VR在教育领域的深度融合 应用能为教育数字化转型和智能升级奠定坚实基础。
随着VR产业的不断成熟，VR技术支持的沉浸式学习已成智能时代教育领域的趋势。世界各国纷纷 对VR/AR/MR等新兴技术在教育领域的应用进行战略布局，各国相关政策所涉及的内容涵盖基础设施建 设、集成化平台构建、教育教学模式革新等方面。 国际政策方面，美国教育科技部推行国家科技教育计划NETP，并陆续发布相关文件，确立VR技术 在教育领域应用的目的旨在解决教育公平问题。
《Transforming American Education: Learning Powered by Technology. National Education Technology Plan (2010)》中建议：通过促进政府公共 部门与私营企业的合作来整合VR技术的系统性评估资源；通过促进各州与私营组织和公共部门之间的合 作来设计、开发、验证和扩大基于新技术的评估资源；提倡在新的评估资源中使用嵌入式评估技术。 《Future Ready Learning: Reimagining the Role of Technology in Education. National Education Technology Plan (2016)》中重点强调了VR有利于促进教育公平、学生的人格塑造、增强学生对知 识的理解的潜能。 《Reimaging the Role of Technology in Higher Education（2017）》中给出了要利用VR技术提 供高保真场景、促进高等教育教学科研创新的建议。
d Virtual Reality’s Potential in Education》，开篇直指“AR/VR解决方案可以增强课堂体验并扩大 各类学习的机会。政府应对沉浸式技术研究、技能培养、技术内容开发以及技术公平运用等方面投入更 多资金，来促进国家的进一步创新与发展”。此外，美国国家科学基金会NSF资助了研究VR技术等新兴 技术在K-12课堂、高等教育课堂、高校虚拟学习实验室研发中心等教育领域应用的众多科研项目。
在韩国，政府发布的相关政策主要聚焦于建构产学研合作体系，以期使用VR/AR技术推进职业教育 与产业融合发展。《2017年政府工作报告》提出要开发引入VR和增强现实（AR）的沉浸式数字教科 书，并从小学开始扩展无线网络平板电脑等基础设施。《职业教育振兴计划2018》提出要推进中小学创 业体验教育，支持在虚拟空间体验创业过程。《实现创新增长的5G+战略2019》指出要发挥VR、AR、 MR等技术的互动和智能化特点提供高度现实感和体验的内容。《科学、数学、信息、融合教育综合计 划（'20-'24）》文件指出，将人工智能（AI）和VR/AR等前沿教育技术真正引入教育领域。到2024 年，所有学校将建成应用尖端技术的“智能科学实验室”。《产业教育与产学研合作基本计划('19~'23) （2020年修订）》中提到，加强AI等未来领域的中小学职业教育，引入使用AR/VR的非面对面实地培 训。
英国同样关注VR/AR技术在职业教育中的前景，提倡使用相关技术为学生提供学习体验和技能培 训。英国于2019年发布的《Realizing the potential of technology in education》通过阐明格林姆斯 比学院（Grimsby Institute）中的继续教育学院和高等教育学院是如何使用VR和AR的实例，为其他学 校和教育部门在为学生的职业生涯做更好的准备这一方面提供指导。此外，经济合作与发展组织 （OECD）发布的文件《Education at a Glance 2020：OECD indicators》中提出受COVID-19影响， 需特定设备进行学习和实践演练的职业教育正在经历史无前例的危机，OECD国家已经采取诸多措施， 包括增加使用更适合职业教育与培训的在线和虚拟平台。
