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VR、AR、MR、XR,这些黑科技在K12传统教学中将会带来怎样的改变

编辑:小豹子/2018-06-09 13:38

  

  当传统教育还在运用视频,动画教学的时候,你是否想过会有一天VR、AR、MR、XR这些如同黑科技般存在的技术会进入课堂,通过人机交互,情景教学,来深入化的,沉浸式的带你感知学习的魅力和趣味,用一种直观、体验式的学习方式将枯燥的教育体验形象化,具体化,趣味化,真正的激发学生的学习积极性,带动学习成果的有效提升。

  在2017年4月,YouTube上LPVR频道的澳大利亚人Jack McNee完成了一场连续进行36小时的VR节目录制,是吉尼斯世界纪录中保持VR课程时间最长的纪录。2017年8月,中国的西北科技大学在大学录取通知书里使用AR技术,在录取通知书上有一个二维码,用微信扫一下二维码,就可以看到更加现实的信息。西北科技大学是第一个在大学录取通知书里使用AR技术的大学。

  可见AR、VR、MR和XR已经进入大众视野中,但70%的人对这四种技术却并不了解,另外20%的人虽试过AR、VR的设备,但真正了解AR、VR、MR和XR的人却很少。

  

  何为VR、AR、MR、XR,有何异同

  首先先要简单介绍一下,关注极客爸爸比较久的读者可能对AR、VR是比较熟悉的,至于MR、XR,搞不好还是第一次听说。

  VR英文全称Virtual Reality,意指虚拟现实。从字面意思来讲,眼睛通过VR眼镜等头显设备看见的情景是完全虚拟的,视觉与现实环境相隔离。比如带上眼镜即可立即体验坐过山车的视觉感受,并随着逼真的场景发出啊啊的尖叫声。

  AR英文全称Augmented Reality,意指增强现实。它在真实物理世界的基础上通过设备增加虚拟数字画面,但这个虚拟的画面在真实世界并不存在,因此你无法通过走近或离远来感知这个虚拟画面变大或变小。之前火爆的Pokemon Go游戏让成群结队的年轻人在大街上竞相追逐皮卡丘,就是AR的应用之一。

  稍显陌生的概念应属MR,MR的全称有两种:一种是Mixed Reality(混合现实),一种是Mediated Reality(介导现实)。

  “混合现实”可当作是和AR/VR同一层级的概念,“包括增强现实和增强虚拟,指的是合并现实和虚拟世界而产生新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存,并实时互动”。它将AR和VR的优点结合,避免AR的视觉受限(透过设备屏幕看见画面的范围小),以及弥补VR不能与真实世界互动的遗憾。

  介导现实是相对于AR/VR、Mixed Reality(混合现实)更上位抽象的概念,它是一个连接物理现实和虚拟现实的介导连续体,在这个连续体上,物理现实和虚拟现实所占比例各不相同。根据虚拟现实的轻重程度,连续体的中间部分可分为轻量级AR(通过某软件拍照,画面上显现时间地点)、中量级AR(类似微软HoloLens智能眼镜)和重量级AR。

  XR其中“X”表示一个未知变量。XR有一个比较大的特征是,将会摆脱线控,很有可能实现从PC端到移动端的跨越,这就有点酝酿下一个移动终端变革的意思了。另外,这很可能是未来这一项技术得到普及的关键,不过也正是XR的野心,使得其对性能要求更高,需要更低的功耗、更小的尺寸、更强的扩展性。

  极客爸爸小结:一句话说清AR、VR与 MR的区别。

  AR增强现实 (Augmented Reality) :在使用者的现实世界叠加数字创建的内容。

  VR虚拟现实 (Virtual Reality):阻挡现实世界,为使用者创建一个全数字化、身临其境的体验。

  MR混合现实 (Mixed Reality):在使用者的现实世界叠加您可以与之互动的数字创建内容。

  XR最厉害,给个公式自己体会吧,XR=VR+AR+MR。

  

  VR、AR、MR 、XR推动的教育改革

  刚才说了那么多AR、VR、MR 、XR,这几者是如何融入到教育中呢?极客爸爸用一个比喻说明,在教育中,一边是面对面真实的教室,另一边是在线教学。这两者之间是混合式教学,在这个阶段,人们会结合不同的教学方法。注意,这里还是需要实体的空间,比如,现在身处会场里的我们是处于物理的、现实的。另一端就像虚拟的线上学习一样,虚拟现实就像在线的空间一样,它是一个虚拟的空间,不是真实存在的。

  如果虚拟的程度不断增加,虚拟的成分、对象就会越来越多,我们就渐渐地进入到一个完整的虚拟的空间中,我们就把它叫做虚拟现实。在虚拟现实和增强现实之间,就是混合现实,也就是我之前说的面对面教学和网上教学中间这一段就是混合式教学。

  简单而言,AR、VR、MR在教育训练方面的应用可分成三大块:

  教育 (Education):传授知识,包含学校教育及职场教育。

  训练 (Training):职能或技能训练,包含学校及职场。

  效能支持 (Performance Support):在需要的时刻提供相关重要资讯,以协助完成工作,通常可以与前项搭配运用。

  接下来,极客爸爸带大家看一下从高等教育、职业教育、K12到幼教各阶段的代表性VR、AR、MR 、XR教育产品,它们在教育中扮演什么样的角色,VR、AR、MR 、XR技术如何让教育变得更美好。

