撰文：Cedric Wang 美國高等教育信息化協會認證，混合式教學設計師。
隨著硬件成本的降低，虛擬現實技術逐漸廣泛應用于各個領域。本文就與讀者分享些虛擬現實技術（包括VR/AR/MR）在教育領域（包括但不限于在線教育）中的應用探索。
為了照顧到對于虛擬現實技術了解有限的部分讀者，本文在進入到討論VR/AR/MR的正文之前，先與大家科普一下這三個名詞的含義：
名詞解析
VR：Virtual Reality 虛擬現實
AR：Augmented Reality 增強現實
MR：Mixed Reality 混合現實
在微軟的開發者學院中有這樣一張演示圖片：
左端為物理現實（最近的藍色區域是AR，增強現實），右端為數字現實（最近的綠色區域是VR，虛擬現實）。在純數字化與純現實之間的整個部分，微軟認為都可以被成為混合式的現實形態。
看過了上述英文名詞的中文翻譯，估計還是很困惑？在接下來的文章中，會分別闡釋他們各自的含義，以及其在教育中的應用實踐案例分享。
在分別討論之前，咱們來奠定一下虛擬現實技術在教育中應用意義與價值的理論基礎：
建構主義學習理論認為“情境”、“協作”、“會話”和“意義建構”是學習環境中的四大要素。
在建構主義學習環境下，教學設計不僅要考慮教學目標分析，還要考慮有利于學生建構意義的情境的創設問題，并把情境創設看作是教學設計的最重要內容之一。
廣泛意義上所說的虛擬現實技術，除了可以應用作為一些技術類課程實際操作部分的虛擬仿真用途之外，創造一個學習者個性化的學習場景，也是其重要價值所在。
--------VR 虛擬現實--------
在分享虛擬現實技術在教育領域的應用能力及場景之前，還要簡單提一下相關的設備。
最最簡單的VR入門設備，當屬谷歌的VR紙盒了，只需10來塊錢就可以買到。搭配幾乎人人都有的、并且價格可以接受的智能手機，使得VR技術可以更容易的在大規模的普通的課堂上得以實施與應用。
對于這種非常入門級的VR設備，當前更多被用于在中小學的部分自然科學或選修類興趣課上。然而由于這種簡易設備的空間位置感知能力（后文也會提到）的制約，目前更多是被用作一些全景場景的單向觀看為主要方向。
說到場景，通常VR場景可以被歸為兩大類：
虛擬：三維數字建模
現實：全景相機拍攝/錄像
虛擬數字場景的應用：由于3D建模的成本較高，通常是一些不容易使用全景相機拍攝/錄像的場景。常見的有：太空星系、海洋世界、微生物結構等：
虛擬數字場景，可以幫助同學們更直觀的看到一些日常中難以見到的場景與環境，身臨其境地感受到課本中文字及平面圖片難以表達的信息，更多用在中小學（即 k-12）階段。部分工科類的高等教育中偶爾也可以用到，然而考慮到更多交互的需求、以及學校擁有充足的經費，多半學校會購置更后記得VR設備（后文會提及）。
隨著全景相機（照相/攝像）的普及（只需小幾千元），目前大量的VR場景其實用得是全景照片、或全景視頻來呈現的：
Cedric是從事在線教育行業的，所以也非常關注虛擬現實技術（VR/AR/MR）應用于在線教育的可能性與當前的嘗試探索。
在2016年的秋季學期，哈佛大學將其知名的計算機類MOOC課程《CS50：計算機科學概論》進行了VR全景直播：
這種嘗試值得鼓勵，不過VR對于這種講座類的在線課程直播（錄播）的價值，其實還是比較有限的啦。
正如上邊這個VR在線課程的視頻截圖所展示的：我在環顧了四周之后，除了視線在右邊的同（mèi）學（zi）那里稍有停留外，最終視線還是回到了正面的PPT以及老師所在的講臺。VR錄像多出來的周邊其他同學們的信息，其實對我并沒有產生特別顯著的價值。
