未來(lái)教室什么樣？AI+VR重構(gòu)教育新范式

VR+教育正在成為未來(lái)教育發(fā)展的主流方向，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)改變傳統(tǒng)的知識(shí)傳授方式。

文｜田豐瑞（實(shí)習(xí)記者）

ID | BMR2004

課堂上，學(xué)生戴上VR眼鏡，置身于《清明上河圖》所描繪的宋代市井之中，感受畫作中的繁忙景象，學(xué)生不僅可以在虛擬空間中自由探索、拆解與重建魯班鎖，還可與虛擬角色魯班互動(dòng)，聆聽起源故事。同時(shí)，課程通過(guò)模擬物體正投影過(guò)程，讓學(xué)生在虛擬界面上繪制三視圖……這些都是淄博齊盛高級(jí)中學(xué)創(chuàng)設(shè)的沉浸式VR智慧課堂。除了在課堂之中，校園中也開設(shè)了VR虛擬場(chǎng)景，虛擬實(shí)踐遍布整個(gè)校園。

近日，教育部等5部門聯(lián)合發(fā)文稱，到2026年，虛擬現(xiàn)實(shí)在經(jīng)濟(jì)社會(huì)重要行業(yè)領(lǐng)域要實(shí)現(xiàn)規(guī)模化應(yīng)用。當(dāng)前，全球VR教育市場(chǎng)正穩(wěn)步擴(kuò)張，作為一種新的教育形態(tài)，VR與3D教育具有更加形象、直觀，更容易引發(fā)學(xué)生關(guān)注并激發(fā)學(xué)習(xí)興趣等優(yōu)勢(shì)。VR+教育正在成為未來(lái)教育發(fā)展的主流方向，通過(guò)沉浸式體驗(yàn)改變傳統(tǒng)的知識(shí)傳授方式。當(dāng)前，在技術(shù)突破與政策引導(dǎo)的雙重推動(dòng)下，VR+教育正從概念走向?qū)嵺`，其成功應(yīng)用能夠?qū)⒊橄笾R(shí)可視化、高危實(shí)驗(yàn)安全化、微觀現(xiàn)象直觀化。

新一代人工智能正在全球范圍內(nèi)蓬勃興起，山東建筑大學(xué)教授、國(guó)家建筑工程及裝備虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心主任陳清奎在2025世界VR產(chǎn)業(yè)大會(huì)科駿生態(tài)論壇中發(fā)表主題演講，解讀了“VR+教育”發(fā)展的三個(gè)方面：第一，虛擬現(xiàn)實(shí)正在走向成熟，中小企業(yè)也進(jìn)入到這個(gè)行業(yè)中；第二，虛擬現(xiàn)實(shí)拓展了人們的感知能力，在學(xué)習(xí)上我們可以去聽、去想、去操作；第三，VR技術(shù)改變了產(chǎn)品形態(tài)與服務(wù)模式，意味著老師的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法、教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)模式，學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性都將發(fā)生改變。

01

AI+VR賦能傳統(tǒng)教學(xué)

當(dāng)前，教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型加速推進(jìn)，傳統(tǒng)教學(xué)模式在知識(shí)傳遞效率、場(chǎng)景體驗(yàn)感等方面的局限性日益凸顯，如何突破時(shí)空限制、提升教學(xué)的直觀性與互動(dòng)性，成為教育創(chuàng)新的重要課題。

AI與VR技術(shù)的融合正深刻改變傳統(tǒng)教學(xué)模式，為教育領(lǐng)域打造全新樣態(tài)。陳清奎稱，在教學(xué)應(yīng)用中，VR憑借三維可視化與3D情景體驗(yàn)，構(gòu)建起沉浸式教學(xué)環(huán)境，支持師生自主操作，教師可根據(jù)知識(shí)點(diǎn)策劃多樣化三維呈現(xiàn)形式，教學(xué)環(huán)節(jié)既支持單人開展，也能實(shí)現(xiàn)多人協(xié)同。借助這一技術(shù)，教師能將任意知識(shí)點(diǎn)精準(zhǔn)“搬”進(jìn)課堂，同步覆蓋學(xué)生的手機(jī)、電腦、教材等多終端，帶領(lǐng)學(xué)生走進(jìn)真實(shí)應(yīng)用場(chǎng)景。以往傳統(tǒng)教學(xué)中難以呈現(xiàn)的場(chǎng)景內(nèi)部?jī)?nèi)容，嚴(yán)重影響了教學(xué)效果，如今依托VR技術(shù)可以有效突破，讓教學(xué)知識(shí)點(diǎn)更完整、清晰地呈現(xiàn)。

