虛擬現(xiàn)實與GPT類人工智能融合：教育應(yīng)用開發(fā)的創(chuàng)新路徑

陳王興 祁蕓

摘要：該文研究了虛擬現(xiàn)實技術(shù)與GPT類人工智能在教育領(lǐng)域的融合應(yīng)用，并探討了其優(yōu)勢、可行性以及對教育的意義，分析了虛擬現(xiàn)實與GPT的特性及互補性，并介紹了它們在教育中的優(yōu)勢和可行性設(shè)計。此外，該文還探討了虛擬現(xiàn)實與GPT在多元文化教育、模擬實驗教學、職業(yè)技能培訓、自我學習和補充教育以及有特殊需求學生教育方面的應(yīng)用前景，強調(diào)了開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實與GPT類人工智能的教育應(yīng)用對于推動教育公平、提升教育質(zhì)量以及培養(yǎng)適應(yīng)未來社會的人才具有深遠的意義。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；GPT類人工智能；教育應(yīng)用；個性化教學

中圖分類號：G434? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）34-0129-03

開放科學（資源服務(wù)）標識碼（OSID）

0 引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)和GPT類人工智能的融合在教育領(lǐng)域具備劃時代的意義。虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其交互性、沉浸性和想象性的特點，創(chuàng)造出身臨其境的學習環(huán)境，而GPT類人工智能通過強大的樣本庫和個性化學習能力，提供精準而個性化的教學內(nèi)容和指導。兩者的結(jié)合實現(xiàn)了教育的全方位發(fā)展，打破了地域限制，提供了個性化教學和豐富互動的學習環(huán)境。這種創(chuàng)新探索不僅提高了教育的普及率和質(zhì)量，還培養(yǎng)了適應(yīng)未來社會的人才。因此，開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實與GPT類人工智能的教育應(yīng)用具有重要意義，將引領(lǐng)教育領(lǐng)域的深度革新和創(chuàng)新。

1 虛擬現(xiàn)實與GPT的特性及互補性

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特性

作為一種綜合多學科技術(shù)的先鋒教學模式，虛擬現(xiàn)實技術(shù)薈萃了顯著的交互性、沉浸性和想象性的優(yōu)質(zhì)特質(zhì)。交互性賦予用戶直接塑造及轉(zhuǎn)化虛擬環(huán)境的能力，同步享受系統(tǒng)的實時反饋，從而塑造了一種生動且符合邏輯的體驗模式。沉浸性讓用戶在模擬情境中宛如親身在場，觸動各類感官反應(yīng)，從而實現(xiàn)了深度參與的體驗。想象性則跳脫了現(xiàn)實世界的桎梏，創(chuàng)設(shè)和模擬超乎現(xiàn)實的各種場景，為學習者構(gòu)建豐富的知識體驗和技能培養(yǎng)的平臺[1]。

1.2 GPT類人工智能的特性

作為一種擁有強大創(chuàng)造力的AI，GPT系列的人工智能產(chǎn)品的特性主要彰顯在它的巨大樣本庫和模型架構(gòu)及采用的基于人類反饋的強化學習訓練策略，這讓GPT有能力在各個知識領(lǐng)域和場景中產(chǎn)生各式資源內(nèi)容，針對目標用戶需求生成符合其認知模式的內(nèi)容，提供精準而個性化的教學方案。人機協(xié)同訓練使GPT更加貼合人類的認知模式，理解用戶意圖，分析對話上下文，以生成邏輯嚴謹、內(nèi)容切題的連續(xù)性對話[2]。

