虚拟现实技术在教育领域应用的国内外现状

纵观全球，虚拟现实技术在教育领域中的应用，有2个开发者生态最具代表性，分别为Unity和Roblox。

Unity是实时3D互动内容创作和运营平台。Unity平台提供一整套完善的软件解决方案，可用于创作、运营和变现任何实时互动的2D和3D内容，支持平台包括手机、平板电脑、PC、游戏主机、增强现实和虚拟现实设备。截至2021年，Unity应用每月的下载量超过50亿次，全球月活跃Unity用户超过150万人，Unity创建和运营业务所触达的全球平均月活跃玩家数量超28亿。在Google Play和Apple应用商店上排名最靠前的1000款游戏中，53%都是用Unity创作的；国内95%以上的高职和高校的虚拟现实课件采用Unity开发完成。

Roblox是世界最大的多人在线创作游戏，是更加面向青少年的创作者社区。Roblox的开发者主要为高中生和大学生，使用者以中小学生为主。2022年第三季度，每天使用Roblox的用户为5880万人，月活跃创作者超过了400万人、线上由玩家和开发者创作的地图超过了4000万款。

我们可以看到，随着信息技术的发展，虚拟现实技术正在从游戏领域逐渐向教育领域渗透，但还没有能够实现真正地对标教材，产生成体系的广泛应用。我们可以类比PPT（Office/WPS）技术对纸质教材的成体系化的升级换代。在未来几年，如果创作工具可以简单到让大多教师和学生都能使用，则可以预测基于虚拟现实技术的互动世界将成为更多学科类和跨学科类的首选教学资源和手段。我们也可以称之为教育元宇宙。

在过去的很多年，素质教育一直被提出，但没有很好地落地，原因是缺少一个面向全年龄段的、学以致用的、鼓励创造的环境。现实世界中的项目很难在短期内由学生独自完成，然而虚拟现实技术可以让教师和学生共同创造属于自己的个人项目，为项目式学习提供了最佳的创造工具和仿真环境。笔者认为，虚拟现实技术是开展素质教育的土壤。

基于国产语言的虚拟现实创作工具

笔者选取了帕拉卡（Paracraft）——一款国产的、自主原创的、可以对标Unity和Roblox的虚拟现实创作工具——简要分析虚拟现实技术在教育数字化转型中的研究与实践成果。

帕拉卡是一款面向教师和学生的3D虚拟现实创作工具，其教学研发以“为创意而教，为创作而学”的理念，以激发好奇心驱动学生学习动力为宗旨，运用PBL教学方法，以解决问题为导向，引导学生自主探索解决方法，提高学生的自主学习能力，多学科知识融合，促进学生跨学科知识运用的能力。帕拉卡是完全中国自主原创和开源的工具，内置3D建模、3D动画、沉浸式编程与调试、CAD建模、虚拟仿真、GIT云端版本控制、多人协作等功能，可以研发从青少年个人编程项目到百万行代码的大型商业化App。帕拉卡提出要建立“基于个人成长档案的在线学习平台”，即构建面向素质教育的基础设施，为教育的数字化转型建立开发者生态。笔者认为，如果说应试教育的核心是中考、高考的总分数，那么素质教育的核心应当是创造属于自己的作品，素质教育的评估应该是基于学生成长过程中所有个人作品的评估，即个人成长档案。目前帕拉卡教育元宇宙提供的服务为3个教育应用+1个开发者生态。（如图）

在过去的数十年，国家已经建立了非常完善的教育基础设施，包括：课程（教材）、教室（学校）、考题（练习题库）、教学与评分（师资和中高考录取机制）。帕拉卡对应素质教育的基础设施开发了四项功能：虚拟现实课件平台、虚拟仿真环境、个人成长档案、师徒系统。