目前，VR與AI技術(shù)已成功結(jié)合并落地出了多種課程。陳清奎介紹道，在課程智能體大模型中實(shí)現(xiàn)的“1+3”架構(gòu)：“1”即DeepSeek大模型提供的生成式文本，“3”則是在此基礎(chǔ)上新增的VR資源、課程智能體、知識(shí)圖譜，區(qū)別于傳統(tǒng)大模型僅輸出文字的局限，這樣的結(jié)合能精準(zhǔn)推送與提問(wèn)者需求匹配的VR資源，點(diǎn)擊即可使用，真正融合了人工智能的高效性與可視化的直觀性。

針對(duì)教育數(shù)字化，陳清奎還提出了VR教學(xué)“理實(shí)虛用”理念，以理論教學(xué)為基礎(chǔ)，涵蓋專業(yè)基礎(chǔ)課、專業(yè)課、基礎(chǔ)課，結(jié)合實(shí)踐技能培養(yǎng)，融入車間、裝備、工作過(guò)程等真實(shí)應(yīng)用形態(tài)，開發(fā)出區(qū)別于數(shù)字孿生的三維可視化、可互動(dòng)的VR孿生教學(xué)系統(tǒng)。這些教學(xué)軟件已部署至云平臺(tái)，教師與學(xué)生可借助VR云平臺(tái)資源，結(jié)合VR教室、VR實(shí)訓(xùn)室，打造VR+在線教學(xué)、VR+自主學(xué)習(xí)等多元教學(xué)場(chǎng)景，將VR技術(shù)與產(chǎn)業(yè)一線內(nèi)容深度融入教學(xué)，推動(dòng)教學(xué)資源全面覆蓋課堂教學(xué)、實(shí)訓(xùn)教學(xué)、教材開發(fā)與自主學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)，最終構(gòu)建起教、學(xué)、習(xí)一體化的終身學(xué)習(xí)生態(tài)。

這種AI+VR的教學(xué)新樣態(tài)不僅革新了知識(shí)傳遞方式，讓學(xué)習(xí)更生動(dòng)高效，更能培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力與創(chuàng)新思維，為教育高質(zhì)量發(fā)展注入強(qiáng)勁動(dòng)力，也為終身學(xué)習(xí)體系的構(gòu)建提供了可落地的技術(shù)路徑與實(shí)踐范式。

02

基于VR云平臺(tái)的教育數(shù)字化解決方案

當(dāng)前，國(guó)家明確要求教學(xué)場(chǎng)景需涵蓋學(xué)校教室、虛擬課堂和企業(yè)車間，而傳統(tǒng)教學(xué)模式在實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)時(shí)面臨諸多局限，例如學(xué)校教室缺乏與企業(yè)的深度聯(lián)動(dòng)，虛擬課堂難以構(gòu)建沉浸式體驗(yàn)，企業(yè)車間的大型設(shè)備、場(chǎng)地及耗材成本更是學(xué)校難以承擔(dān)的。正是基于這一現(xiàn)狀，VR云平臺(tái)解決方案應(yīng)運(yùn)而生。

在教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型的浪潮中，打造一套基于VR云平臺(tái)的教育數(shù)字化解決方案十分有必要。通過(guò)豐富的VR平臺(tái)與多元教學(xué)場(chǎng)景的深度融合，將VR技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用于課堂教學(xué)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)，有效破解傳統(tǒng)教學(xué)場(chǎng)景難以滿足國(guó)家教育發(fā)展需求的痛點(diǎn)。

