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畅想2020，号称优于传统教育的VR教育行业新一年会有什么不同吗?

　　畅想2020，号称优于传统教育的VR教育行业新一年会有什么不同吗?

　　十年树木，百年树人，教育和培训一直是国家稳定可持续发展的重中之重，对教育再怎么重视也不为过。传统的培训方式大多很枯燥，容易惹人厌烦。2016年VR元年之后，科技发展到今天，VR技术已经运用到越来越多的行业中。那我们来看一下四年级生：VR和教育培训相结合，“VR+教育”日和能够平稳落地，并擦出怎样的火花?

　　未来是个高度互联、无孔不入的智能天地，逆天的“黑科技”因此不断涌现与迅速更迭，人们天马行空的想象和对智力的探索正牵引着整个世界加速向前。想要跟上新时代的发展，感性思考力、创造力、设计思维及分享精神将成为未来人才的必备素质，而教育和学习必将成为素质养成的主要手段和具有精神价值的生存方式。

　　“VR+教育”将带来从平面图像阅读到沉浸式体验的突破，依托于云端，将海量3D教育资源素材库应用于不同的教学环境中，未来可全方位打通学习者视觉、听觉、触觉、嗅觉、味觉等感官，实现身体与内心感受的联结，以拟真交互的体验潜移默化地增强学习者感受力，培养直觉化的思考。

　　创造力及设计思维的塑造也是培养未来人才所必需重视的方面。以培养学生创新精神和动手能力为驱动，将沉浸式VR与STEM理念、创客精神相融合，为学生提供开放、可交互的自由发挥空间，把学习者转变为创造者。

　　与PC等传统机器界面相比，VR带来的是与众不同的全新观感。近年来，除了对VR娱乐、媒体等应用场景有很高的期待，人们认为VR同样适用于教育场景。因为VR的逼真感、沉浸感被认为是一种有效学习的全新工具，在教育场景中，它能有效吸引学生的注意力。

　　VR教室如同多年前的多媒体教室，将有可能在未来逐步普及，改良知识的传播方式，进一步激发学习者的创造力，并有助于设计思维的塑造。“只有你想不到，没有你实现不了”的VR超体验，将鼓励学生探寻一切新奇独特、别出心裁的灵感。

　　不仅限于课堂，“VR+教育”的理念将起到推动作用。以优质教学资源为核心，集终端、应用系统、平台、内容于一体，借助VR打破以往“教与学”的传统惯性，优化人才培养模式，真正引导学生认知世界、了解自我、探索乐趣。

　　不过，一项新的研究指出VR可能并不是教育的万能药，它也存在一些弊端。虽然目前目前科学还无法验证VR对视觉记忆到底产生什么样的影响，但为了提高VR教育的效率，还需要更谨慎筛选教学内容和方式。

　　进行这项研究的日本科研人员指出，VR教育需要考虑到人的许多特性，而且找出VR影响记忆的方式非常重要。

　　此前曾有研究显示，如果要对现有情境产生正确的反馈，则主动感知方式很重要。Held and Hein研究显示，在执行空间记忆任务中，主动感知的效果要好于被动感知，此外还有许多研究表明，在其他领域的记忆过程中也呈现相似的趋势。

　　不过，在虚拟环境中的感知研究结果却颇有争议，一些研究显示在虚拟环境中主动感知和被动感知的效果没有很大区别，很少有研究去探索VR头显中主动/被动感知对于记忆产生的效果，或是直接探究在VR头显上主动和被动观看对于记忆的影响。

　　面向VR教育中虚拟替身的实时运动数据采集需要有如下要求。

　　(1)易于使用的要求：鉴于VR教育环境的使用背景及使用频率，人体运动数据采集设备最好价格低廉且轻便易使用，避免被采集人的不适感，在环境中以及人体上都要布置尽量少的传感器。

　　(2)鲁棒性要求：价格能够被大众接受且轻便易使用的便捷运动采集设备获得的数据往往具有一定的噪声，因此算法要有较高鲁棒性。

　　(3)实时性要求：虚拟替身的运动须与用户实时同步，在进行场景互动时，动作延迟会严重影响学习和训练效果，因此人体运动数据采集方法需要有较高的实时性。

　　(4)真实感要求：展示的运动符合用户的实时动作，因此人体运动数据采集方法需要有较高精度，重定向到虚拟替身后具有较高的真实感，符合用户预期。

　　从上述4点要求来看，VR教育中虚拟替身的运动生成需要用价格低廉易使用的低精度采集设备实时获得高精度的人体运动。根据调研，VR教育环境中虚拟替身的运动生成还存在如下4点问题。

　　(1)采集的运动数据精度欠缺问题：便捷的低精度运动采集设备往往精度不足，获取的数据难以直接应用到虚拟替身。

　　(2)建立高精度运动数据库的成本问题：利用高精度数据库补偿低精度采集设备获取的数据是一种利用低精度设备获取高精度运动数据的常见方案，但是建立高精度运动数据库需要动用昂贵的动作捕捉仪，而且需要事先考虑好采集方案请专业采集人员进行采集，人力物力成本都居高不下。