首先，虚拟现实课件平台是为了建设素质教育所需的虚拟现实类的项目式课程。这是素质教育最前置的基础设施，等同于传统教育中教材与课程的地位。

其次，在传统教学中，鉴于项目的周期、难度等，每学期可能只能开展一到两个项目，且无法覆盖所有学科，唯有建立虚拟仿真环境，才能让用户的作品得到反馈和验证，让用户在小学到大学学习中的所有项目覆盖到相应知识。

再次，个人成长档案是用户所有2D和3D的数字作品、自我评价、他人评价的集合，需要记录在区块链上，保证时间上不可作弊，内容上可以溯源。

最后，师徒系统是为了建立素质教育情境下的师生关系，其主要作用在于：基于个人成长档案的数据分析，提供多维度、可搜索的教师和学生的人才库；构建基于自主学习+项目式学习的在线师生关系，让优秀的教师（学校）和学生之间可以双向选择；构建大学生家教平台，倡导高年级学生教低年级学生，让人人可以当老师，让当老师成为一种重要的学习体验；向社会（国家、高校、企业）输出多维度、可信任、可搜索、可溯源的学生档案，解决招人、用人、就业等社会合作需求。

虚拟现实课件应用分析

现有的智慧教育开发工具主要存在哪些问题呢？

1.国内的大部分在线课程内容还是传统的PPT+说课视频的模式，很难让学生保持兴趣和自主学习。
2.国内的高等教育和职业教育的虚拟现实课程，超过95%使用Unity等国外的商业化开发工具制作，大都没有付费，存在版权风险。

3.大多数基于Web3D的虚拟现实课件需要下载国外的软件运行环境和大量美术资源才能浏览课件，每节课首次加载需要2～10分钟，访问效率比传统的视频低很多。

4.学生和教师需要掌握Unity、Autodesk Maya等大量国外工具才能开发出课程。对非计算机专业的学生来说学习门槛高，且很多教师会选择外包课程制作给第三方公司，但是缺点是自己无法像使用PPT一样自由更改，往往课程的效果与教师的期望不一致。

5.国内成千上万所学校研发的虚拟现实课件中的3D教学素材资源无法在学校之间共享，不同学校在重复开发网上的课程，相互无法借鉴，造成大量人力资源的浪费，不便于课程的迭代开发。

那么，我们需要构建什么样的虚拟现实课件平台呢？

1.我们所构建的虚拟现实课件平台，可以让用户创作任意复杂的3D动画和3D程序，非常适合开发生动的自主学习的虚拟现实课件。

2.我们所构建的虚拟现实课件平台，是完全自主知识产权的。国产编程语言研发的虚拟现实创作平台最好是开源平台，以取代Unity、Autodesk Maya等工具的独特定位。

3.我们所构建的虚拟现实课件平台，其课件需要能够发布到互联网，并包含AI互动教学系统。基于流媒体、VR等提供技术让虚拟现实课程在手机微信、电脑浏览器、VR设备上可以1秒打开。

4.我们所构建的虚拟现实课件平台，在初期会为教师和学生提供创作工具的在线课程，使其在一到两周内可以快速掌握并开始创作属于自己的作品或虚拟现实课件。

5.我们所构建的虚拟现实课件平台，教学素材资源是可以共享的。用区块链技术保护所有历史版本的知识产权，并让用户永远可以站在巨人的肩膀上创作。

综上所述，项目式学习与自主学习是素质教育的主要形态，我们需要为学生提供能够激发创造力和想象力的虚拟现实环境，提供在家中可以点评和鼓励学生自主学习的在线教师，提供丰富的覆盖全学科和跨学科的课程内容，提供基于项目和个人成长档案的评价机制。

虚拟现实技术的应用是教育技术发展的一个飞跃。它营造了自主学习的环境，由传统的“以教促学”的学习方式变为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式，打破了空间、时间的限制。我们有理由相信，虚拟现实技术未来所带来的效果一定会不同凡响，并给教育技术领域带来翻天覆地的变化，助力学校教育主阵地建设和教育高质量发展。