陳清奎介紹，在學(xué)校教室場(chǎng)景的改造中，以“校企產(chǎn)教融合”為核心思路，聯(lián)合企業(yè)共同開發(fā)適配教學(xué)需求的VR資源，并將這些資源集中部署于云平臺(tái)。通過(guò)VR設(shè)備的接入，傳統(tǒng)教室得以轉(zhuǎn)型升級(jí)為VR教室，讓學(xué)生在課堂上就能接觸到企業(yè)真實(shí)的生產(chǎn)理念與技術(shù)內(nèi)容，打破了校企教學(xué)資源的壁壘。

針對(duì)虛擬課堂，可以依托云平臺(tái)的便捷性，實(shí)現(xiàn)多終端接入——學(xué)生只需通過(guò)手機(jī)、電腦等設(shè)備登錄平臺(tái)，即可進(jìn)入沉浸式的虛擬教學(xué)環(huán)境。無(wú)論是理論知識(shí)的可視化講解，還是復(fù)雜流程的模擬演示，都能在虛擬課堂中高效完成，解決了傳統(tǒng)線上教學(xué)互動(dòng)性差、體驗(yàn)感弱的問(wèn)題。

而在企業(yè)車間場(chǎng)景的模擬上，創(chuàng)新性地提出了“生態(tài)場(chǎng)景沉浸式”理念。考慮到學(xué)校普遍存在場(chǎng)地有限、資金不足、耗材成本高的問(wèn)題，無(wú)法引入企業(yè)真實(shí)的大型生產(chǎn)線，可以通過(guò)技術(shù)手段開發(fā)生產(chǎn)場(chǎng)景過(guò)程模型，搭配互動(dòng)系統(tǒng)與VR孿生生產(chǎn)教學(xué)系統(tǒng)，將企業(yè)車間“搬”進(jìn)學(xué)校。以世界先進(jìn)的青島港口集裝箱碼頭為例，其無(wú)人化作業(yè)場(chǎng)景被完整構(gòu)建成VR孿生系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)觸控屏操作，既能整體觀察碼頭的運(yùn)作流程，也能聚焦局部細(xì)節(jié)深入學(xué)習(xí)，全方位掌握無(wú)人化生產(chǎn)的核心技術(shù)。

基于VR云平臺(tái)的教育數(shù)字化解決方案，通過(guò)對(duì)學(xué)校教室、虛擬課堂、企業(yè)車間三大教學(xué)場(chǎng)景的創(chuàng)新改造，真正實(shí)現(xiàn)了教育資源的優(yōu)化整合與教學(xué)模式的革新，為培養(yǎng)適應(yīng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展需求的高素質(zhì)人才提供了有力支撐。

03

VR賦能發(fā)展實(shí)訓(xùn)教學(xué)與技術(shù)落地

VR的發(fā)展也可以賦能實(shí)訓(xùn)教學(xué)領(lǐng)域。陳清奎介紹，目前實(shí)訓(xùn)教學(xué)主要分為三個(gè)核心階段，各階段層層遞進(jìn)，兼顧實(shí)操體驗(yàn)與成本控制，實(shí)現(xiàn)高效教學(xué)目標(biāo)。

第一階段是VR孿生教學(xué)軟件應(yīng)用，此階段核心是借助VR孿生教學(xué)軟件開展教學(xué)，在教學(xué)設(shè)計(jì)與教學(xué)策劃上，充分發(fā)揮VR孿生技術(shù)優(yōu)勢(shì)，軟件內(nèi)的操作流程、界面展示與真實(shí)設(shè)備完全一致，讓學(xué)習(xí)者能在虛擬環(huán)境中提前熟悉真實(shí)設(shè)備的操作邏輯與方法。

