近十年來，隨著光學(xué)顯示和圖形計算等深層技術(shù)的突破，教學(xué)數(shù)字化發(fā)展的浪潮也愈發(fā)洶涌，教學(xué)方式正經(jīng)歷著前所未有的變革。從最初的黑板粉筆，到多媒體設(shè)備的普及，再到如今前沿技術(shù)的深度融入，每一次技術(shù)革新都為教育帶來新的可能。其中，虛擬現(xiàn)實(VR)技術(shù)在前十年一度成為教育界關(guān)注的焦點。VR 技術(shù)曾以其獨特的沉浸式體驗掀起教學(xué)變革的熱潮，但隨著應(yīng)用的深入，也逐漸顯露出來局限性。與此同時，在云視圖研、微美全息等行業(yè)企業(yè)的推動下，主打新型顯示技術(shù)的全息教室憑借自身優(yōu)勢嶄露頭角，并成為3D互動教學(xué)的新趨勢。這背后的轉(zhuǎn)變，不僅是技術(shù)形式的變化，也預(yù)示著教學(xué)方式和理念的演進。

一、細說VR 在教學(xué)信息化中的興衰：從輝煌到瓶頸

　　虛擬現(xiàn)實的發(fā)展歷程充滿了探索與突破。上世紀80 年代，VR 技術(shù)處于萌芽階段，主要應(yīng)用于軍事、航空航天等領(lǐng)域，如飛行器模擬訓(xùn)練、創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙治療等場景。隨著計算機技術(shù)和圖形處理能力的提升，2010年后 VR 技術(shù)逐漸成熟，硬件設(shè)備變得更加普及和便捷，為其在教育領(lǐng)域的應(yīng)用開辟了廣闊空間。在教育實踐中，VR技術(shù)被廣泛運用于虛擬仿真實驗室、融合創(chuàng)新實驗室等場景。學(xué)生戴上VR頭盔，便能沉浸式體驗語文課本中的古詩詞意境，探索浩瀚宇宙的奧秘，或是安全地動手操作高危實驗，將抽象、微觀的知識點直觀地呈現(xiàn)在眼前。這種身臨其境的學(xué)習(xí)方式，極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和參與感，許多研究也表明，VR教學(xué)能有效提高學(xué)生的參與度、記憶力和理解能力，為學(xué)生提供了安全高效的實踐機會。

　　然而，隨著近十年來VR技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用于教學(xué)后，在使用深度和廣泛性方面，諸多問題逐漸浮出水面。雖然隨著VR技術(shù)方案的完善和工藝的改進，硬件設(shè)備成本出現(xiàn)了大幅下降，也出現(xiàn)了規(guī)模龐大的個人用戶購置需求，但真正限制VR規(guī)模化普及的，仍然在于完善的內(nèi)容開發(fā)生態(tài)。不同于短視頻平臺，人人都是創(chuàng)作者并擁有創(chuàng)作工具，可源源不斷為平臺注入內(nèi)容資源，而基于3D引擎開發(fā)的VR教學(xué)課程，不僅需要專業(yè)編程知識，還要求開發(fā)者對教學(xué)內(nèi)容有深入理解，以保證內(nèi)容的真實性和趣味性，這讓許多教育機構(gòu)望而卻步。國內(nèi)專業(yè)從事VR完整內(nèi)容規(guī)模化開發(fā)的大企業(yè)寥寥無幾，反倒中小企業(yè)成為了定制化VR內(nèi)容的主力供應(yīng)來源。

　　在教學(xué)模式融合方面，傳統(tǒng)教學(xué)模式與VR技術(shù)的結(jié)合往往難兼容并蓄，或者說存在先天的矛盾，教師難以充分發(fā)揮VR技術(shù)的沉浸式和交互式特點。教師在教學(xué)過程中，往往只是簡單地讓學(xué)生戴上VR 設(shè)備體驗一下，而沒有將其與教學(xué)環(huán)節(jié)有機結(jié)合，導(dǎo)致教學(xué)效果不佳。此外，教師需要掌握 VR 技術(shù)的應(yīng)用方法，才能在教學(xué)中發(fā)揮其優(yōu)勢。然而，目前教師隊伍中掌握 VR 技術(shù)的人較少，這也在一定程度上制約了 VR 教學(xué)的推廣。此外，教育資源分配不均問題突出，城市地區(qū)VR設(shè)備普及率高，農(nóng)村地區(qū)則因經(jīng)濟條件限制難以開展VR教學(xué);學(xué)校之間也存在差異，不利于教育公平。

