，北京师范大学虚拟现实技术应用教育部工程中心主任周明全教授做了题为“V-Learning：基于虚拟现实的教育”的讲座。
学术周提供了三类VR产品供参观者体验：一是VR教学资源，如“八大行星”“火灾逃生”等；二是VR内容创作工具与虚拟环境设计工具，即网龙的VR 3D建模软件和99智能家居设计软件；三是消费级VR设备，包括HTC Vive、Oculus Rift和三星Gear。
二、学术周讲座与VR产品体验概况
（一）刘德建：VR增强学习体验
刘德建的演讲以及随后的问答主要围绕三个主题展开：VR技术的发展、VR增强了学习体验以及VR产业现状。
第一，VR是下一个计算平台，会对娱乐、游戏、教育、医疗等行业产生深刻影响。VR技术近期的爆发，主要归因于消费类产品的批量问世，如HTC Vive、Oculus Rift、索尼PS VR、三星Gear VR、谷歌Cupboard，售价从799美元到20美元不等，为用户提供了多样化的体验与选择。正如VR之父托马斯·费内斯（Thomas Furness）所说：“VR改变社会，从教育开始！”对于学校教育，VR首要的作用是引起学生的学习兴趣；对于家庭教育，VR能够让孩子坐下来安心学习。
第二，VR能够显著增强学习体验。VR对教育的影响首先体现在提升学习体验上，VR支持：
（1）沉浸式学习。借助VR，学生可以“现场”体验现实生活中很难或无法体验的场景。刘德建特别强调VR能够创造出一个让学生体验成功，不会感觉到低人一等的场景。例如，哈佛大学Dede教授团队开发的River City，让学生进入19世纪末的美国小镇，帮助小镇居民解决传染病肆虐的问题。由于学生具备现代生物学、医学知识，还能用互联网检索资料，在调查研究过程中与小镇居民交谈时，会发现自己见识更广，这有助于学生体验成功，增强自信心。
（2）交互式学习。VR不但可以再现真实场景，还具有很强的交互性，能够实现电脑和学生1：1交互，创造个性化学习环境。生动的情境激发学生的参与兴趣，VR中的交互式学习可以达到类似网络游戏趣味性与挑战性并存的境界。