第二階段是半實(shí)物模擬教學(xué)，進(jìn)入半實(shí)物教學(xué)階段，學(xué)習(xí)者可直接接觸到真實(shí)的操作面板。通過(guò)投入幾萬(wàn)元搭建的半實(shí)物裝置，模擬真實(shí)設(shè)備的操作過(guò)程。不足之處在于該階段操作所產(chǎn)生的結(jié)果為虛擬呈現(xiàn)。

第三階段是半實(shí)物仿真教學(xué)，推出了VR版教材，采用便捷的二維碼形式，學(xué)習(xí)者只需用手機(jī)掃描教材上的二維碼，就能快速獲取VR教學(xué)內(nèi)容，打破傳統(tǒng)教材的局限，實(shí)現(xiàn)沉浸式學(xué)習(xí)。同時(shí)，開發(fā)的數(shù)字教材也具備類似功能，同樣能為學(xué)習(xí)者提供豐富的數(shù)字化學(xué)習(xí)資源，滿足不同場(chǎng)景下的學(xué)習(xí)需求。

在實(shí)訓(xùn)教學(xué)環(huán)節(jié)，陳清奎以新能源汽車教學(xué)為例，秉持“虛擬+真實(shí)”的理念，將VR技術(shù)與實(shí)訓(xùn)車間的真實(shí)設(shè)備相結(jié)合。在傳統(tǒng)教學(xué)中，學(xué)校難以承擔(dān)大量汽車的采購(gòu)與拆裝成本，且真實(shí)汽車拆裝后復(fù)用性低。而通過(guò)VR教學(xué)系統(tǒng)，學(xué)生可以反復(fù)進(jìn)行汽車拆裝模擬實(shí)訓(xùn)，熟悉每一個(gè)零部件的結(jié)構(gòu)與安裝流程，再結(jié)合真實(shí)設(shè)備進(jìn)行實(shí)操，既降低了教學(xué)成本，又大幅提升了實(shí)訓(xùn)效果。

當(dāng)前，VR+教育的發(fā)展也存在很多相應(yīng)的問(wèn)題和困境，陳清奎說(shuō)：“以前最頭疼的是VR資源開發(fā)，制約了VR技術(shù)在各個(gè)行業(yè)的應(yīng)用。現(xiàn)在我們借用零代碼的VR開發(fā)平臺(tái)，可以解決痛點(diǎn)難題。”

例如VR技術(shù)可以運(yùn)用在職業(yè)技能培訓(xùn)領(lǐng)域，在消防操作員培訓(xùn)中，將消防操作員培訓(xùn)的全部?jī)?nèi)容及考試相關(guān)內(nèi)容整合并上傳至云平臺(tái)。借助云平臺(tái)的模擬功能，學(xué)習(xí)者可以在虛擬環(huán)境中進(jìn)行真實(shí)的消防操作模擬訓(xùn)練，熟悉各類消防設(shè)備的使用方法、火災(zāi)場(chǎng)景應(yīng)對(duì)流程等。經(jīng)過(guò)充分地模擬操作訓(xùn)練后，學(xué)習(xí)者在實(shí)際考試中的真實(shí)操作能力顯著提升，消防操作員實(shí)操考試通過(guò)率得到大幅提高。

VR教育仍在探索中前行，但不可否認(rèn)的是，它已為教育注入了前所未有的活力與想象。未來(lái)，當(dāng)虛擬與現(xiàn)實(shí)的邊界愈發(fā)模糊，沉浸式學(xué)習(xí)或?qū)⒊蔀槌B(tài)。陳清奎總結(jié)說(shuō)：“未來(lái)的路徑，就是共建開放、安全、智慧的平臺(tái)，從世界范圍上來(lái)講應(yīng)該共建國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，把優(yōu)質(zhì)資源實(shí)現(xiàn)全國(guó)全球的共享、共建、共用、共研。另外，我們要把真實(shí)和虛擬深度、有機(jī)地融合起來(lái)，服務(wù)我們的教學(xué)場(chǎng)景。未來(lái)，AI+VR重新定義了老師教和學(xué)生學(xué)的邊界，如何能夠幫助老師教、學(xué)生學(xué)，這是我們努力的一個(gè)方向。”