1.3 二者的互補性

虛擬現(xiàn)實技術(shù)和GPT類人工智能在教育應(yīng)用領(lǐng)域展現(xiàn)出了各自獨特的特點，但二者卻能相互協(xié)同，產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過創(chuàng)造沉浸式、交互式的學習環(huán)境，讓學習者以直觀的方式理解復雜的概念和技能。同時，GPT類人工智能可以根據(jù)用戶的反饋和需求即時生成符合其認知的教學內(nèi)容和方案，實現(xiàn)高效、個性化的教學。此外，GPT類人工智能具備以超越人類的速度和規(guī)模生成教學內(nèi)容的能力，而虛擬現(xiàn)實技術(shù)提供了一個完美的平臺和環(huán)境，讓GPT的內(nèi)容以最直觀、生動的方式呈現(xiàn)給學習者，最大程度地發(fā)揮其價值。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)和GPT類人工智能的協(xié)同應(yīng)用催生了一種全新的教學模式，即智能化、個性化、情境化的教學。這種模式以學習者為中心，以需求為驅(qū)動，以情境為載體，以智能為支持，推動了教育的深度革新和創(chuàng)新[3]。

2 融合虛擬現(xiàn)實與GPT開發(fā)教育應(yīng)用的優(yōu)勢和可行性設(shè)計

2.1 優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)和GPT類AI的結(jié)合在教育應(yīng)用中形成了一種獨特的框架，超越了傳統(tǒng)教育方法的限制，解決了地域、設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等方面的限制，提高了教育的普及性和公平性。同時，這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)的應(yīng)用還提供高效、準確和個性化的教學服務(wù)，顯著提升了教育質(zhì)量和效率。

GPT類AI在教育轉(zhuǎn)型中扮演關(guān)鍵角色。它以超人的速度和規(guī)模生成教學內(nèi)容和題庫，并根據(jù)用戶反饋實時交互，生成適合的教學內(nèi)容和考試題目，提升了教學和考試效率。這一進步不僅減輕了教師和命題者的負擔，釋放出他們的時間和精力用于創(chuàng)新教學活動，同時GPT類AI還能進行半自動化和自動化的評判，提高了考試的速度和準確性。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的融入讓學習者能夠沉浸在真實、生動的學習體驗中，幫助他們更好地理解和掌握知識。通過模擬實際操作和場景的虛擬環(huán)境，學習者可以深入理解復雜的概念和技能。與此同時，GPT類AI可以根據(jù)學習者在虛擬環(huán)境中的行為和反饋，提供個性化指導和反饋，使學習過程更加目標導向。

結(jié)合虛擬現(xiàn)實和GPT類AI，教育考試的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本大幅降低。利用GPT類AI在現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施下實現(xiàn)教育考試的數(shù)字化轉(zhuǎn)型成本低廉。基于GPT類AI的在線考試可以全面記錄和評價學生的答題過程，實現(xiàn)過程性評價，更全面、客觀和公正地評估學生[4]。

2.2 可行性設(shè)計

在構(gòu)筑教育未來的戰(zhàn)略框架中，挑戰(zhàn)與機遇如影隨形，融合虛擬現(xiàn)實和GPT技術(shù)的應(yīng)用策略猶如一道曙光破曉。為保證這一策略的有效實施和可行性，提出以下策略。

精心設(shè)計和定制用戶體驗，初始步驟的成功與否在于這一點。以虛擬現(xiàn)實作為強大的學習平臺，打造出全方位、沉浸式的教育體驗。這種體驗在形式和內(nèi)容上完全模擬現(xiàn)實環(huán)境，構(gòu)建了一個無障礙的學習場所，供學生嘗試、探索和學習，這為學生提供了一個富有創(chuàng)新性和探索性的學習空間，有助于激發(fā)他們的好奇心和求知欲。

增強教學系統(tǒng)的自適應(yīng)能力。GPT技術(shù)在這方面發(fā)揮著決定性的作用，為開發(fā)智能教學系統(tǒng)提供強大的支持。這種系統(tǒng)能夠以卓越的靈活性和精確性回應(yīng)每個學生獨特的需求和能力。通過實時分析學生的學習反饋，智能教學系統(tǒng)可以自動調(diào)整教學策略和內(nèi)容，實現(xiàn)高度個性化的教學。

