VR、AR、MR、XR，這些黑科技在K12傳統教學中將會帶來怎樣的改變

當傳統教育還在運用視頻，動畫教學的時候，你是否想過會有一天VR、AR、MR、XR這些如同黑科技般存在的技術會進入課堂，通過人機交互，情景教學，來深入化的，沉浸式的帶你感知學習的魅力和趣味，用一種直觀、體驗式的學習方式將枯燥的教育體驗形象化，具體化，趣味化，真正的激發學生的學習積極性，帶動學習成果的有效提升。

在2017年4月，YouTube上LPVR頻道的澳大利亞人Jack McNee完成了一場連續進行36小時的VR節目錄製，是吉尼斯世界紀錄中保持VR課程時間最長的紀錄。2017年8月，中國的西北科技大學在大學錄取通知書里使用AR技術，在錄取通知書上有一個二維碼，用微信掃一下二維碼，就可以看到更加現實的信息。西北科技大學是第一個在大學錄取通知書里使用AR技術的大學。

可見AR、VR、MR和XR已經進入大眾視野中，但70%的人對這四種技術卻並不了解，另外20%的人雖試過AR、VR的設備，但真正了解AR、VR、MR和XR的人卻很少。

何為VR、AR、MR、XR，有何異同

首先先要簡單介紹一下，關注極客爸爸比較久的讀者可能對AR、VR是比較熟悉的，至於MR、XR，搞不好還是第一次聽說。

VR英文全稱Virtual Reality，意指虛擬現實。從字面意思來講，眼睛通過VR眼鏡等頭顯設備看見的情景是完全虛擬的，視覺與現實環境相隔離。比如帶上眼鏡即可立即體驗坐過山車的視覺感受，並隨著逼真的場景發出啊啊的尖叫聲。

AR英文全稱Augmented Reality，意指增強現實。它在真實物理世界的基礎上通過設備增加虛擬數字畫面，但這個虛擬的畫面在真實世界並不存在，因此你無法通過走近或離遠來感知這個虛擬畫面變大或變小。之前火爆的Pokemon Go遊戲讓成群結隊的年輕人在大街上競相追逐皮卡丘，就是AR的應用之一。

稍顯陌生的概念應屬MR，MR的全稱有兩種：一種是Mixed Reality（混合現實），一種是Mediated Reality(介導現實)。

「混合現實」可當作是和AR/VR同一層級的概念，「包括增強現實和增強虛擬，指的是合併現實和虛擬世界而產生新的可視化環境。在新的可視化環境里物理和數字對象共存，並實時互動」。它將AR和VR的優點結合，避免AR的視覺受限（透過設備屏幕看見畫面的範圍小），以及彌補VR不能與真實世界互動的遺憾。

介導現實是相對於AR/VR、Mixed Reality（混合現實）更上位抽象的概念，它是一個連接物理現實和虛擬現實的介導連續體，在這個連續體上，物理現實和虛擬現實所佔比例各不相同。根據虛擬現實的輕重程度，連續體的中間部分可分為輕量級AR（通過某軟體拍照，畫面上顯現時間地點）、中量級AR（類似微軟HoloLens智能眼鏡）和重量級AR。

XR其中「X」表示一個未知變數。XR有一個比較大的特徵是，將會擺脫線控，很有可能實現從PC端到移動端的跨越，這就有點醞釀下一個移動終端變革的意思了。另外，這很可能是未來這一項技術得到普及的關鍵，不過也正是XR的野心，使得其對性能要求更高，需要更低的功耗、更小的尺寸、更強的擴展性。

極客爸爸小結：一句話說清AR、VR 與 MR 的區別。

AR 增強現實 (Augmented Reality) ：在使用者的現實世界疊加數字創建的內容。

VR 虛擬現實 (Virtual Reality)：阻擋現實世界，為使用者創建一個全數字化、身臨其境的體驗。

MR 混合現實 (Mixed Reality)：在使用者的現實世界疊加您可以與之互動的數字創建內容。

XR最厲害，給個公式自己體會吧，XR=VR+AR+MR。

VR、AR、MR 、XR推動的教育改革

剛才說了那麼多AR、VR、MR 、XR，這幾者是如何融入到教育中呢?極客爸爸用一個比喻說明，在教育中，一邊是面對面真實的教室，另一邊是在線教學。這兩者之間是混合式教學，在這個階段，人們會結合不同的教學方法。注意，這裡還是需要實體的空間，比如，現在身處會場里的我們是處於物理的、現實的。另一端就像虛擬的線上學習一樣，虛擬現實就像在線的空間一樣，它是一個虛擬的空間，不是真實存在的。

如果虛擬的程度不斷增加，虛擬的成分、對象就會越來越多，我們就漸漸地進入到一個完整的虛擬的空間中，我們就把它叫做虛擬現實。在虛擬現實和增強現實之間，就是混合現實，也就是我之前說的面對面教學和網上教學中間這一段就是混合式教學。

簡單而言，AR、VR、MR 在教育訓練方面的應用可分成三大塊:

教育 (Education): 傳授知識，包含學校教育及職場教育。

訓練 (Training): 職能或技能訓練，包含學校及職場。

效能支持 (Performance Support): 在需要的時刻提供相關重要資訊，以協助完成工作，通常可以與前項搭配運用。

接下來，極客爸爸帶大家看一下從高等教育、職業教育、K12到幼教各階段的代表性VR、AR、MR 、XR教育產品，它們在教育中扮演什麼樣的角色，VR、AR、MR 、XR技術如何讓教育變得更美好。

