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。

1.2 虚拟现实教育应用的显著优势

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]。

1.3 虚拟现实教育应用的实践问题

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。

虚拟现实教育应用理论模型与场景

技术赋能教学需要以教育教学理论为指导，遵循学与教的基本规律，才能够发挥其最大的效力。教育系统的复杂性在于学习场景的多样性、动态性和自组织性。虚拟现实赋能教学需要以场景为抓手，找准技术赋能的发力点；以教育教学理论为指导，精心设计技术支持的教学活动和流程；以循证研究为导向，全面评估技术赋能带来的短期和长期效益。按照教育的不同类型，白皮书分别呈现了虚拟现实在基础教育、高等教育和职业教育领域应用的五大典型场景，剖析了这些典型场景背后的理论模型，以期为虚拟现实在教育领域的深入应用提供理论指导和实践指南。

2.1 虚拟现实支持的课堂探究学习场景

探究学习是中小学课堂教学中的重要环节。但受限于课堂时空有限以及探究所需条件的不足，课堂探究学习往往无法给每一位学生提供亲身体验、深入探究的机会。特别是科学探究中的实验环节，由于实验材料的限制或是实验安全的考虑，学生很难在有限的课堂时间内通过实验探究获得直接的经验，并据此主动完成意义建构。虚拟现实技术在课堂探究场景中的应用能够为打破课堂时空限制，支持每一位学生在课堂有限时间内亲身体验、深入探究提供机会。

案例简介：分子的特征（九年级化学）

本案例[11]是一堂探究复习课，课堂内容围绕分子的特征展开，依次复习了分子之间有间隔、同种分子的化学性质相同、不同种分子的化学性质不同三个重要知识点，并在此基础上进一步探究常见气体的检验。授课地点是在学校的多功能实验室，授课对象为九年级学生。

理论模型：体验式学习理论

体验式学习(Experiential Learning)由美国社会心理学家、教育家大卫·库伯(David Kolb) 提出，整合了杜威、班杜拉等人的教育思想，植根于自我效能感（self-efficacy）理论[12]。体验式学习强调个人经历或经验在学习过程中的重要作用，认为学习是通过经验的转化而创造知识的过程，非常重视学习者的主动性、参与性以及直观感受和体验，强调通过具体的体验和反思活动来掌握知识和技能[13]。体验式学习圈模型包括：具体体验—观察反思—抽象概念—积极实践四个循环的学习阶段[14]。

虚拟现实技术在帮助学习者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颇具优势[15]。在本案例中，“放飞孔明灯”这种在课堂环境无法完成的体验活动，以及“验证液氧的化学性质”和“检验氧气与二氧化碳”这两个在传统课堂只能通过观看视频或教师演示进行的实验都可以通过虚拟现实技术的支持实现让每个学生亲身体验和参与。

教学内容和过程设计：

首先，学生用3D交互课件模拟放飞孔明灯，完成 “放飞孔明灯”实验，从宏观现象中体验分子间隔的改变，深入理解“分子之间有间隔”这一基本知识点。3D交互课件不仅让现实世界不可能完成的“放飞孔明灯”这一任务变得可能，还有效地避免了在真实世界放飞孔明灯带来的安全隐患。

其次，学生用3D交互课件验证液氧的助燃性，完成“验证液氧的化学性质”实验，通过在虚拟环境中动手操作和观察，验证“同种分子的化学性质相同”这一科学猜想。由于液氧的不易获得性，传统课堂学生只能通过观看视频获得间接的学习经验，3D交互课件为学生通过亲自动手操作获得直接的学习经验提供了机会。

再次，学生用VR仿真交互课件检验氧气和二氧化碳的性质，利用VR头显设备和交互手柄在360°拟真的实验环境完成“检验氧气与二氧化碳”实验，理解“不同种分子的化学性质不同” 这一基本知识点。在传统的实验教学中不可能大批量制取氧气和二氧化碳，学生只能通过观看教师演示，无法亲自动手实践，但利用VR仿真交互课件，每一名学生都能身临其境做实验，获得直接的学习经验。

最后，学生用央馆虚拟实验创编系统，编辑 “未知气体的探究”实验，检验氮气、氧气与二氧化碳的性质。学生通过做中学，体验“发现问题（矛盾）—分析实验现象—解释现象”的过程，建立“观点、证据和结论之间的逻辑关系”。虚拟实验创编系统为学生设计实验方案、验证实验猜想、修正实验方案等提供了可能，也大大节约了传统实验室中实验设计带来的繁琐的实验器材和用品的准备、整理时间。

教学效果评价：

本案例充分利用央馆虚拟实验资源，在30分钟内层层深入，递进式地引导学生完成“放飞孔明灯”、“验证液氧的化学性质”、“检验氧气与二氧化碳”、“检验氮气、氧气与二氧化碳”4个实验，并在最后一个实验里实现对现有知识的综合运用和拔高。可见，虚拟实验支持的课堂教学能够缩短实验时间，支持学生在课堂上有限的时间内进行了多个实验方案的验证，大大提高了实验教学的课堂容量和质量。同时，虚拟实验解决了真实实验中实验仪器不足、药品种类缺乏的问题，减少了老师准备实验器材的繁琐和难度，降低了实验成本，增加了学生动手实践和重复验证的机会。

完整（虚拟现实教育应用白皮书）来源于公众：百家全行业报告

内容摘要如下：

（本文仅供参考，不代表我们的任何投资建议。如需使用相关信息，请参阅报告原文。）

本报告总计：49页。

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