The Rise Of Technology-Augmented Reality(AR), Virtual Reality(VR) And Mixed Reality(MR) –Simplilearn
技術增強實境 (AR)、虛擬實境 (VR) 和混合實境 (MR) 的興起
技術在現代教育中發揮著關鍵作用。由於強大的搜索引擎，現在資訊如此容易獲得，新一波教育工具 —— 尤其是虛擬和增強實境 —— 更加強調學生的參與、邊做邊學，以及對複雜學科的更廣泛理解。
過去 15 年的技術發展，對當代社會產生了巨大的影響，改變了教育和培訓。電腦和網路使教師和學生，能夠以曾經不可想像的方式工作、學習和獲取資訊。
教育領域最新同時也是，最激動人心的技術發展之一，是使用虛擬實境 (VR) 和增強實境 (AR) ，來增強學習能力。虛擬實境和增強實境允許使用者，與真實或想像的電腦模擬環境進行交互。VR 還讓使用者，能夠在三維空間中體驗視覺、聽覺、觸覺、嗅覺和味覺輸入。
VR 和 AR 的使用，有助於解決現代教育中的一些基本問題。其中包括從保留事實的教學方法轉向更具互動性的教學方法，以及尋找吸引學生的新方法。
在讓學生對學習材料感興趣方面，VR 和 AR 技術大有可為。無限可能的虛擬世界，可以創建教育和培訓內容，從而更好地理解高級概念。同樣，虛擬實境和增強實境，透過允許在課程中積極參與，以及幫助個性化教育，和提高學習者的創造力，來幫助學習。
請繼續閱讀，以了解更多關於教育中的 VR/AR、其優勢和市場前景、最優先的應用，以及已經開發這些技術的公司。
我們今天如何學習？
大多數人會同意，世界上大多數教育和培訓系統都需要改進。過去，大多數教育工具和技術，都側重於啟用和改善資訊獲取。在桌上型電腦、平板電腦、智慧手機、智慧白板，和網路本身等數位技術搶占先機之前，書籍引領了這場革命。
如今，數位為技術在教育工具中佔據主導地位，其中最先進的是電子書和強大的搜索引擎。學生可以毫不費力地找到事實和資訊。只需點擊幾下滑鼠，即可獲得如此多問題的答案。
儘管更容易獲得知識，但我們今天的學習方式面臨著一些關鍵挑戰。
教學方法仍然是關於事實保留。如今，大多數教學方法，都專注於向學生展示有關某個主題的事實。學生可以訪問資訊，但非常重要的是，這與學習不同。
資訊往往難以理解。在短時間內接收大量資訊對學習者來說，可能是壓倒性的。他們變得疏遠和無聊。
缺乏課堂內外的參與。個人的教育很大程度上，取決於課堂內外的學習經歷。當前的教學工具和方法，無法在主動教學期結束後，激勵學生繼續學習。
這些問題的解決方案在於探索新的數位技術，並將其納入學校和培訓課程。在新興的數位技術中，AR/VR 輔助教育最受關注。
什麼是 VR/AR 輔助學習？
虛擬現實技術利用專門的耳機和軟體，將使用者置於虛擬環境中，並提供模擬體驗。市場上一些最好的耳機是 Oculus Quest 2、HTC Vive Cosmos 和 Valve Index。Cardboard VR 等基於智慧手機的低成本耳機，特別適合教育用途。
當然，並非所有虛擬環境都相同。虛擬實境是一個純數位環境，而增強實境將數位資訊，疊加在現實世界的元素上。
新的教育工具和方法利用 VR/AR 技術，創建沉浸式和混合環境，使用者可以在其中，與對象和系統進行交互，包括那些太小、太大或太危險，而無法在現實生活中體驗的對象和系統。借助虛擬實境，使用者可以以前所未有的方式組裝、拆卸、操縱和修改物體和環境。
隨著 VR/AR 技術的進步，教育工作者已開始，將其納入他們的教學程序中。在課堂上，教師使用 AR 應用 app 為科學教科書製作動畫，並學習抽認卡，讓學生的體驗更加愉快。一些教師還使用 AR，透過為學生整合交互式拼圖和測驗，來增強家庭作業。
教師開始使用增強實境教育的另一種有效方式，是透過 AR Lab 課程，讓學生與人類、動物和植物的 3D 模型進行交互。
除了課堂使用，很多企業已經開始使用 VR/AR 教育來培訓員工。專業培訓課程正在虛擬化，以便更容易理解並提高安全性。VR/AR 教育也越來越受到博物館，和其他以歷史為導向的教育者的歡迎。他們使用這些工具，為觀眾提供有趣的互動學習體驗。
我們也開始將社交體驗和培訓課程，視為虛擬實境課堂的一部分。它們為人們提供了一個在虛擬環境中，進行交互和協作的平台，再次目的在增強學習過程。學習者可以實現「不可能」的壯舉，例如在腦細胞內旅行或回到過去。
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VR/AR 在教育和培訓中的優勢
