AR与VR 引爆教育革命

何义情

过去的半个多世纪可以被看作是一部“数字化教育不断向传统教育发动进攻”的革命史。在这个过程中，几乎每一次重大的数字技术革新，都会引发一波关于数字教育即将颠覆传统教育的舆论热潮。随着虚拟现实（VR，virtual reality）和增强现实（AR，augmented reality）技术的兴起，教育领域又将迎来颠覆性的改变。

虚拟现实技术目前在很多领域得到应用，包括游戏、电影、医疗等，而培训和教育领域尤其被大家看好。在今年一月份拉斯维加斯的消费电子展览会（CES）上，近三分之一的受访者认为教育领域最有可能从VR技术的应用中获益。

虽然当前VR/AR在市场上广受关注，但这项技术究竟给我们带来什么样革命性的不同？VR/AR教育应用是否可以绕过先前在线教育的种种障碍，给教育行业带来颠覆性的变化？从教育技术的角度来讲，第一个问题的关键是要了解VR/AR技术的学习效用（learning affordances）问题，也就是我们能够直接感受到虚拟现实相关技术在学习领域的各种可能性应用；第二个问题实际上是关于VR/AR技术在教育应用实践中的机遇和挑战。

全新的学习体验

目前，VR/AR在教育中的应用还远未普及，但是教育技术文献中关于3D虚拟世界的学习效用研究已经有很多积累。结合一些被广泛引用的研究结果，我尝试总结出一个VR/AR的学习效用模型（见图表）。一些研究结果表明，VR/AR/MR（mixed reality，混合现实）技术的应用确实可以给学习者带来一些完全不同的感受和体验。

沉浸现实感

几乎所有第一次接触虚拟现实环境的人，都会不自觉地发出这样的一个感叹：“哇哦！”一旦我们带上了头盔，或者借助一个虚拟化身进入到一个虚拟现实世界，首先能够感受到的就是一种完全沉浸式的存在感。这种沉浸现实感所蕴含的学习效用很多。

首先，学习者会变得好奇。当我们戴上虚拟现实头盔，并沉浸于一个和周围环境隔离的现实时，我们会自然地产生一种强烈的好奇心和探索欲望，变得更加专注，从而增强记忆的能力。

其次，基于三维空间的导航更符合我们人脑的认知。在三维的虚拟现实环境中，学习者获得的是“第一人称、非符号表征”的体验，而不是“第三人称、符号表征”的概念。

最后，用户在虚拟现实环境中的形象，可以对真实世界中的用户认知、行为和态度产生正向强化影响。用户一旦在虚拟现实世界中选择比较高大、俊美的化身，在与其他用户交互过程中会表现出更有自信心、更加有进取心的行为，这种被强化的行为还会持续影响用户在真实世界中的行为和态度。

时空操控感

虚拟现实基于数字时空而构建，所以虚拟现实中的时间和空间是可以被控制的，并且虚拟现实环境中的一些基本世界属性如重力、速度、光影效果都可以改变。

时空操控感对应的学习效用是空间知识表征。比如，在一个基于经典物理力学规则构建的三维世界中，学习者可以直接观察和体验作用于一个对象上的力所产生的效果。虚拟现实在空间知识表征能力上最有用的领域，应该是那些在现实世界中不太容易感受到的概念和原则，比如在危险环境中的操作技能训练、非常规尺度时间和空间维度下的进程模拟、极小概率的事件和行为模拟等。

现实叠加感

现实叠加更多是AR应用所具备的基本特征。增强现实技术让数字世界和真实世界的边界变得模糊，来自数字世界的信息和真实世界进行实时交互，这在儿童教育、语言学习、化学、医疗等领域得到了高速发展。

通过实时叠加数字世界数据包到真实世界，增强现实在教育应用方面有着非常大的想象力空间。最典型的学习效用是对探索式学习的支持，首先因为AR技术交互简单，只需要用户拿手机拍摄一下目标对象即可；其次，AR应用对教师的教学过程干扰度小，教师可以根据自己的教学安排在课堂上随时插入AR内容。

共同存在感

共同存在感指的是与他人共同感受到在一起，可以是在一个完全虚拟的世界里，或者是在一个混合现实或增强现实环境中。

协作学习是共同存在感所具备的学习效应之一。借助于三维虚拟世界环境，学习者可以真切感受到与同伴们在一起的感觉。这种感觉，对于构建一个成功的协作学习环境有着非常大的意义。

颠覆企业培训实践

VR和AR技术一经出现就被一些企业应用在品牌推广、人才招聘和用户互动等方向。但由于其成本较高，技术还不够成熟，因此在企业培训中尚属早期探索阶段。参照全球范围内一些公司在该领域的尝试，我们可以预测VR和AR技术会在企业培训的四大方向优先得以应用：新员工入职培训、工作中的嵌入式学习、场景化领导力培训、团队融合体验式活动。

打造沉浸式新员工入职体验

在新员工培训项目中，可以引入不同程度的虚拟现实技术应用。

首先，基于沉浸现实感，提升新员工培训内容和情境的沉浸感。在培训内容设计上，利用虚拟现实技术可以让员工体验企业发展历程、重要里程碑、标杆产品介绍、职业道德和文化风范等。在入职培训活动的沉浸式设计当中，可以引入一些基于VR技术的交互视频，用于展示一些相对比较复杂的流程和工具使用方法。

