開辟未來智慧教育新境界

趙沁平

將智慧教育置于科技革新和社會發(fā)展的大背景下，關(guān)注新技術(shù)與教育的雙向賦能，以促進(jìn)人的個(gè)性化成長和教育高質(zhì)量發(fā)展，既體現(xiàn)了教育以人為本的初心，又具有未來教育發(fā)展的戰(zhàn)略眼光。

廣義的虛擬現(xiàn)實(shí)，也就是常說的VR（Virtual Reality），包括增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)等，是學(xué)科高度交叉的科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，也是輻射性強(qiáng)大的應(yīng)用技術(shù)，將為人類的生產(chǎn)、生活、學(xué)習(xí)等帶來新模態(tài)和新變革。

運(yùn)用VR技術(shù)，可以構(gòu)建與現(xiàn)實(shí)世界高度近似的數(shù)字化環(huán)境，通過VR輔助設(shè)備，人們能夠獲得視、聽、觸覺等全新的多感知沉浸式體驗(yàn)，產(chǎn)生“身臨其境”的感覺。正因如此，VR也成為智慧教育的重要支撐技術(shù)，產(chǎn)生了一系列新的教育應(yīng)用，推動了教學(xué)內(nèi)容的三維可視化和教學(xué)過程的智能化，催生了新的教學(xué)模式。借助VR，學(xué)生能夠突破時(shí)空局限，不僅可以上天入地，還可穿越歷史，不僅可以觀察宏觀和微觀世界的各種奇景，還可進(jìn)行高危險(xiǎn)性和現(xiàn)實(shí)條件下不可能的實(shí)驗(yàn)操作。

教育部已批準(zhǔn)高校建設(shè)了300多個(gè)國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心，認(rèn)定了728門國家級虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)項(xiàng)目，虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)已經(jīng)成為智能技術(shù)支持下的新型教學(xué)模式。而且，隨著VR技術(shù)和AI技術(shù)的相互滲透，VR交互的智能化和內(nèi)容生產(chǎn)的智能化也得到了進(jìn)一步提升，營造出虛擬教室、虛擬實(shí)驗(yàn)、虛擬培訓(xùn)等應(yīng)用場景，為推行沉浸式、體驗(yàn)式和場景式學(xué)習(xí)提供了技術(shù)支持。要進(jìn)一步加強(qiáng)教育心理學(xué)和認(rèn)知心理學(xué)的理論、實(shí)證和實(shí)踐研究，研發(fā)符合學(xué)生成長規(guī)律和認(rèn)知規(guī)律的VR、AI等智慧教育教學(xué)系統(tǒng)，使其成為有基之廈、有根之樹，切實(shí)增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，提高教學(xué)成效。

從VR發(fā)展趨勢看，未來5到10年全球VR產(chǎn)業(yè)可能再次走強(qiáng)，并推動數(shù)字孿生技術(shù)的深度發(fā)展和應(yīng)用，為人類生產(chǎn)、生活創(chuàng)造新的信息化平臺，也為未來教育開辟新的境界。數(shù)字孿生由三部分組成：現(xiàn)實(shí)世界物理對象、與物理對象等同的虛擬對象，以及兩者之間的雙向數(shù)據(jù)通道。虛擬對象依據(jù)物理對象的歷史數(shù)據(jù)和實(shí)況數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)或及時(shí)地進(jìn)行相應(yīng)的更新演化，同時(shí)利用自身的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)，對物理對象全運(yùn)行過程進(jìn)行實(shí)時(shí)或及時(shí)的預(yù)測、控制。

數(shù)字孿生應(yīng)用使得物聯(lián)網(wǎng)連接對象擴(kuò)展為實(shí)物及其虛擬孿生，將實(shí)物對象空間與虛擬對象空間聯(lián)通，成為一種虛實(shí)混合空間，物聯(lián)網(wǎng)也將發(fā)展成為新一代的數(shù)字孿生網(wǎng)，從而大幅度提升各行業(yè)的運(yùn)行效能。“數(shù)字孿生網(wǎng)”也會成為未來智慧教育的“新基建”。要前瞻性地發(fā)展數(shù)字孿生網(wǎng)絡(luò)“新基建”，開辟未來智慧教育新境界。

人類即將進(jìn)入一個(gè)人機(jī)協(xié)同、跨界融合、共創(chuàng)分享的智能時(shí)代，期待全球教育界、科技界、企業(yè)界人士攜起手來，加強(qiáng)虛擬現(xiàn)實(shí)與數(shù)字孿生在智慧教育中的應(yīng)用研究與實(shí)踐，推動新技術(shù)與教育的融合創(chuàng)新，做好擁抱智能時(shí)代的準(zhǔn)備。

（本文來源于作者在“2021全球智慧教育大會”上的演講）