幾張小紙片，透過攝像頭捕捉，在屏幕上呈現出來，紙片上就多了蠟燭、凸透鏡和成像板。像變魔術一般，孩子們將紙片在桌面上反復移動，隨間距變化，顯示屏上的“蠟燭”就呈現出正像、倒像和虛像，甚至連蠟燭、透鏡和成像板之間的距離，都一清二楚地顯示在屏幕上。
還記得嗎?這是初中物理課的凸透鏡成像實驗。不同的是，這場實驗不需要真實的蠟燭、透鏡和光源，卻一樣可以動手得到同樣的結果。
“這是VR/AR技術在中小學基礎教學中的應用。”北京師范大學教育技術學院“移動學習”實驗室副主任蔡蘇博士告訴記者。
VR，就是虛擬現實，這個詞你一定不陌生——剛剛結束的高考，浙江省語文試卷就以此為題。今年以來，VR在國內的火爆程度超乎預期，業界流傳著“2016是虛擬現實元年”的說法。趁著風口，科技教育企業紛紛把目光投向了教育領域，VR教育已經從“概念”開始走向“落地”。
讓學習更有趣：在時空中自由穿梭
“能想象嗎?走進虛擬現實教室，戴上VR眼鏡、手套，建筑系的學生可以看到書本上的三角函數公式變成立體的橋梁;醫學院的學生可以看到，血液在血管里流動，癌細胞怎樣在人體里生長、變異。”蔡蘇的同事、來自臺灣的北京師范大學教育技術學院副教授江豐光和記者分享了他在德國伊斯梅瑙科技大學訪學時的見聞。
“VR教育可以用在很多領域，不僅是中小學基礎學科教育，在高等教育、職業教育、科普教育中也有很好的應用價值。”蔡蘇表示，無論是哪個學科哪個領域，只要其知識能用可視化形式展現，尤其是現實生活中不能展示的，或者展示成本較高、效果不好的，它就適于用VR技術。“目前看，宇宙宇航、大氣與航空、人體醫學、植物與農業、地球與海洋、機器人與新材料等自然科學工程領域應用的效果尤其好”。
“這是因為通過VR技術，可以根據實際需要擴展或壓縮時間、空間。”蔡蘇說。比如在真實環境中需要幾個月才能看到結果的豌豆實驗，或是爆炸、原子反應等瞬間;在真實世界中很難用肉眼觀察到的分子、原子結構，或是浩渺的太陽系、銀河系空間，都可以通過虛擬環境呈現。“這能給人以直觀展示，而不再是抽象的、概念上的認知，這就是虛擬現實教育最大的好處——帶給學習者沉浸式的直觀體驗。”
讓學習更安全：在教室里體驗“尖峰時刻”
除了知識和信息上的直觀感知與獲取，VR技術通過模擬真實環境，讓學生進行模擬操作，這對一些在實際操作中成本較高、或較大危險性的職業教育領域中有廣泛的應用前景。
江豐光介紹，淡江大學利用VR技術培養職業的水上摩托車騎手，通過VR手段模擬出海浪沖擊車身的感覺，讓學習者在實地駕駛之前，就能在虛擬現實教室里，對水上摩托車有一種直觀感受，以降低實地教學存在的駕駛風險。“同樣，培養醫學院的學生做手術，或是飛機、火車駕駛員等等，都可以用上VR技術手段，在日本等國也已經有了類似的嘗試。”
“必須指出的是，在教育領域，無論是VR抑或其他信息技術，都只是教學的工具和手段，虛擬體驗永遠代替不了真實。”蔡蘇和江豐光都強調，特別是在實操性很強的職業教育、技術教育領域，VR只是輔助手段，“就像開飛機、開火車，我們可以利用VR技術，在教室里完成對基本操作的模擬，但因為這些活動，在實操環節會遇到各種各樣虛擬環境無法模擬的狀況，仍需要在真實環境中演練。”
讓學習更主動：人機互動激發學習興趣
戴上VR眼鏡，握住手柄，跟著英語老師進入虛擬的非洲大草原，邊學英語，邊和長頸鹿比身高，量大象的長鼻子，看遠處奔跑的犀牛、獅子……通過使用VR技術裝備，老師和學生可以共同進入虛擬場景進行“實地”教學活動，“好玩”、“有趣”，是孩子體驗之后的普遍評價。
“VR進入教學，結合游戲化學習、情景化學習、協作學習、在線教育等多種手段，能夠有效解決許多以前根本無法解決的教育問題，激發學生主動學習的興趣。”北京大學教育技術學院副教授尚俊杰在北京VR教育產業高峰論壇上表示。比如，通過VR教育，在實現人與機器的交流、通過網絡進行人與人之間交流的同時，還能夠在某種程度上實現教學的游戲性，讓教育真正做到寓教于樂。
火爆背后的冷思考：如何用對用好VR需要長期探索
作為新興事物，VR教育在實踐和推廣中，也不可避免地遇到了一些現實問題。記者體驗了市面上正在推廣的幾款VR教育產品，發現這些產品在軟件、硬件方面，都或多或少存在不同程度的缺陷。有的產品硬件設備不成熟，戴上VR眼鏡后效果模糊，甚至出現暈眩感，嚴重影響視覺體驗;有的產品軟件開發不完善，虛擬場景的真實感較差，“虛擬現實”并不那么“現實”;有的教育產品內容編排不合理，甚至會出現常識性錯誤。
“VR教育是有技術門檻的，現在VR被炒得如此火爆，要警惕泡沫化苗頭。”蔡蘇告訴記者，當前VR教育產品很多都是用“VR盒子”。所謂“VR盒子”，其實是谷歌Cardboard的翻版，將透鏡和盒子本體拼裝固定，技術原理簡單，成本低廉，視覺體驗較差。
“在VR教育領域，硬件技術其實遠遠走在內容前端”。蔡蘇表示，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。
江豐光則從技術倫理的層面表達了擔憂。“VR教育的前景無疑是光明的，但我們也要用理性的、審慎的眼光去看待新技術的發展，如何使用、用對、用好它，還需要長時間的思考和探索。虛擬現實對真實世界的沖擊，以及由此引發的人際、心理問題，或許都會隨這項技術的成熟，成為更為現實的社會問題，這也值得所有致力于從事VR教育領域的人思考。”