其次，基于共同存在感，为分布在不同团队和部门、不同城市和区域、来源于不同国家和文化的新员工，创建一个有共同归属、共同存在感的虚拟现实社区平台。例如，我们能够借助虚拟现实社交平台和工具，让新员工定期来到一个虚拟现实咖啡馆畅所欲言，分享每个人入职之后的一些心得体会，这将加强新员工之间的情感连接，使他们产生很强的归属感。

用AR技术改进工作中的嵌入式学习

在企业学习培训体系规划中，我们通常会根据员工学习转化与实际工作之间的相关度，将企业培训分成三大类：工作外学习（work-apart learning，即正式学习）、工作赋能学习（work-enabled learning，即非正式学习）、嵌入式学习（work-embedded learning，即“做中学”）。

AR技术的到来对于企业嵌入式学习是一个非常大的机遇。嵌入式学习的一个关键需求就是，在正常工作流中能够基于真实的任务提供及时的教学指示、演练和反馈。引入AR技术可以让员工直接走进现实的工作场景，比如一个汽车装配车间，一个钻井平台。借助配备特殊的AR眼镜，员工可以实时扫描和记录现场的情况，并且根据需要加载相应的操作指示，并基于员工的实际操作提供及时反馈。学习的过程也就是工作的过程，并且学员的一切操作都被记录下来，可以后期进行回放和复盘学习。同时，AR技术可以让大家在同一时间、同一个空间，看到同样一件事情，这种共享的体验将极大地促进团队协作的效率。

支持领导力培训中的行为转化

转化学习（transformative learning）通常被认为是成人学习的重要途径和目标。企业内的领导力培训可以借鉴转化学习的很多理论，特别是如何构建出一个有效的支持转化学习环境，促进学习者在领导力行为层面的改变。

混合现实技术的应用为构建这样的一种学习环境开辟了一些新的途径。

首先，借助混合现实技术可以根据培训需要动态加载一些全息的案例，帮助学员获取更加系统、客观的真相，引发学员辩证式的讨论。现有的全景视频拍摄技术能够从360度记录一个事件发生的全部过程，在项目复盘的时候学习者可以以第一人称视角进入到事件发生的具体场景，用不同的视角感受最真实的事实。

其次，混合现实技术还可以应用到跨文化交际的培训环节。随着世界变得越来越“平”，跨文化交际也成为领导力发展的一个重要主题。跨文化交际能力的培养是一种转化学习，需要我们在相互尊重、相互理解的前提下，更加全面地了解其他文化和传统习俗。借助于混合现实技术，我们可以让学员“走进”一个文化所代表的真实生活环境，用当地人的视角去观察这个世界，其结果一定是非常震撼的。

最后，混合现实技术还可以从交互手段和结果呈现上颠覆现有的沙盘培训。传统的沙盘培训基本上都依赖于一个电脑模拟软件，或者干脆就是一些线下的数据输入和报告。混合现实可以更直观、更立体地呈现沙盘的实时状况和演变。参与者还可以从远程以团队方式参与互动，从而将沙盘演练的边界从一个固定的培训教室拓展到世界上任何一个角落。未来的沙盘很可能就是一个正在运行的真实项目，所有的数据都是来自于现实世界的真实数据，所有用户都可以实时洞察项目的一切变化，并通过各种终端设备和项目母体进行互动。

结合AR与LBS 设计“团队竞合项目”

今年，由任天堂、Pokémon公司和谷歌Niantic Labs公司联合制作开发的宠物养成手游Pokémon Go大火了一把。该游戏结合LBS（基于位置服务）与AR技术，让人们走出自己的卧室，在世界范围内Pokémon Go可能出现的场所捕捉宠物。推出不到两周的时间，该游戏已经超越Facebook和Snapchat，成为最受欢迎的APP。

如果我们能够基于Pokémon Go的这种游戏参与形式，重构我们的线下活动体验，将会是什么样的情形？

首先，将枯燥的学习内容趣味化。我们可以将Pokémon Go中的宠物替换为企业的吉祥物，或者文化勋章，或者一次团建活动中需要大家收集的奖品。用户在收集这些物品的过程中可以重新认识和学习公司使命、文化价值观、团队行为守则等，而这一过程原本比较枯燥。

其次，更好地激发员工的参与。可以为员工提供一个开放的、可持续探索的空间，同时设计出一些相对有挑战性的任务，鼓励员工组队才能够完成，并且员工可以实时分享他的个人和团队成绩到社交媒体。这样的一种游戏参与体验必然会激发员工的参与积极性，一定程度上也将可以提升员工的团队荣誉感和敬业度。

最后，激活员工和业务团队，鼓励他们共同参与到游戏内容设计和社区的运营。企业可以为团队提供可定制游戏设计模板，让业务团队和部门能够自主组织类似的团队内部活动。

虚拟现实技术本身还存在各种挑战。就连Oculus的创始人帕尔默·拉奇（Palmer Luckey）都表示，至少需要10年时间，虚拟现实设备才有可能替代智能手机成为一个主流计算平台。要营造令人完全沉浸式的虚拟现实体验，还需要更宽的视角、更高的分辨率和刷新率、更低的动作延迟、更精准的跟踪、更便携的设备、更好的视听效果等。只有当这些技术问题得到了解决，并且虚拟现实装备的价格降到了大众可消费程度，我们才有可能看到VR技术在教育行业中的普遍应用和推广。