AR與VR 引爆教育革命

何義情

過去的半個多世紀可以被看作是一部“數字化教育不斷向傳統教育發動進攻”的革命史。在這個過程中，幾乎每一次重大的數字技術革新，都會引發一波關于數字教育即將顛覆傳統教育的輿論熱潮。隨著虛擬現實（VR，virtual reality）和增強現實（AR，augmented reality）技術的興起，教育領域又將迎來顛覆性的改變。

虛擬現實技術目前在很多領域得到應用，包括游戲、電影、醫療等，而培訓和教育領域尤其被大家看好。在今年一月份拉斯維加斯的消費電子展覽會（CES）上，近三分之一的受訪者認為教育領域最有可能從VR技術的應用中獲益。

雖然當前VR/AR在市場上廣受關注，但這項技術究竟給我們帶來什么樣革命性的不同？VR/AR教育應用是否可以繞過先前在線教育的種種障礙，給教育行業帶來顛覆性的變化？從教育技術的角度來講，第一個問題的關鍵是要了解VR/AR技術的學習效用（learning affordances）問題，也就是我們能夠直接感受到虛擬現實相關技術在學習領域的各種可能性應用；第二個問題實際上是關于VR/AR技術在教育應用實踐中的機遇和挑戰。

全新的學習體驗

目前，VR/AR在教育中的應用還遠未普及，但是教育技術文獻中關于3D虛擬世界的學習效用研究已經有很多積累。結合一些被廣泛引用的研究結果，我嘗試總結出一個VR/AR的學習效用模型（見圖表）。一些研究結果表明，VR/AR/MR（mixed reality，混合現實）技術的應用確實可以給學習者帶來一些完全不同的感受和體驗。

沉浸現實感

幾乎所有第一次接觸虛擬現實環境的人，都會不自覺地發出這樣的一個感嘆：“哇哦！”一旦我們帶上了頭盔，或者借助一個虛擬化身進入到一個虛擬現實世界，首先能夠感受到的就是一種完全沉浸式的存在感。這種沉浸現實感所蘊含的學習效用很多。

首先，學習者會變得好奇。當我們戴上虛擬現實頭盔，并沉浸于一個和周圍環境隔離的現實時，我們會自然地產生一種強烈的好奇心和探索欲望，變得更加專注，從而增強記憶的能力。

其次，基于三維空間的導航更符合我們人腦的認知。在三維的虛擬現實環境中，學習者獲得的是“第一人稱、非符號表征”的體驗，而不是“第三人稱、符號表征”的概念。

最后，用戶在虛擬現實環境中的形象，可以對真實世界中的用戶認知、行為和態度產生正向強化影響。用戶一旦在虛擬現實世界中選擇比較高大、俊美的化身，在與其他用戶交互過程中會表現出更有自信心、更加有進取心的行為，這種被強化的行為還會持續影響用戶在真實世界中的行為和態度。

時空操控感

虛擬現實基于數字時空而構建，所以虛擬現實中的時間和空間是可以被控制的，并且虛擬現實環境中的一些基本世界屬性如重力、速度、光影效果都可以改變。

時空操控感對應的學習效用是空間知識表征。比如，在一個基于經典物理力學規則構建的三維世界中，學習者可以直接觀察和體驗作用于一個對象上的力所產生的效果。虛擬現實在空間知識表征能力上最有用的領域，應該是那些在現實世界中不太容易感受到的概念和原則，比如在危險環境中的操作技能訓練、非常規尺度時間和空間維度下的進程模擬、極小概率的事件和行為模擬等。

現實疊加感

現實疊加更多是AR應用所具備的基本特征。增強現實技術讓數字世界和真實世界的邊界變得模糊，來自數字世界的信息和真實世界進行實時交互，這在兒童教育、語言學習、化學、醫療等領域得到了高速發展。

通過實時疊加數字世界數據包到真實世界，增強現實在教育應用方面有著非常大的想象力空間。最典型的學習效用是對探索式學習的支持，首先因為AR技術交互簡單，只需要用戶拿手機拍攝一下目標對象即可；其次，AR應用對教師的教學過程干擾度小，教師可以根據自己的教學安排在課堂上隨時插入AR內容。

共同存在感

共同存在感指的是與他人共同感受到在一起，可以是在一個完全虛擬的世界里，或者是在一個混合現實或增強現實環境中。

協作學習是共同存在感所具備的學習效應之一。借助于三維虛擬世界環境，學習者可以真切感受到與同伴們在一起的感覺。這種感覺，對于構建一個成功的協作學習環境有著非常大的意義。

顛覆企業培訓實踐

VR和AR技術一經出現就被一些企業應用在品牌推廣、人才招聘和用戶互動等方向。但由于其成本較高，技術還不夠成熟，因此在企業培訓中尚屬早期探索階段。參照全球范圍內一些公司在該領域的嘗試，我們可以預測VR和AR技術會在企業培訓的四大方向優先得以應用：新員工入職培訓、工作中的嵌入式學習、場景化領導力培訓、團隊融合體驗式活動。

打造沉浸式新員工入職體驗

在新員工培訓項目中，可以引入不同程度的虛擬現實技術應用。

首先，基于沉浸現實感，提升新員工培訓內容和情境的沉浸感。在培訓內容設計上，利用虛擬現實技術可以讓員工體驗企業發展歷程、重要里程碑、標桿產品介紹、職業道德和文化風范等。在入職培訓活動的沉浸式設計當中，可以引入一些基于VR技術的交互視頻，用于展示一些相對比較復雜的流程和工具使用方法。