不過通過VR全景場景來進行英語的學習，或許會更有意思一些。這里Cedric為讀者們從YouTube上節選了一段VR視頻供教育從業者們參考：一段在廚房環境下的英語語言學習。
考慮到前邊提及的虛擬現實中的空間位置感知與定位能力，在商業（包括游戲）中更常用的VR設備大部分都與HTC Vive相仿：
擁有了更多的傳感器，VR設備在（技術及操作類）教育領域也就可以發揮更大的作用。
模擬駕駛、模擬飛行等技能訓練場景的教學，也是VR設備的重要使用場景。下圖為Cedric司機在試用虛擬駕駛操作系統：
當時并沒有視頻的記錄，遂在YouTube上找來了一段，供大家直觀地感受一下VR模擬駕駛教學系統的體驗：
關于VR技術在教育領域的應用還有很多，本文中就不進一步展開了。接下來的AR與MR部分，或許更能夠給教育行業的從業者們帶來一些啟發。
--------? AR 增強現實? --------
隨著智能設備（iPhone/Android/iPad等）的普及，AR增強現實技術的應用范圍也越來越廣泛。在中小學（即 k-12）階段的教輔材料中，應用AR技術來對一些知識點進行呈現也比較流行，常見的有AR（增強現實）圖書：
正如上圖所示，通過預先設置的定位符號或圖片，小朋友們可以透過智能設備觀看到相比二位圖畫更豐富的三維動畫。增加學習的趣味，加強對某些知識點的理解。
由于并不需要特別的設備，AR的應用范圍廣闊了很多，制作起來其實也很簡單快捷：
Cedric以新公司logo作為定位符，制作了一個增強現實（AR）的效果。上圖是透過iPad屏幕，實時看到的效果。也可以參考下方，通過iPad錄制下來的觀看效果：
目前使用了一個現成的模型。在未來，可以考慮將動畫建模與現實世界的某個定位符相關聯。同學們在學到某一個與操作技能相關的知識點的時候，只要拿出手邊的智能設備，就可以近距離、多角度地學習相關的操作手法，或這是近距離全方位地觀察學習汽車某部分的結構等知識。
--------? MR 混合現實? --------
微軟的MR眼鏡HoloLens開發者版本推出已經有很長一段時間了，辦公室也購買了幾臺供小伙伴們玩耍。當年購買還需要“搖號”，以及只能從美國人工帶回來。
現在內地也開放購買了，同時還可以加價購買商業版本用作演示。不過考慮到商業版本將近4萬元每臺的價格，微軟的MR設備HoloLens大規模應用于教育領域或許還尚需時日。
前段時間有人在“分答”上問我VR/AR未來可能會與MOOC等在線教育形式有哪些結合的可能？前文已經分享了VR與AR應用于（在線）教育領域的探索，接下來咱們來聊聊MR在教育中可能的應用。
下圖表述了MR（混合現實，左）與VR（虛擬現實，右）的區別：能夠對現實場景進行感知，并可以進行較高程度的交互。
那么這個MR設備都支持哪些與現實交互的手勢呢？在下面的視頻中，Cedric帶你共同體驗HoloLens的哪些現實交互手勢：
之前在一篇文章中單獨介紹了通過HoloLens學習在線MOOC課程未來的交互可能，小伙伴們可以對比前文介紹的VR（虛擬現實）與AR（增強現實）技術，探索MR技術未來更多的實用可能：
以后在學習MOOC在線課程的時候，除了在手機的小屏幕、Pad、PC外，又多了一種更大屏幕的選擇方式：
此外，你還可以在身旁放個小伙伴和你共同學習，一起上課不孤單~ 當然，未來這里還有可能是一個被特別設計的虛擬課程助教：
其實關于MR（混合現實）設備可以在教育中的應用實踐探索還有很多，由于篇幅的原因在這里就不過多展開啦。
也歡迎小伙伴們多多留言交流。
以上，
Cedric