　　縱觀各類VR內(nèi)容的供應(yīng)平臺，大多數(shù)以全景視頻+淺交互程序為主，真正將VR沉浸式和交互性發(fā)揮到最佳效果的重度3D教學(xué)程序往往鳳毛麟角，若深究其緣由，仍舊會回到了3D仿真課件開發(fā)難、成本高和回報周期長的矛盾上。

二、全息教室與VR 教學(xué)的多維度比較

　　全息教室，作為近兩年才出現(xiàn)的教學(xué)技術(shù)新物種，最早由深圳的云視圖研公司發(fā)明并推動進入產(chǎn)業(yè)應(yīng)用，以獨特的展示效果，引起了行業(yè)的高度關(guān)注。與VR教學(xué)相比，全息教室在多個維度展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢。在沉浸感營造上，VR教學(xué)通過頭戴式顯示設(shè)備隔絕現(xiàn)實，創(chuàng)建完全虛擬的三維空間，能帶來獨特的沉浸式體驗，但長時間佩戴易讓學(xué)生產(chǎn)生不適感，且視野范圍和畫面清晰度受設(shè)備限制。而全息教室利用虛擬光學(xué)顯示技術(shù)，無需特殊眼鏡即可形成裸眼立體效果，將虛擬圖形逼真地呈現(xiàn)在教室空間，構(gòu)建出虛實交融的教學(xué)環(huán)境。其寬視角大尺寸的特點，能讓教室內(nèi)所有學(xué)生同時觀看學(xué)習(xí)，沉浸感更加自然、舒適且持久。

　　VR的沉浸感方面的優(yōu)勢是無與倫比的，但就教學(xué)而言，互動性的重要程度明顯強于沉浸感。互動性方面，VR教學(xué)雖能借助手柄等設(shè)備在虛擬環(huán)境中操作，但在課堂互動、分享環(huán)節(jié)存在不便，難以實現(xiàn)隨堂討論和即時互動。云視圖研的全息教室則打破這一局限，以云視圖研目前投入使用的全息教室為例，它能1:1還原遠程教師全息影像，實現(xiàn)遠程老師與本地學(xué)生200ms內(nèi)無體感實時互動交流，如同超時空 “面對面”。教師可以輕松調(diào)取全息教學(xué)資源，對模型進行旋轉(zhuǎn)、縮放、分解與合成等操作，學(xué)生也能更直觀自然地與教師和虛擬教學(xué)內(nèi)容互動，有效提升教學(xué)效果。

　　無論是復(fù)雜的幾何體、機械結(jié)構(gòu)，還是微觀的分子模型，與VR系統(tǒng)一樣，云視圖研全息教室也能都能清晰直觀地展示，幫助學(xué)生降低學(xué)習(xí)難度，由于擺脫了頭戴設(shè)備的束縛，學(xué)生可自由觀看，師生間能夠進行常態(tài)化的課堂交流。在使用難度方面，VR更偏向重度3D的交互應(yīng)用，而從近十年的應(yīng)用看，除了虛擬仿真實驗室和少數(shù)重點學(xué)科以外，絕大多數(shù)的學(xué)科和專業(yè)對3D交互的程度是偏向輕量化的，而由于全息教室在單體復(fù)雜模型的展示和交互效果同樣優(yōu)秀，但單體模型在創(chuàng)作和編輯上的難度卻大大降低了，因此全息教室的易用性更高一籌。

　　教學(xué)成本方面，VR教學(xué)面臨硬件設(shè)備和內(nèi)容開發(fā)的雙重高成本壓力，而全息教室雖然初期建設(shè)也有一定投入，但從長遠看，無需為每個學(xué)生配備昂貴頭戴設(shè)備，且隨著3D成形技術(shù)發(fā)展和3D圖形編輯技術(shù)的成熟，全息教學(xué)內(nèi)容開發(fā)成本逐漸降低，同時還能兼容常規(guī)教學(xué)課件，減少額外開發(fā)成本。適用場景上，VR 教學(xué)多用于特定場景，在多人協(xié)作、互動性強的常規(guī)教學(xué)場景中存在局限，全息教室則適用范圍更廣，無論是特殊場景教學(xué)，還是遠程互動教學(xué)、日常課程教學(xué)都能輕松駕馭，如山東大學(xué)基于云視圖研技術(shù)搭建的 “一校三地全息互動教室”、香港科技大學(xué)、天津大學(xué)、湖南師范大學(xué)、重慶師范大學(xué)就實現(xiàn)了跨地域的實時互動教學(xué)。