在自適應(yīng)教學系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，還需要保持系統(tǒng)的持續(xù)更新能力。教育是一個不斷發(fā)展和變革的領(lǐng)域，為了確保教育應(yīng)用程序的時代性和領(lǐng)先性，需要利用GPT的自我學習和改進能力，使教育應(yīng)用程序能夠滿足當前需求并適應(yīng)未來的變化。

在這個技術(shù)驅(qū)動的教育模型中，學生的隱私和數(shù)據(jù)安全是至關(guān)重要的問題。在設(shè)計和實施應(yīng)用程序時，需要充分考慮隱私保護和數(shù)據(jù)安全的問題，以防止學生的學習數(shù)據(jù)被濫用或泄露。

這一策略成功地將創(chuàng)新的VR技術(shù)和高效的GPT技術(shù)融合在一起，實現(xiàn)了更個性化、動態(tài)、安全和有吸引力的教育環(huán)境。這不僅標志著教育技術(shù)新篇章的開啟，也預示著即將邁入一個新的教育時代。

3 搭建流程與延展性思考

3.1 搭建流程

從3ds Max構(gòu)筑起復雜的三維模型，每一個元素都經(jīng)過細致設(shè)計，以契合虛擬場館的整體主題和設(shè)計語言。

隨著模型創(chuàng)建的完成，切換到Photoshop界面，開始對模型材質(zhì)的打造。每個模型的細節(jié)都經(jīng)過精心潤色，包括貼圖、顏色和光線，以營造出真實和引人入勝的視覺效果。

微課制作則轉(zhuǎn)向After Effects，利用其強大的視頻編輯和動畫制作能力，制作一系列簡短的教程。通過動畫和解說向用戶展現(xiàn)各種主題。然后，這些微課將嵌入虛擬場館中，為訪問者提供自我學習的機會。接下來，所有元素導入虛幻引擎，對模型進行組織和布局，從而創(chuàng)造出虛擬的3D場館。最后，接入ChatGPT的API key，這是讓AI成為教師的關(guān)鍵一步。GPT能夠根據(jù)學生的提問，從向量數(shù)據(jù)庫中提取信息，然后通過文本補全給出答案。這一步驟讓每個人都能在虛擬環(huán)境中享受個性化的教學體驗，從而提高學習效率和體驗。通過GPT為每個學生定制化題庫，確保針對性地驗收學生的學習成果。此步驟將GPT的強大分析和處理能力發(fā)揮到極致，不僅根據(jù)學生的學習進度和理解程度生成適合的試題，還可實時評估和調(diào)整問題難度，使學習檢測更精確、個性化，以此全面展現(xiàn)虛擬學習環(huán)境的優(yōu)勢。

3.2 未來應(yīng)用的更多方向

3.2.1 模擬真實環(huán)境

通過虛擬仿真技術(shù)，能夠為學生創(chuàng)建一個接近真實的藜麥種植環(huán)境，使學生有機會親身體驗并掌握藜麥種植的全過程，從而幫助他們理解和領(lǐng)會實際工作的復雜性和挑戰(zhàn)性。這種模擬環(huán)境能夠以較低的成本和風險提高學生的實踐能力和解決實際問題的能力。

3.2.2 增強教育吸引力

虛擬仿真技術(shù)可以實現(xiàn)動態(tài)、交互式的學習體驗，比傳統(tǒng)的教學方式更有趣味性和吸引力。學生可以在游戲化的環(huán)境中自主地學習和探索，從而更深入地理解和掌握知識。

3.2.3 共建共享，引導社會

通過虛擬仿真平臺，可以將教學資源數(shù)字化，實現(xiàn)資源的共建共享。這樣不僅能節(jié)省教學資源，還能擴大教學的影響范圍，讓更多的人受益。同時，通過網(wǎng)絡(luò)平臺可以聯(lián)合更多的社會力量，共同發(fā)揮勞動教育的引導作用，營造勞動教育的濃厚氛圍[5]。