黑晶科技推出面向K12教育的 VR 超級教室，對傳統教室進行全面改造。VR超級教室從硬體上包括以下幾個硬體構成：智慧黑板、超級上課系統電腦、控制學生頭顯的VR控制器，學生端每個學生配備一個IPAD及VR頭盔。學生帶上 VR 頭盔之後便能身臨其境地感受宇宙大爆炸等場景;老師則利用 VR 控制器實時調整學生所看見的 VR 內容，通過電腦得知並把握上課節奏，監督學生學習動態。據極客爸爸了解，VR超級教室提供的課程主要為 K12階段的科學、歷史、地理、生物、物理、化學、藝術等課程。

魔幻空間陸續發布了多款針對2-7歲幼兒的認知卡系列產品——《奇妙世界》《奇幻森林》《塗博士》等。這一系列產品融合了AR(增強現實)、圖形圖像識別等高新技術，首先讓孩子自己動手發揮想像力去塗鴉，最大化開發右腦、鍛煉握筆能力;然後家長可以用手機或平板安裝自帶軟體，對準孩子的作品識別，讓小盆友的塗鴉變成動畫呈現;小盆友和家長還可以點擊屏幕，與動畫人物互動，動畫帶有音效和中英文發音，有聲有色、活靈活現。

相比於教育在中的應用，VR在培訓方面走到了前面。職業技術學校可能會通過新的虛擬現實體驗獲得新生，通過VR技術培訓他們如何修理汽車，並允許他們在3D中完成安全培訓。香港職業教育學院已經用VR技術來教授飛機工程和建築維護技能。

目前，虛擬現實平台zSpace已與深圳國泰安教育技術股份有限公司合作，推出了自己的職業模擬技術。利用zSpace汽車培訓平台，學生可以拆卸和重組系統，如傳動或發動機，而不會帶來風險或造成物質浪費。

我們還可以把它運用到其他教學場景當中，比如，在紐約有一個學校，它和Globalfoundries進行合作，打造了一個虛擬實驗室，這個實驗室是用於做一些補充式的教學，它希望能夠讓學生在虛擬的實驗室當中學習自己想學的東西。比如，他們想學習登月，那就可以在這裡找到相應的知識，甚至獲得一個虛擬的體驗。

我們再看一下其他AR、VR的場景，阿聯酋航空現在購置了一批AR的眼鏡，希望能夠提供更好的客戶服務。比如，他戴這個眼鏡就可以識別出客戶的信息，他就能夠給這個乘客提供更個性化的體驗。沃爾瑪也使用VR技術培訓員工，為客戶提供黑色星期五的購物服務。

VR/AR/MR/XR+教育將給教學帶來什麼改變

雖然VR、AR、MR 、XR技術並不是最新的前沿技術，不過VR、AR、XR在教育領域的應用才剛開始，很貼合情景教學和建構主義教育思想。

一方面，通過VR、AR、MR 、XR技術，學習者能夠自主探索各種有趣的學習材料，即使在做實驗犯錯的情況下也不會帶來任何嚴重的後果。同時，學習者通過AR技術進入一個和現實高度模擬的環境，可以動態地進行視覺和交互形式學習。有報告認為，AR讓學習者可以瞬間從一個場景到另一個場景，這具有重大意義。因為是虛擬和現實交融在一起，AR技術讓學習在正式和非正式之間快速切換。

在教育領域，AR應用已經被整合進一些教學法中。不過還需要進一步的研究到底AR會給教師和學生提供哪些具體的益處。AR無縫地融合了虛擬數字世界和現實世界，可以將學習體驗從2D時代提升到3D時代，尤其是圖像、地圖和地球儀這類場景。AR對於那些在空間認知方面將2D概念轉化為3D有困難的學生，尤其有用。

此外，AR使用過程中的存在感和實體感，可以幫助學生回想以前有過的親身經歷，和之前學到的知識建立更深的聯繫。關於能否創造團隊協作體驗，必須做更深入的研究，去分析不同類型的AR會給團隊協作帶來哪些不同的後果。

在VR教育領域，硬體技術其實遠遠走在內容前端。相對於傳統教育來說,VR教育的最突出的優點在於將傳統的、理性的二維課堂變成三維的課堂,感性的課堂。VR在教育中的作用是以感性認識的方式獲取經驗,這種方式本身不帶有邏輯思辨,老師基於與學生共同積累經驗的基礎,進而引導學生髮展思維邏輯能力。在一些在常規教育手段中完全沒有辦法達到的一些場景中,我們完全可以利用虛擬現實來實現,還有一些高風險、高投入、高成本的一些實訓場景,以及我們所說的宏觀世界和微觀世界。目前很多VR教育產品的學科教育與技術融合程度比較低，真正的學科教育專家、一線教師無法參與到VR教育課程、教育產品的開發設計中來，大大影響了VR教學的質量。

國際上領先的公司已經將這一計劃投入到了實際的應用當中，最大的挑戰來源於對於老師的培訓和產品的配送方面。國內的情況，恐怕還要稍差一些，需要人們慢慢地去接受。內容難題還可能是比較大的挑戰，無論國內外，都需要一段時間來製作更好的內容以投入商用。

據極客爸爸了解，現在幾乎70%的AR和VR都用在娛樂產業中，僅有20%應用在教育，18%應用在工業，15%應用在健康醫療。我們可以看到，在教育中VR、AR、XR的發展潛力還是巨大的。

VR、AR、XR作為一股不可忽視的力量，讓我們有充分的理由相信：隨著VR、AR、XR技術在教育領域應用中的不斷升級和優化，VR、AR、XR將為教育帶來更多超乎想像的可能性，相信在不久的將來必定會有革命性的改變和未來，我們翹首以盼吧！

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