三、全息教室成為智慧教室新亮點的背后邏輯

　　全息教室成為3D互動教學(xué)新趨勢，是技術(shù)發(fā)展、教育需求轉(zhuǎn)變等多種因素共同作用的結(jié)果。技術(shù)層面，5G通信技術(shù)的發(fā)展為全息教室提供了強大支撐，其高帶寬、低延時特性解決了全息影像傳輸?shù)目D和延遲問題，讓遠程互動教學(xué)實現(xiàn) “身臨其境” 的效果。華南師范大學(xué)在云視圖研支持下開展的5G全息思政公開課，學(xué)生能清晰看到全息投影教師的表情和動作，并實時互動，便是有力證明。同時，全息投影技術(shù)自身的進步，使圖像清晰度、色彩還原度不斷提升，進一步優(yōu)化教學(xué)效果。

　　教育需求的轉(zhuǎn)變也推動著全息教室的發(fā)展?，F(xiàn)代教育越發(fā)注重學(xué)生個性化發(fā)展和實踐能力培養(yǎng)，強調(diào)學(xué)生主動參與和互動。全息教室正好契合這些需求，其直觀生動的學(xué)習(xí)體驗?zāi)芗ぐl(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和主動性，學(xué)生通過與虛擬教學(xué)內(nèi)容互動，可更好地理解和掌握知識，培養(yǎng)實踐和創(chuàng)新思維。而且，全息教室的遠程互動功能，有助于優(yōu)質(zhì)教育資源的廣泛傳播，滿足不同地區(qū)學(xué)生對高質(zhì)量教育的渴望。

　　此外，全息教室有效解決了VR教學(xué)的諸多痛點。它降低了硬件和內(nèi)容開發(fā)成本，提高了教學(xué)互動性和靈活性，在一定程度上緩解了教育資源分配不均問題，減少了安全與倫理隱患，也為完善教學(xué)評價體系提供了新可能。與此同時，云視圖研提出的全息教學(xué)轉(zhuǎn)換軟件方案，若能實現(xiàn)，則將使VR教學(xué)內(nèi)容在全息教室中得以應(yīng)用，促進教學(xué)技術(shù)的過渡與融合。

　　云視圖研全息教室已連續(xù)四年參加中國高等教育博覽會，每屆都成為所在場館最受關(guān)注的展位之一，受到眾多高校老師和行業(yè)專家的推崇。云視圖研全息教室是融合了5G通信、全息光學(xué)成像和人工智能等前沿技術(shù)的新一代數(shù)字化教學(xué)整體化解決方案，適用場景豐富，無論是高校專業(yè)課程教學(xué)，還是中小學(xué)基礎(chǔ)課程教學(xué)，無論是遠程互動教學(xué)、3D模型教學(xué)，還是實驗?zāi)M教學(xué)，都能實現(xiàn)創(chuàng)新教學(xué)。在醫(yī)學(xué)教學(xué)中展示人體器官結(jié)構(gòu)，在歷史教學(xué)中重現(xiàn)歷史場景，讓知識學(xué)習(xí)更加生動直觀。在用戶體驗上，該產(chǎn)品操作簡便，教師無需復(fù)雜培訓(xùn)即可上手，輕松調(diào)取資源進行教學(xué)互動;學(xué)生則能享受裸眼 3D 帶來的有趣輕松學(xué)習(xí)體驗，寬視角大尺寸設(shè)計確保每個學(xué)生都有良好觀看效果。

　　作為十四五期間涌現(xiàn)出的新型數(shù)字化教學(xué)成果，云視圖研全息教室，不僅從教學(xué)技術(shù)創(chuàng)新的角度已經(jīng)表現(xiàn)出了顯著的效果和優(yōu)勢，而且由于自帶遠程協(xié)同和教育普惠的基因，未來在跨區(qū)域教育資源共享和公平方面，乃至在中國對外教育文化交流領(lǐng)域，均有著廣闊的前景。據(jù)悉，目前已有一些重點高校將云視圖研全息教室納入了學(xué)校十五五的建設(shè)規(guī)劃。