借助AR和VR技术，重塑未来教育新图景

（图源：Arsenii / stock.adobe.com；由AI生成）

近年来，教育发生了一些引人注目的变化。在这种新形势下，增强现实 (AR) 和虚拟现实 (VR) 在拓展学习和理解方面将大有可为。虽然这些技术有可能通过增强可视化、沉浸式学习和专业培训帮助学生掌握复杂的概念，从而重塑教育的未来，但在教育环境中全面采用AR和VR还面临着相当大的挑战。本文探讨了AR和VR改变教育的可能性以及实施过程中面临的挑战。

在过去的几十年里，技术进入课堂的多种方式让我想到，如果这些技术能出现在我的学生时代，我的学习经历将会截然不同。我在大学里学习过最具挑战性的科目之一就是工程设计， 而也我常常无法理解不同的物体表示（“顶视图”、“正视图”和“平面图”）如何结合在一起形成复杂的三维结构。

在这种情况下，AR技术可以帮助我克服空间感知能力有限的问题，而VR技术则可以在其他方面为我提供帮助。让我们先来看看AR和VR之间的区别，以及这两种技术如何提高学生对复杂概念的理解，并改善教育包容性。

AR和VR如何推动教育发展

之所以将AR和VR相提并论，是因为它们都以不同的方式与物理现实互动。AR将数字现实元素叠加在物理图像之上，而VR则让用户完全沉浸在以现实世界元素为模型重新构建的世界中。

例如，借助AR技术，学生可以旋转三维物体，以准确了解不同部件是如何组合在一起的。VR技术通过佩戴头显，将用户从现实世界抽离，沉浸到另一个世界中。VR创建了真实世界的完整模型，供用户进行交互和学习。

随着AR和VR技术的发展，有一点可以肯定：这些技术可以拓展传统黑板教学的范围。它们的使用案例有很多重叠之处，但又截然不同。下面列出了AR和VR在教育领域的一些潜在用例。

理解复杂教材

借助AR技术，学生能够从不同角度探索物体的真实三维特性，从而更透彻地理解教材。我们可以想象一下，从空中视角到侧面视角探索金字塔的场景。AR技术能够实现常规二维图片的叠加，让学生更好地了解日常物体隐藏的复杂性。例如，医科学生可以借助AR观察人体结构，了解肌肉骨骼系统各部分之间是如何连接的。

补充课堂内容

虽然教师可以在课堂上演示一两次复杂的实验技术，但使用AR或VR可以帮助学生反复学习和完善课这门程（就像外科学生学习如何进行复杂的手术一样）。缺课的学生也可以借助AR和VR来补充课堂教学，从而赶上课程进度。

沉浸式教学

在地理课本中学习北极苔原与通过VR参观北极苔原是有区别的。VR和AR课程可以带来更沉浸的学习体验，从而帮助学生更深入地理解教材。这种教学方法还可以让不同学习风格的学生更好地吸收教材内容。

专业培训和技能发展

在课堂之外，AR和VR技术还可以帮助工人通过一系列固定的教程提升技能。生产车间的新员工可以通过使用AR叠加技术的课程来提高技能。这些课程从手册中提取AR叠加内容，并将其覆盖在机器的实时图像上，从而帮助员工了解不同组件是如何协同工作的。

提高包容性，增加学生参与度

VR和AR技术可用于为有特殊需求的学生量身定制课程计划。例如，VR工具可以帮助患有自闭症的学生，在刺激较少的环境中教授技能。

面临的挑战

虽然AR和VR技术在课堂或专业发展方面大有可为，但在实施过程中往往会遇到一些绊脚石。最常见的障碍包括以下几种。

整合培训不足

教育工作者可能缺乏使用AR和VR技术以及开发实际学习材料所需的培训 他们必须了解其复杂性，才能充分理解如何将其用作有效的课堂工具。融入课程也是一个潜在的挑战。虽然AR和VR可以增强学习效果，但前提是它们必须与合适的材料相辅相成。对于时间通常有限的教育工作者来说，了解哪些教学主题可以使用以及如何使用这种技术都需要时间。从长远来看，AR和VR的全面整合需要专业的开发和培训。

额外支出

VR头显和AR技术在个人平板电脑上的应用及相关基础设施都会增加成本，这对资金紧张的学校来说也是一个挑战。虽然随着时间的推移，头显的价格有望下降，但前期成本仍可能成为一大难题。与这些技术相关的费用可能会进一步加剧教育不平等，因为只有预算充裕的学校才能负担得起必要的设备。

相关基础设施的匮乏

要在教育领域应用AR和VR技术，仅仅购买头显或平板电脑是不够的。学校和机构需要配套的软件、计算机和内容创建工具，才能有效地开展相关课程。此外，还需要强大的连接服务。

展望未来

AR和VR技术的实施挑战并非不可克服。随着这些技术在教育领域的应用案例不断增多，它们有望在教室和培训机构中发挥更大的作用。从教授复杂的材料到虚拟实地考察，学生和教育工作者都能从这些技术的丰富体验中受益，甚至更容易理解工程设计概念。

作者简介

Poornima Apte是一位从工程师转型的撰稿人，专注于B2B领域的机器人、人工智能、网络安全、智能技术和数字化转型。