　　(3)人体运动数据库缺乏通用性问题：由于运动的极大丰富性[10]，任何数据库都难以包含足够种类的运动，目前高精度运动数据库对低精度数据的补偿方案仍只能针对数据库已包含的特定运动类型精度提升。不同的VR教育环境需要不同的运动类型，也就需要不同的运动数据库，开发一套VR教育环境就采集一套数据库设计一套精度补偿方案，显然从人力物力上不允许。

　　(4)运动数据库对采集设备缺乏适应性问题：不同的VR教育项目有各自的应用环境和特点，从成本、环境、学习者特点等方面考虑需要不同的采集设备，即使同一VR教育案例在不同的场合下也可能需要不同的采集设备。例如VR消防安全教育这一案例，在科技馆内可以使用视频采集人体运动，但到了学校临时展览时由于背景复杂视频采集手段不适用，需要更换采集设备。当前基于高精度运动数据库的补偿方案只能针对事先设定好的采集设备进行补偿，当采集设备发生变化时需要重新建立数据库。

　　因此，为了探索主动和被动观看影片对记忆产生哪些不同影响，科研人员开始了实验，结果发现VR反而会干扰视觉记忆。

　　这组科研人员利用VR头显进行了一场实验，在实验中参与者会将观看一段360°VR视频，在其中将了解到关于鲁本斯和尼古拉斯两位艺术家的油画，接着会接受一个区分测试和一个记忆测试。(这个VR博物馆应用是由科研人员利用RICOH THETA 360°VR相机拍摄并制作完成，一共使用了来自WikiArt的60幅油画，他们将拍摄到的360°影片叠加在3D的画框上)

　　在区分测试中，参与者需要区分影片中两位艺术家的其他作品，也就是通过画家的风格去区分影片中没有的油画。而在记忆测试中，参与者需要区分影片中展示过的油画。接着在两周后，所有参与者需要再次接受同样的测试，以此来测试VR影片对记忆的长期效果。

　　科研人员分配了两个实验组，一组参与者在VR中浏览油画，而另一组则是观看VR头显投屏在平面显示屏上的画面(也就是一组人可以在VR中自由浏览，而另一组人没办法自由切换视角)。

　　将两组人员记忆测试的结果进行对比后，发现VR组成绩反而更差，这也是首次发现VR会干扰视觉记忆。出现这一情况的原因可能是，在VR中自由浏览尽管提升了画面逼真感和沉浸感，但同时也会让大脑产生疲劳，妨碍了视觉记忆的形成。

　　至于更具体的原因，科研人员总结了6个可能性：

　　1)进一步来讲，考虑到在VR中学习的环境和在平面屏幕中进行测试的环境并不一样，这可能是影响记忆力的原因之一。

　　2)主动欣赏可能不适合用来学习油画鉴赏，虽然在VR中的画面更加立体，但人们的容易重点放在欣赏它而不是了解其背后的知识点，因此找到适合在VR中学习的内容类型很重要。

　　3)在主动感知过程中，参与者观看油画的时间可能比被动观看的时间更短，因为在VR中你可以自由观看，并不受到限制。未来可以结合眼球追踪来了解参与者真正欣赏油画的时间，以此来探索VR对记忆的影响。

　　4)头部或者身体的旋转可能会影响在VR中的学习效果，因为如果幅度过大可能会引起视觉疲劳造成的不适，进而降低参与哲学系的效果。

　　5)VR的沉浸式空间可能会给参与者带来过多的认知负荷，从而降低学习效果。在两周后的测试中，参与VR体验的人反馈称，更记得体验时的情绪而不是影片的内容。

　　6)主动观看的过程可能会降低参与者放在电影内容中的注意力。比如对于从未体验过VR的人来讲，他们可能对VR本身更感兴趣而不是课程。

　　尽管人们对于VR作为教育工具的能力有很高期待，但教学材料对VR特性的考量也十分关键。因此，未来几年在VR课程开发上要更加考虑到人身体的特质。或许可以通过固定VR头显内的视角来提升学习的效率，而VR中自由移动的特性，更该应用于上手操作的领域。

　　接下来，科研人员将继续探索为什么在VR中自由探索会干扰记忆的形成，并为未来的VR教育提供优化的建议，避免产生干扰记忆的情况。

　　VR教室如同多年前的多媒体教室，将有可能在未来逐步普及，改良知识的传播方式，进一步激发学习者的创造力，并有助于设计思维的塑造。“只有你想不到，没有你实现不了”的VR超体验，将鼓励学生探寻一切新奇独特、别出心裁的灵感。在教育培训方面，我们一直希望，通过VR来改变生活，让生活更便捷，更美好。VR教育是一种新型的教育方法，有着广阔的发展前景，但目前VR教育仍然处于发展初期，在体现形式上还有许多问题。

　　来源：frontiers /青亭网