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本文编写：尔瑞；zSpace案例翻译：Diana Qi；审校：Zoe.
近日，微软与教育部合作，正式启动高校及中高职院校VR实验室建设项目，早前微软也宣布会和 Pearson 等教育公司合作开发更多使用 MR 辅助教学的课程。而略显遗憾的是AR/VR在现实生活中的运用因为技术壁垒和场景需求并未得到很好落地，只是形成一种概念。VR+游戏的模式也在探索中。然而VR/AR在教育的运用中崭露头角，微软在教育行业的布局将AR/VR在实际教育情境中的落地再次放进人们视野中。
首先让我们来简单回顾一下什么是VR、AR以及MR。
VR英文全称Virtual Reality,意指虚拟现实。从字面意思来讲，眼睛通过VR眼镜等头显设备看见的情景是完全虚拟的，视觉与现实环境相隔离。比如带上眼镜即可立即体验坐过山车的视觉感受，并随着逼真的场景发出啊啊的尖叫声。
图片来源：百度图片
AR英文全称Augmented Reality，意指增强现实。它在真实物理世界的基础上通过设备增加虚拟数字画面，但这个虚拟的画面在真实世界并不存在，因此你无法通过走近或离远来感知这个虚拟画面变大或变小。虚拟数字画面不仅可以是二维信息，也可以是3D立体的（如微软HoloLens全息眼镜设备）。之前火爆的Pokemon Go游戏让成群结队的年轻人在大街上竞相追逐皮卡丘，就是AR的应用之一。
图片来源：百度图片
▲ 小编用Microsoft Surface自带的“混合现实查看器”（这里感觉就是AR）试了只3D鸭子，远观时发现鸭子相较于旁边的南方黑芝麻糊竟然变大了。说明AR的虚拟数字信息并不随着距离远近被感知大小。
稍显陌生的概念应属MR。MR的全称有两种，一种是Mixed Reality（混合现实），一种是Mediated Reality(介导现实)。“混合现实”可当作是和AR/VR同一层级的概念，“包括增强现实和增强虚拟，指的是合并现实和虚拟世界而产生新的可视化环境。在新的可视化环境里物理和数字对象共存，并实时互动”。它将AR和VR的优点结合，避免AR的视觉受限（透过设备屏幕看见画面的范围小），以及弥补VR不能与真实世界互动的遗憾。如之前炫酷的体育馆观鲸，采用3D全息投影技术，不用戴头显设备，借助投影设备即可裸眼看到巨像。虚拟却存在于物理世界，可裸眼判断远近。
图片来源：互动百科
不过制作此视频的Magic Leap公司在获谷歌和高通投资后并未公开展示自己的技术，坊间传闻此条视频可能有电影特效参与，这也说明真正实现Mixed Reality还有段路要走，不过AR/VR的发展会不断趋向对Mixed Reality的探索。
Mediated Reality（介导现实）是相对于AR/VR、Mixed Reality（混合现实）更上位抽象的概念，它是一个连接物理现实和虚拟现实的介导连续体，在这个连续体上，物理现实和虚拟现实所占比例各不相同。根据虚拟现实的轻重程度，连续体的中间部分可分为轻量级AR（通过某软件拍照，画面上显现时间地点）、中量级AR（类似微软HoloLens智能眼镜）和重量级AR.
AR、VR和介导现实的关系（图片来源：知乎《VR、AR和MR的区别》）
小结：一句话说清AR、VR 与 MR 的区别：
AR 增强现实 (Augmented Reality) ：在使用者的现实世界叠加数字创建的内容。
VR 虚拟现实 (Virtual Reality)：阻挡现实世界，为使用者创建一个全数字化、身临其境的体验。
MR 混合现实 (Mixed Reality)：在使用者的现实世界叠加您可以与之互动的数字创建内容。
中量级AR应用：Microsoft HoloLens (图片来源：知乎《VR、AR和MR的区别》)
接下来让我们来看看最新的用于教学的AR/VR技术。
AR、VR、MR 在教育训练方面的应用可分成三大块:
教育 (Education): 传授知识，包含学校教育及职场教育。
训练 (Training): 职能或技能训练，包含学校及职场。
效能支持 (Performance Support): 在需要的时刻提供相关重要资讯，以协助完成工作，通常可以与前项搭配运用。
具体案例研究: AR/VR技术助力STEM教学
工具：zSpace（中量级AR应用）
前沿：AR/VR技术的发展与应用是近些年来的热门话题。关于AR/VR技术如何应用于教育领域，不少的公司已经进行了相应的尝试，本文将以美国zSpace公司为例介绍AR/VR技术在STEM教育中的应用。在实际的教学中，学校往往面临实验室空间不足，实验材料和实验成本过高的挑战，AR/VR技术基础上建立的STEM实验室不失为一种可能的解决方式。学生们可以两两一组在使用AR技术的设备上进行实验，成本低且无危险性。
美国zSpace是一家为学校和教育机构提供AR硬件和终端以及配备的软件、课件的公司，目前已经在全球多个国家和地区的学校提供服务，其中包括中国的三所中小学。此外，zSpace还成立了专门的STEM实验室，每实验室标配12名学生一位老师，帮助学生更好地学习数学、物理和生物等课程。
纽约Plainview-Old Bethpage中央学区引入了zSpace公司的技术，该技术允许学生在广阔并可交互的虚拟世界创造、测试和实验。在2014-2015学年期间，学生们在zSpace的STEM实验室学习了各种科学概念。实验室由一系列AR / VR系统组成，每个系统都配备了一套单独的电脑和VR显示器，并配备有触控笔，帮助学生操纵虚拟3D物体，加强学习体验。软件内容涵盖生命科学、物理学和工程学。
目前，在使用技术第一学年的最后阶段，老师和教学管理者认可zSpace带给学生们前所未有的学习热情，这促进了学生们更深入、更专注地学习STEM课程。
“我喜欢zSpace的部分在于它的合作学习方式，” 课程和指导助理总监Jill Gierasch说，“两位学生，一位手持手写笔，一位戴上眼镜设备，就可以一起上课来解决问题。使用这样的设备来学习研究技能是前所未有的。”
而且，相比以往的一般课堂学习，虚拟实验尽可能地带来了更加先进的学习方式。
比如，六年级学生使用一种叫做“富兰克林实验室”的zSpace软件，进行电路板相关的实验。然后，他们把实验中获得的技能转换到现实中，在学校里的科技商店设计了自己的电路板。 学生随后返回zSpace，进一步提升他们的设计。若在现实生活中进行实验，他们所使用的技术和材料成本极高，甚至充满危险。
一位美国大学预修物理课程老师Jordan Pekor，能够与他的高中学生一起进行实验。在过去，他没有时间去做这件事。 “你可以在42分钟内完成更多的课堂学习内容。在传统时间框架内，很多实验是不可能完成的 。然而，现在你可以在zSpace软件上设置，学生们进来就可以直接开始实验。”
学生们能进行深度参与和研究，而且时间和经费都大大缩减，这改变了Plainview学生的学习方式。正如一位学生所说：“能够亲眼看到哪些有效，哪些无效。每个人都在学习，并且能一起学习。”
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文章参考：
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