其次，基于共同存在感，為分布在不同團隊和部門、不同城市和區域、來源于不同國家和文化的新員工，創建一個有共同歸屬、共同存在感的虛擬現實社區平臺。例如，我們能夠借助虛擬現實社交平臺和工具，讓新員工定期來到一個虛擬現實咖啡館暢所欲言，分享每個人入職之后的一些心得體會，這將加強新員工之間的情感連接，使他們產生很強的歸屬感。

用AR技術改進工作中的嵌入式學習

在企業學習培訓體系規劃中，我們通常會根據員工學習轉化與實際工作之間的相關度，將企業培訓分成三大類：工作外學習（work-apart learning，即正式學習）、工作賦能學習（work-enabled learning，即非正式學習）、嵌入式學習（work-embedded learning，即“做中學”）。

AR技術的到來對于企業嵌入式學習是一個非常大的機遇。嵌入式學習的一個關鍵需求就是，在正常工作流中能夠基于真實的任務提供及時的教學指示、演練和反饋。引入AR技術可以讓員工直接走進現實的工作場景，比如一個汽車裝配車間，一個鉆井平臺。借助配備特殊的AR眼鏡，員工可以實時掃描和記錄現場的情況，并且根據需要加載相應的操作指示，并基于員工的實際操作提供及時反饋。學習的過程也就是工作的過程，并且學員的一切操作都被記錄下來，可以后期進行回放和復盤學習。同時，AR技術可以讓大家在同一時間、同一個空間，看到同樣一件事情，這種共享的體驗將極大地促進團隊協作的效率。

支持領導力培訓中的行為轉化

轉化學習（transformative learning）通常被認為是成人學習的重要途徑和目標。企業內的領導力培訓可以借鑒轉化學習的很多理論，特別是如何構建出一個有效的支持轉化學習環境，促進學習者在領導力行為層面的改變。

混合現實技術的應用為構建這樣的一種學習環境開辟了一些新的途徑。

首先，借助混合現實技術可以根據培訓需要動態加載一些全息的案例，幫助學員獲取更加系統、客觀的真相，引發學員辯證式的討論。現有的全景視頻拍攝技術能夠從360度記錄一個事件發生的全部過程，在項目復盤的時候學習者可以以第一人稱視角進入到事件發生的具體場景，用不同的視角感受最真實的事實。

其次，混合現實技術還可以應用到跨文化交際的培訓環節。隨著世界變得越來越“平”，跨文化交際也成為領導力發展的一個重要主題。跨文化交際能力的培養是一種轉化學習，需要我們在相互尊重、相互理解的前提下，更加全面地了解其他文化和傳統習俗。借助于混合現實技術，我們可以讓學員“走進”一個文化所代表的真實生活環境，用當地人的視角去觀察這個世界，其結果一定是非常震撼的。

最后，混合現實技術還可以從交互手段和結果呈現上顛覆現有的沙盤培訓。傳統的沙盤培訓基本上都依賴于一個電腦模擬軟件，或者干脆就是一些線下的數據輸入和報告。混合現實可以更直觀、更立體地呈現沙盤的實時狀況和演變。參與者還可以從遠程以團隊方式參與互動，從而將沙盤演練的邊界從一個固定的培訓教室拓展到世界上任何一個角落。未來的沙盤很可能就是一個正在運行的真實項目，所有的數據都是來自于現實世界的真實數據，所有用戶都可以實時洞察項目的一切變化，并通過各種終端設備和項目母體進行互動。

結合AR與LBS 設計“團隊競合項目”

今年，由任天堂、Pokémon公司和谷歌Niantic Labs公司聯合制作開發的寵物養成手游Pokémon Go大火了一把。該游戲結合LBS（基于位置服務）與AR技術，讓人們走出自己的臥室，在世界范圍內Pokémon Go可能出現的場所捕捉寵物。推出不到兩周的時間，該游戲已經超越Facebook和Snapchat，成為最受歡迎的APP。

如果我們能夠基于Pokémon Go的這種游戲參與形式，重構我們的線下活動體驗，將會是什么樣的情形？

首先，將枯燥的學習內容趣味化。我們可以將Pokémon Go中的寵物替換為企業的吉祥物，或者文化勛章，或者一次團建活動中需要大家收集的獎品。用戶在收集這些物品的過程中可以重新認識和學習公司使命、文化價值觀、團隊行為守則等，而這一過程原本比較枯燥。

其次，更好地激發員工的參與。可以為員工提供一個開放的、可持續探索的空間，同時設計出一些相對有挑戰性的任務，鼓勵員工組隊才能夠完成，并且員工可以實時分享他的個人和團隊成績到社交媒體。這樣的一種游戲參與體驗必然會激發員工的參與積極性，一定程度上也將可以提升員工的團隊榮譽感和敬業度。

最后，激活員工和業務團隊，鼓勵他們共同參與到游戲內容設計和社區的運營。企業可以為團隊提供可定制游戲設計模板，讓業務團隊和部門能夠自主組織類似的團隊內部活動。

虛擬現實技術本身還存在各種挑戰。就連Oculus的創始人帕爾默·拉奇（Palmer Luckey）都表示，至少需要10年時間，虛擬現實設備才有可能替代智能手機成為一個主流計算平臺。要營造令人完全沉浸式的虛擬現實體驗，還需要更寬的視角、更高的分辨率和刷新率、更低的動作延遲、更精準的跟蹤、更便攜的設備、更好的視聽效果等。只有當這些技術問題得到了解決，并且虛擬現實裝備的價格降到了大眾可消費程度，我們才有可能看到VR技術在教育行業中的普遍應用和推廣。