张明先生毕业于清华大学自动化系,计算机视觉方向硕士,曾在微软就职、任斯伦贝谢软件工程师、土豆网高级产品经理、时光网移动产品总监,中科院《科学世界》杂志撰稿人。 在小说《玩家一号》(电影《头号玩家》原著)里,对虚拟世界中的教育方式有大量的描写,那是一个没有校园凌霸、资源平等的学习场所。世界各地的孩子,只要能接入网络,便可以享受同样水平的教育。 而在现实中,近几年随着VR技术的高速发展,VR在教育领域的应用也如雨后春笋般快速增长。从K12教育,到职业培训,甚至到高等教育,都出现了VR技术的身影。在VR的商业应用领域,教育行业已经成了最大的一个分支。
那VR技术在教育领域到底有哪些优势和应用呢?我们就K12、职业培训、高等教育三个领域分别讲述。
1.VR+K12教育
爱因斯坦曾经说过:“兴趣是最好的老师”。对于K12教育来说,如何提升学生的学习兴趣,让学生真的愿意学,是一大难点。
虽然教育内容一直在不断地提升表现力和吸引力,经历了从文字到图片,再到视频的两次变迁,但是离真正身临其境地体验内容,仍然是有一定差距。而临场感强恰恰是VR技术得天独厚的优势。 对于地理、历史、生物等课程,学生可以不受空间时间限制,穿梭在不同时空,亲临各种历史事件、漫游在宇宙中、与各种珍禽奇兽亲密接触。这一切都可以极大的激发学生的好奇心,提升对学科的兴趣,进而产生学习动力。
而对于物理、化学这些实验性课程,在VR中,学生也可以不受限制的进行各种实验,安全性得到极大提升,实验频率、覆盖率都有了保证,降低了老师的监管压力。 英语等实践类课程,同样可以从VR中受益。通过将学生置于全沉浸的沟通环境中,可以提升学生的注意力,真实地练习口语等实践技巧。除此之外,在中小学生的一些安全教育中(火灾、地震逃生),使用VR演练代替传统口令式的演习,也可以让学生体验到逼真的灾难场景,遇到危险时,更能镇定地疏散避险,提升了演练的效果。
2.VR+职业培训
对于职业培训来说,不存在“兴趣”问题,因为这是被培训者谋生的手段,它面临的更多是“效率”问题。 在实际的职业培训中,有大量的需要动手操作的场景,而这些场景,通常需要大型设备(如汽车、发动机)和大型场地(如发电厂)等作为教具。由于教具、场地有限,被培训者很难得到充分的实际动手练习,只能辅以视频课程,导致动手能力大大下降。 而在VR中则不同,只要有一个VR眼镜,就可以逼真地复现工作场景。VR课件中的每一步操作,被培训者都要实实在在地动手进行。整个过程完全不受教具数量、场地的限制,使被培训者掌握技能的速度极大提升。一些因条件制约无法在线上开展的课程,比如临床医学,在VR眼镜的助力下也可以实现纯线上教学。
3.VR+在线高等教育
中国教育的内卷化,说远了是因为未来职业收入差距大,说近点是因为教育资源不平均。大家对孩子不断的教育加码,主要还是为了孩子能以后靠上好大学,最终有更好的职业发展。
而未来的VR+在线教育,则可能是高等教育问题的突破口。
最近各大高校都启动线上视频教学,但是线上教学的效果跟真实的课堂教学,尤其是一些需要大量的演示和师生互动的内容,还是欠缺一些临场感。 但是有了VR,通过多人虚拟化课堂,我们可以突破地域限制,让全国各地的学生和老师共处一室,聆听“现场”的演讲,可以“共同”参与到一个实验性互动内容中,真正地实现与现实课堂无差别化教学。 有了在线高等教育效果的保证,教育资源的平均化才有可能,使得尽可能多的人获得更好一些的教育(如偏远山区的孩子可以获得同等教育的机会)。 另外,职场人通过VR回归课堂,读硕读博前景也非常广阔。小组讨论、线上展示、案例分析将变得更加生动,参与感或许会比传统课堂更高。 流媒体、云存储、翻译与VR技术的结合也将改变教与学的单向关系,学生动手练习机会将会更多。教育资源也可以跨语言、跨文化,更低成本、更易获取,全球优质教育资源进入快速流通时代。
4.理想是美好的
VR+教育的未来毋庸置疑,但是眼下制约VR技术在教育领域普及的因素也是实实在在存在的。 首先是体验问题。 目前的VR眼镜重量,基本可以保证平均一个半小时的舒适佩戴(因人而异),对玩VR游戏已经足够,对长时间的教育场景,还是会有疲劳感。未来小型化技术成熟后,分体式6dofVR眼镜有望降低到100克以内的重量,这对佩戴体验会有极大的提升。 另外,VR一体机眼镜的视场角(FOV)目前主流还是100度左右(PC头显有达到130度的,但是不方便长期佩戴),跟比较理想的120度视场角有一定差距,会有一些望远镜效应。 为了实现高精度的内容,设备的计算能力也需要进一步提升,至少现在一体机要达到PC的渲染能力(5年左右差距),或者通过云渲染技术实现计算力的提升。 另外,在交流沟通中,表情是非常重要的要素,现在的表情检测技术还停留在实验室阶段(但是眼动检测已经用在很多B端场景)。预计未来一两年内,会在C端落地。
最后,在操作方面,目前主流的还是使用手柄。未来需要裸手输入(已实现),甚至力反馈(如技能培训场景)功能的手套(有产品,但是不普及)。
总的来说,理想的VR教育场景下,技术层面需要达到如下标准: 重量:可用:<200克理想:<100克分辨率:可用:4K理想:6K视场角:可用:100度理想:120度计算能力:达到现代游戏PC的渲染能力手部输入:裸手识别、指环or力反馈手套表情捕捉:基于声音预测/计算机视觉。 内容也要跟得上。 内容是人们真正消费的点。想要VR在教育领域普及,还需要大量的VR教育内容产出。 现在一些K12VR教育公司已经提供了成千上万的VR课件,但是离全面VR覆盖还是有一定差距。
而在技能培训这个场景下,内容缺失更多。现实中有无数的培训内容,如果要全面虚拟化,需要有大量的工程技术人员投入,把现实培训内容复刻到VR中去,供人们练习。可能,未来所有的实体产品在出厂时,都会对外提供标准的3D模型,供各种培训公司使用。这个市场是巨大的。 在VR+高等教育场景下,课程内容是足够的。但是为了促成教育公平化,则还有很多政策性的工作需要推进,比如,教育机构的整合重组(如成立虚拟大学),教育认证机制的调整等,使得人们真正可以享受教育平等化的成果。 VR技术与教育的结合会产生巨大的能量,对教育行业的发展有深远的影响,但是这一切的到来,还需要各行各业的人们的共同努力。
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