  黑晶科技推出面向K12教育的 VR超级教室,对传统教室进行全面改造。VR超级教室从硬件上包括以下几个硬件构成:智慧黑板、超级上课系统电脑、控制学生头显的VR控制器,学生端每个学生配备一个IPAD及VR头盔。学生带上 VR头盔之后便能身临其境地感受宇宙大爆炸等场景;老师则利用 VR控制器实时调整学生所看见的 VR内容,通过电脑得知并把握上课节奏,监督学生学习动态。据极客爸爸了解,VR超级教室提供的课程主要为 K12阶段的科学、历史、地理、生物、物理、化学、艺术等课程。

  魔幻空间陆续发布了多款针对2-7岁幼儿的认知卡系列产品——《奇妙世界》《奇幻森林》《涂博士》等。这一系列产品融合了AR(增强现实)、图形图像识别等高新技术,首先让孩子自己动手发挥想象力去涂鸦,最大化开发右脑、锻炼握笔能力;然后家长可以用手机或平板安装自带软件,对准孩子的作品识别,让小盆友的涂鸦变成动画呈现;小盆友和家长还可以点击屏幕,与动画人物互动,动画带有音效和中英文发音,有声有色、活灵活现。

  相比于教育在中的应用,VR在培训方面走到了前面。职业技术学校可能会通过新的虚拟现实体验获得新生,通过VR技术培训他们如何修理汽车,并允许他们在3D中完成安全培训。香港职业教育学院已经用VR技术来教授飞机工程和建筑维护技能。

  目前,虚拟现实平台zSpace已与深圳国泰安教育技术股份有限公司合作,推出了自己的职业模拟技术。利用zSpace汽车培训平台,学生可以拆卸和重组系统,如传动或发动机,而不会带来风险或造成物质浪费。

  我们还可以把它运用到其他教学场景当中,比如,在纽约有一个学校,它和Globalfoundries进行合作,打造了一个虚拟实验室,这个实验室是用于做一些补充式的教学,它希望能够让学生在虚拟的实验室当中学习自己想学的东西。比如,他们想学习登月,那就可以在这里找到相应的知识,甚至获得一个虚拟的体验。

  我们再看一下其他AR、VR的场景,阿联酋航空现在购置了一批AR的眼镜,希望能够提供更好的客户服务。比如,他戴这个眼镜就可以识别出客户的信息,他就能够给这个乘客提供更个性化的体验。沃尔玛也使用VR技术培训员工,为客户提供黑色星期五的购物服务。

  

  VR/AR/MR/XR+教育将给教学带来什么改变

  虽然VR、AR、MR 、XR技术并不是最新的前沿技术,不过VR、AR、XR在教育领域的应用才刚开始,很贴合情景教学和建构主义教育思想。

  一方面,通过VR、AR、MR 、XR技术,学习者能够自主探索各种有趣的学习材料,即使在做实验犯错的情况下也不会带来任何严重的后果。同时,学习者通过AR技术进入一个和现实高度仿真的环境,可以动态地进行视觉和交互形式学习。有报告认为,AR让学习者可以瞬间从一个场景到另一个场景,这具有重大意义。因为是虚拟和现实交融在一起,AR技术让凤凰彩票娱乐平台(5557713.com)学习在正式和非正式之间快速切换。

  在教育领域,AR应用已经被整合进一些教学法中。不过还需要进一步的研究到底AR会给教师和学生提供哪些具体的益处。AR无缝地融合了虚拟数字世界和现实世界,可以将学习体验从2D时代提升到3D时代,尤其是图像、地图和地球仪这类场景。AR对于那些在空间认知方面将2D概念转化为3D有困难的学生,尤其有用。

  此外,AR使用过程中的存在感和实体感,可以帮助学生回想以前有过的亲身经历,和之前学到的知识建立更深的联系。关于能否创造团队协作体验,必须做更深入的研究,去分析不同类型的AR会给团队协作带来哪些不同的后果。

  在VR教育领域,硬件技术其实远远走在内容前端。相对于传统教育来说,VR教育的最突出的优点在于将传统的、理性的二维课堂变成三维的课堂,感性的课堂。VR在教育中的作用是以感性认识的方式获取经验,这种方式本身不带有逻辑思辨,老师基于与学生共同积累经验的基础,进而引导学生发展思维逻辑能力。在一些在常规教育手段中完全没有办法达到的一些场景中,我们完全可以利用虚拟现实来实现,还有一些高风险、高投入、高成本的一些实训场景,以及我们所说的宏观世界和微观世界。目前很多VR教育产品的学科教育与技术融合程度比较低,真正的学科教育专家、一线教师无法参与到VR教育课程、教育产品的开发设计中来,大大影响了VR教学的质量。

  国际上领先的公司已经将这一计划投入到了实际的应用当中,最大的挑战来源于对于老师的培训和产品的配送方面。国内的情况,恐怕还要稍差一些,需要人们慢慢地去接受。内容难题还可能是比较大的挑战,无论国内外,都需要一段时间来制作更好的内容以投入商用。

  据极客爸爸了解,现在几乎70%的AR和VR都用在娱乐产业中,仅有20%应用在教育,18%应用在工业,15%应用在健康医疗。我们可以看到,在教育中VR、AR、XR的发展潜力还是巨大的。

  凤凰彩票欢迎你(5557713.com)VR、AR、XR作为一股不可忽视的力量,让我们有充分的理由相信:随着VR、AR、XR技术在教育领域应用中的不断升级和优化,VR、AR、XR将为教育带来更多超乎想象的可能性,相信在不久的将来必定会有革命性的改变和未来,我们翘首以盼吧!

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