在我国，随着教育信息化被提升至国家战略层面，VR技术在教育中的应用逐渐由职业教育拓展到 高等教育和基础教育领域，由建设虚拟仿真实验基地和平台逐渐拓展到结合5G技术建设智慧校园、智 慧教室，打造沉浸式课堂。《教育部等六部门关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系 的指导意见》中将“智慧校园新型基础设施”作为教育新型基础设施体系建设的重要方向之一，其中包括 完善智慧教学设施、建设智慧科研设施、部署智慧公共设施三个主要措施；建设科研协同平台，提供虚 拟集成实验环境、科研实验数据共享等服务，支撑跨学科、跨学校、跨地域的协同创新。
《5G应用“扬帆”行动计划（2021-2023年）》中提出要建设5G+智慧教育，加快5G教学终端设备 及AR/VR教学数字内容的研发，加大5G在智慧课堂、全息教学、校园安防、教育管理、学生综合评价等 场景的推广，提升教学、管理、科研、服务等各环节的信息化能力。《虚拟现实与行业应用融合发展行 动计划（2022—2026年）》进一步提出在中小学校、高等教育、职业教育建设一批虚拟现实课堂、教 研室、实验室与虚拟仿真实训基地，打造支持自主探究、协作学习的沉浸式新课堂，推进“虚拟仿真实 验2.0”建设。
综上，各国在政策部署上对VR教育应用各有侧重。美国NETP中有关VR技术在教育领域应用的目的 旨在解决教育公平问题。韩国发布的相关政策主要聚焦于建构产学研合作体系，以期使用VR/AR技术推 进职业教育与产业融合发展。英国同样关注VR/AR技术在职业教育中的前景，提倡使用相关技术为学生 提供学习体验和技能培训。在我国，VR技术在教育中的应用已经全面渗入职业教育、高等教育和基础教 育领域，已由建设虚拟仿真实验基地和平台、建设智慧校园、智慧教室等基础设施升级为打造沉浸式课 堂等教育教学模式革新，全面助力教育数字化转型和智能升级。
VR因其沉浸性和交互性特征，可用于创设多样化的拟真学习环境，尤其是模拟现实世界中难以接触、无法复现的场景和事物，在教育领域的应用已彰显出显著优势。一项针对高等教育和K-12教育领域 VR技术应用的系统性文献综述研究[1]发现：VR在帮助学生完成空间知识表征要求比较高的任务，以及 胜任现实世界中不切实际或不可能完成的体验式学习任务方面优势显著；VR能够通过给学生提供参与学 习任务的机会，激发学生的内在动机和学习兴趣；能够通过情景化学习促进学生对科学知识的理解和技 能迁移。《VR/AR教育教学应用调研报告》[2]（以下简称调研报告）显示，VR能促进观察性学习、操作 性学习和社会性学习活动的开展，在基础教育、高等教育、职业教育、非正式学习等不同的教育场景中 均具有优势。总体来说，VR教育应用具有如下三方面的显著优势。
首先，VR的可视化三维呈现方式支持学习者多视角观察，有助于增强学习内容的吸引力、激发学 习者的兴趣和学习动机，优化学习体验。在基础教育中，360°全景视频、沉浸式VR内容等在教学中的 应用能显著提高学习者注意力、激发学习兴趣和动机，改善学习体验[3]。在高等教育和职业教育中，教 育内容和教育方式更加多样化，学习者能在VR虚拟场景中通过观察来辅助进行概念学习和技能锻炼[4]。 在非正式学习中，集成各公共文化服务机构的资源创建VR展览，能实现“足不出户”却又“触手可及”的线 上参观体验，提升学习和体验质量。
其次，VR的沉浸性和交互性特征能够提供身临其境的学习体验，有助于促进学习者对知识技能的 习得与迁移[5]。在基础教育中，沉浸式VR支持学习者与虚拟环境交互，继而促进学习者对事实性知识的 保留，对概念和程序性知识的深入理解和掌握[6]。在高等教育和职业教育中，各类沉浸式VR实验和实训 系统为学习者提供了更形象、更具启发性的学习环境，能提升学习者的临场感、享乐感、自我效能感， 还能促进知识习得和技能训练[7]。在非正式学习中，VR人机交互应用多通过游戏的方式呈现，“旧藏品” 与“新技术”的融合有助于扩展学习者的感知体验，增强非正式学习效果。
