浅谈VR/AR技术在现代远程教育中的应用与实践

李蜜琴 李奇良

【摘要】随着5G时代的到来，VR/AR技术在教育界兴起，VR/AR技术为传统远程教育的改革带来了机遇与挑战，使现代远程教育在教学效果上更上一层楼，有效推动了远程教育的发展。因此，本文通过分析远程教育在现实教育中遇到的问题与挑战，介绍了VR/AR技术在远程教育中的应用以及两者相结合的一些意义，阐述了将VR/AR技术融合到现代远程教育中的思考和建议。

【关键词】VR技术;AR技术;现代远程教育

随着信息化技术的飞速发展，将各种现代教育技术应用到教育领域成为常态，也成为了现代远程教育发展的一个重要趋势。虚拟现实/增强现实技术的出现给远程教育带来一场重大变革，即新技术为人们带来全新的多模态的交互体验，当代远程教育因此也呈现出日新月异的局面。但是传统的远程教育大多数还是局限于二维平面动画、文字、音频视频等学习资源的单向传播模式，学习者之间缺乏互动性、学习者的学习主动性很难被调动起来;最重要的是对于实验实践类课程，普通的线上教学模式与教学资源根本无法满足学习者需求。因此，相关研究表明，利用VR/AR技术虚拟性、沉浸性的特点，能够弥补远程教育存在的缺憾，使广大学习者对学习的热情和学习积极性得到很好的激发、调动，将对当代远程教育教学产生深远影响。

1.VR/AR技术概述

关于虚拟现实技术的定义目前尚未统一，VR技术主要基于UE4、Unity3D等计算机软件上，通过采用计算机核心技术，生成逼真的多感官、多交互的虚幻环境，使用户沉浸在模拟的环境中，获得身临其境的体验。VR主要有交互性（Interactivity）、浸没性（Immersion）、构想性（Imagination）和多感知性（Multi-Sensory）等特点。建构主义理论与情境教学模式是虚拟现实技术的基础，强调知识的动态性、情境性和交互性，知识不是从情境中抽象存在，而是通过个体与环境的互动建构起来的，它是真实世界的索引。这对抽象内容教学和激发个体学习内在兴趣驱动力具有深刻的启示意义。

增强现实技术，简称AR，AR技术是VR技术的一项技术的延伸，是建立在实际生活事物之上的，是对学习者学习知识内容与实际情景的双重叠加，它能用来模仿研究对象，让学习者在现实环境背景中看到虚拟生成的模型对象，并且这一模型对象可以快速生成、操纵和旋转。AR技术完美的弥补了VR技术隔绝现实世界的幻觉，在学习中我们不需要复杂的、繁重的计算机设备的帮助，只需要要微型的智能电子产品就能完成现实世界的增强现实，这可以更好地被学习者接受。

总之，VR与AR技术两者之间相辅相成，协同发展为当代远程教育教学变革赋能。VR/AR技术功能性强大，不仅仅是能传递视频音频、图形动画，而且可以实时生成的三维逼真虚拟环境，为现代远程教育的发展提供了发展可能。

2.VR/AR技术在现代远程教育中的应用

目前，新教育理念和教育目标的随着时代的脚步不断发生变化，因技术功能的日益完善和设备成本的不断降低，虚拟现实技术和增强现实技术受到教育界众多研究者的青睐，“远程网络教育平台”“大型开放式网络课程（MOOC）”“虚拟实验室”“虚拟课堂”等新术语不断涌现在现代教育技术研究的舞台上，将VR/AR技术在现代远程教育中的应用愈加广泛。

虚拟实验室。通过利用VR技术构建的开放式的虚拟实验教学系统，将现实世界的实验室通过三维图形技术生成逼真的虚拟实验室，学习者可以自主进行实验操作和设计实验。目前运用较为广泛的地理虚拟实验室、物理实验室、化学实验室和生物实验室等，学习者可以不受时间、空间的限制，自由地在“虚拟实验室”里进行做实验。

虚拟技能训练。VR技术的高沉浸性、情境性和交互性的优势，为学习者面对高难度、复杂、危险的技能训练提供了便利，如飞机驾驶技能、军事作战技能和机械维修技能等不同类型的技能培训。虚拟仿真培训利用VR的核心技术生成实时的"设施设备”、"零件”以及虚拟环境，学习者通过运用某些设施设备和三维信息环境的刺激，来达到各种技能训练和学习知识的目的。虚拟的技能训练具有自主性、安全性和超时空性等诸多优点。

3.VR/AR技术在远程教育应用中遇到的问题与挑战

信息技术革新都是源于新技术在生活中、工作中、教育中等各个不同的方面都给人们带来全新的体验感。尽管VR/AR技术可以给现代远程教育领域带来很多新体验，新的学习方式，但是不要低估将VR/AR技术融入传统的远程教育领域所带来的问题与挑战。