3.2.4 開啟大學生勞動教育新思路

虛擬仿真技術(shù)的應(yīng)用為勞動教育提供了新的實施方式和思路。通過虛擬仿真平臺，大學生可以在學習和娛樂的過程中接觸并理解勞動的價值和意義，從而提升他們的勞動技能和勞動素養(yǎng)。這種方式更適合現(xiàn)代大學生的學習習慣和需求，有利于提升勞動教育的效果和影響力。

4 開發(fā)融合虛擬現(xiàn)實與GPT類人工智能教育應(yīng)用的意義

在日益數(shù)字化的世界中，教育方式正經(jīng)歷深刻變革，融合虛擬現(xiàn)實和GPT類人工智能的教育應(yīng)用具備劃時代意義。

這種應(yīng)用突破物理限制，實現(xiàn)無處不在的教育。用戶能夠隨時隨地，無論是家中、咖啡館，還是遠離國界的地方，都能享受一致且優(yōu)質(zhì)的教育體驗，這對于提高教育普及率尤其重要，尤其是對于那些地處偏遠或難以接觸到高質(zhì)教育資源的人們。

融合GPT的教育應(yīng)用實現(xiàn)個性化教學。AI老師可以根據(jù)每個學生的需求和進度進行個性化指導，為每個學生提供最適合他們的教學內(nèi)容和節(jié)奏。這種方法將極大地提高學生的學習效率和興趣，減少了不適合的教學方法所帶來的挫敗感，讓學生在享受學習過程中找到自己的節(jié)奏和興趣。

這種融合虛擬現(xiàn)實和人工智能的教育應(yīng)用提供了豐富而互動的學習環(huán)境。通過虛擬現(xiàn)實，學生可以沉浸在三維、動態(tài)元素豐富的環(huán)境中學習，更好地理解和記憶知識。通過人工智能，學生可以與智能教師互動，獲得及時的反饋和指導，提升學習效果。

融合虛擬現(xiàn)實和GPT類人工智能的教育應(yīng)用是未來教育的創(chuàng)新探索。它能讓更多人獲得優(yōu)質(zhì)教育，享受個性化教學，提高學習效率和興趣。這對于推動教育公平，提升教育質(zhì)量，培養(yǎng)適應(yīng)未來社會的人才具有深遠意義。

5 總結(jié)與展望

虛擬現(xiàn)實與GPT類人工智能的結(jié)合為教育帶來了巨大的潛力，革命性地改變了學習和培訓方式。通過虛擬環(huán)境的創(chuàng)造性運用和搭載GPT類人工智能的輔助系統(tǒng)，學生在獲得自主、協(xié)作、個性化的學習體驗的同時，也改善了遠程教育和遠程合作方式，為在線學習提供了更廣闊的機會。這種融合將持續(xù)推動教育的創(chuàng)新和進步，深入挖掘技術(shù)潛力，不斷提升虛擬現(xiàn)實的逼真度、交互性以及GPT類AI的智能化水平，將培養(yǎng)出適應(yīng)未來社會需求的人才，并成為教育領(lǐng)域創(chuàng)新發(fā)展的重要動力。

參考文獻：

[1] 李慧娟.探究虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育應(yīng)用的潛力、進展與對策[J].中國新通信，2022，24（20）：227-229.

[2] 包昊罡，王軼晰.ChatGPT背景下的基礎(chǔ)教育數(shù)字資源建設(shè)[J].中國基礎(chǔ)教育，2023（5）：39-42.

[3] 徐凌驗，關(guān)樂寧，單志廣.GPT類人工智能對我國的六大變革和影響展望[J].中國經(jīng)貿(mào)導刊，2023（5）：35-38.

[4] 徐光木，熊旭輝，張屹，等.ChatGPT助推教育考試數(shù)字化轉(zhuǎn)型：機遇、應(yīng)用及挑戰(zhàn)[J].中國考試，2023（5）：19-28.

[5] 陳永偉.作為GPT的GPT：新一代人工智能的機遇與挑戰(zhàn)[J].財經(jīng)問題研究，2023（6）：41-58.

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