最后，可实现远程连接与互动的VR社交应用有助于减少虚拟环境中的孤独感体验，增强交流意 愿、培养协作意识，促进社会情感技能的培养[8]。在基础教育、高等教育和职业教育中，VR社交应用可 以帮助搭建“远程课堂”，通过加强虚拟环境中的社会交互性，促进学生之间、师生之间的交流，实现互 动式情景教学和实训[9]。在非正式学习中，多人协作互动式VR游戏可以提高科普教育的趣味性、有效 性，虚拟社交互动平台还能够帮助减少社交障碍人群心理上的孤独感[10]。
目前，国内外科技企业如微软、Meta等均在积极布局VR教育，zSpace提供的3D仿真软硬件系统 和教学内容在美国也大受欢迎。国内新兴的创业公司、VR的硬件公司以及传统的教育公司和内容研发公司也纷纷参与VR教育。但VR教育的应用目前仍处于发展初期，还有诸多问题亟待解决。
（1）VR教育教学常态化应用阻力重重
阻力一是政策环境方面尚不具备条件。调研报告显示，校长等领导层面均表示大规模的资金投入是 VR教育应用决策时首先考虑的问题。而当前中小学对VR硬件设备采购的专项资金支持不足，导致常态 化教学中VR硬件设备数量不足。基础教育使用VR设备开展学习时，生机比远超1：1，甚至高达6：1。 此外，学校的教学考核中缺乏相应的政策支持。访谈教师均表示虚拟实验教学需要花费额外的时间和精 力来组织课堂，但由此带来的工作量并未纳入学校日常考核范围。
阻力二是配套的教学和资源管理软件不足。一方面，配套的教学管理软件的操作形式限制了其在教 学中的应用场景，无法满足灵活组织教学活动的需求。调研报告显示，教师对学生学习情况的监管和评 价是VR教学常态化开展中面临的一大挑战。另一方面，对内容资源统一管理的配套软件不足，无法很好 地实现资源存储、分发、更新与共享。在职业教育领域，仍然缺少对内容资源统一管理的配套软件，无 法与实训教学很好地匹配。
阻力三是符合教学需求的优质内容资源短缺。调研报告显示，当前的VR内容多集中在理化生的实验 教学，无法满足其它学科的教学需求。同时，VR教学内容本身的适切性、灵活性和共享性不足，无法满 足不同场景的教学需求。部分校长在访谈中表示VR内容资源是否能够满足实际的教学需求，是否允许教 师能够根据自身需求灵活修改和个性化设计是VR教育应用决策时重点考虑的部分。
阻力四是基础教育常态化应用受客观条件限制。对小学生而言，用眼健康问题是开展常态化应用时 教师和校长的顾虑之处。VR设备常态化应用是否会影响小学生的视力健康，以及VR体验中出现的眩晕 等身体不适感是否会影响小学生的身体健康，这些问题尚未得到科学论证。对中学生而言，学习时间 紧，学业任务繁重，学生的时间投入成本和学习效果是开展常态化应用时面临的主要挑战。
（2）VR教学深入应用受制于教师信息化教学能力
教师信息化教学能力是推动VR教学走向深度融合和创新应用的关键。然而，调研报告显示，半数以 上的教师表示在利用VR开展教学时自身的信息化教学能力不足。一是缺乏各种操作技能专题培训，指导 教师熟练操作和使用各种VR设备和软件工具资源。二是缺乏系统化的、持续的理论和实践培训，指导教 师将VR资源有效地整合到日常教学实践。
（3）VR教学规模化应用尚缺乏成熟的实践模式
当前，VR教育应用仍然处于以学校为单位的试点探索或教师个人层面的摸索，尚未在区域层面形成 成熟的实践模式。调研报告显示，近50%的中小学教师认为VR在基础教育的应用处于以学校为单位的 试点阶段，28%认为仍然处于教师个人摸索阶段；近60%的职校教师认为目前所在学校中VR在教学上 的应用仍处于以学校为单位的试点阶段，33%认为尚处于教师个人初步探索阶段。
总体而言，VR在赋能教育的实践过程中存在内生动力不足和外部支撑薄弱的问题。VR本身的技术 体系尚不够成熟，表现在VR硬件系统的易用性和可用性尚不能满足在教育领域常态化应用的需求，配套 的软件资源和内容资源也不完全符合教育教学的需求。就外部支撑而言，国家层面的政策支持相对不 足，教育的重要利益相关者对VR教育应用带来的各种风险存在隐忧，支撑VR常态化应用的多方合作机 制也尚未健全。