首先从技术角度来看，VR/AR的核心技术、系统开发工具和运行平台等已经较为成熟，但是如何实现“实时”生成仍然是挑战;VR/AR技术在目前虽然满足了多感官的参与，但是在交互性以及不同品牌的设备之间工作较为独立，不能相互的联通，提高了设备的成本;另一个方面由于VR/AR技术的对于长时间使用容易产生眩晕感仍然是挑战。因为VR/AR系统的集成技术非常复杂，各个品牌产品之间并不联通，因此虚拟现实、增强现实有必要研究、开发有效工具和高效分布式运行平台。

其次从学习者角度来看，由于VR/AR技术构建的是一个逼真的虚拟学习环境，学习者通过长时间的实践学习后，会使学习者产生不严谨的学习态度;VR/AR技术与远程教育的相结合后主要通过多元信息渠道来传递学习知识内容，需要学习者通过多感官参与，容易增加学习者的认知负荷;新技术运用到现代远程教育中会吸引广大学习者的关注，如何预防学习者沉迷于虚拟世界仍是一项挑战。正如任何一款基于U3D、UE4的教育游戏制作都是非常不易的，然而一款好的虚拟现实/增强现实教育作品的研发也是具有各种各样的挑战性。

4.VR/AR技术与远程教育结合的意义

（1）改善学习条件，丰富学习资源。

利用VR技术进行实验教学，可以避免学习者在实际操作中的各种危险，如，虚拟化学实验，不仅可以让学习者在实验过程中免遭在化学反应产生的有毒气体和爆炸的伤害，而且学习者也不受时空的限制进行实验观察。比如，学习者可以进入细胞的内部或登陆火星的表面进行观察，不受空间限制。对于一些现象需要几年甚至上百年才能观察的变化过程，比如化石的形成，如果我们利用VR技术，可以在短时间内将其化石形成过程呈现给学习者觀察，不受时间限制。VR/AR技术为广大学习者自主学习提供了丰富的学习资源、所需的知识内容和学习过程中提出的研究模型，激发学习者的学习兴趣。

（2）优化学习环境，促进教育公平。

教育技术专家学者何克抗、李文认为学习环境是对学习者的学习有着直接或间接影响的外在因素，人际关系和学习资源是学习环境最重要的两部分内容。在现代远程教育中，良好的学习环境的是学习者取得优异的学习成绩的重要因素。VR/AR技术在当代远程教育的学习环境中进行了全方位的渗透，我们的学习环境得到了优化，还使远程学习环境不再只是简单的提供教育信息内容，还为学习者提供了关于课后辅导、课后测试、过程评价等虚拟支持。VR/AR技术支持的现代远程教学，促使教育资源突破时间、地域的限制，实现了教育开放、共享，提升教育公平性、提高全民教育满意度，促进全民学习。

5.对VR/AR技术应用于远程教育的一些思考与建议

VR/AR技术在远程教育的应用领域还有待进一步加强。近年来，5G网络时代的不断成熟，虽然解决了虚拟现实技术发展过程中存在的技术问题，也让当前整个远程教育教学体系能够良好地运行。但是因为远程教育在教育教学过程中的每一个环节都要依赖于网络，无法保证每位学习者的网络情况，这也就成为VR/AR技术在远程教育不能得到进一步的应用，需要良好的网络环境作为后盾。

提高相关技术人员以及教师的技术水平对于VR/AR应用到现代远程教育至关重要。随着5G时代的到来和VR/AR技术的发展和普及，势必会普遍应用于现代远程教育中，如何更好的将虚拟现实技术更好的应用到远程教育中，来弥补远程教育中缺憾，提高当前远程教育教学的质量，因此这就对远程教育相关技术人员以及教师的技术水平提出了更高的要求。不能因相关技术人员以及教师的技术能力高低的限制，最终导致虚拟化技术和现代化的设施设备变成摆设，只有不断提高相关技术人员以及教师的技术水平，紧跟时代发展的步伐，才能跟得上科学技术日新月异的变化，VR/AR技术才能应用于远程教育的方方面面，远程教育才能在互联网技术的推动下不断开阔创新。

结论

VR/AR技术与现代遠程教育的完美结合，一方面不仅可以为学习者提供生动、逼真、公平的学习坏境，调动学习的学习积极性，培养学生的技能;另一方面帮助教师突破教育教学中的重难点，强化教学过程师生之间的胡互动，这都将起到积极的作用。新技术的发展大大促进了现代远程教育的发展，让远程教育向信息化，智能化不断前进。

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作者简介：李蜜琴（1998—），女，硕士，研究方向：现代教育技术。