虛擬實境和增強實境在教育和培訓中的好處很多。正如我們所建議的，VR 和 AR 都可以增強學習，並提高學習者的參與度。教育中的虛擬實境改變了教育內容的傳遞方式。它創建了一個基於事實的虛擬世界，並允許使用者在 3D 空間中，看到它並與之交互。虛擬實境和增強實境可以透過創新的教學方法，和差異化的內容幫助解決當今教育的最大問題。
更好的學生參與
得益於交互式 3D 模型的使用，教育中的 VR/AR 可幫助學生，對學習某個主題更感興趣。虛擬實境教育軟體可以將學習體驗遊戲化，而不是純粹的事實呈現。它可以將資訊可視化，以便更好地理解；它還可以提供挑戰，激勵學習者參與內容。
學生在從普通教科書中學習地質或歷史時，經常會感到無聊。但是，當他們的課程涉及火山或歷史戰場的 3D 模型時，他們更有可能保持清醒。
更好地理解高級概念
每個學生理解所教授主題的過程是不同的。對於一些學生來說，掌握某些概念需要更多時間，例如行星運動的物理學或地質變化。無法將概念形象化會減慢理解的速度。教育中的 VR/AR 是一種工具，可以準確了解無法觀察和難以理解的想法。
邊做邊學
教育和培訓中的虛擬實境，可以透過模擬真實世界的環境，來輔助實踐學習。一些工作和專業需要很多小時的培訓，才能達到熟練程度。然而，現實世界的實踐往往是昂貴或危險的。
例如，外科醫生和飛行員，接受現實和詳細的培訓非常重要。除了耳機和軟體，虛擬實境還利用觸覺（基於觸摸）設備，類似於現實世界的物體，可以提供即時回饋。使用 VR，學生會受到啟發去發現自己的知識，而不受任何操作限制。
情緒反應
學習是一種多維體驗，涉及我們的感官、思維能力，以及形成記憶和感受情緒的能力。學習效果與這些元素的參與程度成正比。虛擬現實有助於激發學生的特定情緒反應，為課程添加新的層次，並使它們更令人難忘。
提高創造力
除了內容消費，VR/AR 在教育領域也有助於提升創造力。強大的工具，例如 Tvori 是一種講故事的工具，允許使用這透過使用虛擬實境，快速輕鬆地創建動畫項目，可以幫助激發學習者的創造力。
個性化教育
許多學生在教育上掙扎的主要原因，是材料呈現給他們的方式。並非所有學生都有相同的需求或理解水準。將虛擬實境教育融入課堂，讓教師可以根據個別學生的需求客製化課程。無論是讓學生按照自己的節奏學習，還是讓教師為學生創建個性化的學習指南，VR/AR 的應用，都可以使學習體驗變得獨一無二。
創建學習社區
增強現實教育項目的另一個好處，是學生可以使用該技術，與同齡人聯繫並一起學習。因此，教育工作者可以幫助他們的學生，連接到一個學習社區，在這個社區中，他們可以在軟體應用 app 的幫助下，幫助彼此解決困難的概念。VR 對於遠端教室或在網路線上教室可能特別有用，在這些教室中，學生往往無法從傳統教室中，學生所享受的連接和支持水準中受益。
VR/AR 教育統計
VR 和 AR 正在透過創造新的教學和學習方式，來改變教育部門。VR 最明顯的優勢，是它能夠將書本中的資訊帶入生活，讓教育更加精彩和引人入勝。
根據財富 BI 報告，2018 年全球虛擬實境教育市場規模為 6.566 億美元，預計到 2026 年將達到 130.982 億美元，年成長率為 42.9%。
主要的市場趨勢是遙控機器人（遠程操作機器人）、生物過程或歷史事件的 VR 模擬，以及教學和培訓材料的增強可視化。
VR/AR 在教育領域的主要市場驅動因素，是虛擬學習環境的高採用率、VR 耳機技術的進步，以及企業和教育部門的許多新合作夥伴關係。
VR/AR 在教育中的應用
虛擬實境和增強實境在教育中的應用多種多樣。與傳統的教學方法相比，使用這些技術有很多好處。此外，他們還介紹了創新和新穎的方法。
用於現實世界學習的虛擬工具
VR/AR 在教育中最早和最常見的應用，是作為現實世界學習的虛擬工具。一般來說，學習者透過直接體驗，對某事的記憶要多得多，而不僅僅是閱讀、看到或聽到它。VR 適用於所有教育層次 —— 從小學到大學。關鍵是設置虛擬實境內容，以吸引目標受眾。
根據學生的年齡和主題，VR 課程可以將重點放在不同的領域：
- 地理：虛擬訪問地理位置和棲息地。
- 歷史：歷史遺蹟的虛擬娛樂。
- 科學：虛擬太空旅行、人體探索和化學品安全實驗。
- 技術：機器和工程項目的虛擬之旅。
- 藝術與文化：參加虛擬現實中的文化活動，學習在虛擬現實中繪畫、雕刻或製作陶器。
- 建築與設計：在虛擬現實中創建建築項目，參觀著名建築。
在網路線上課堂
在網路線上課程和網路線上課堂，已被證明是無效的學習方式。主要挑戰之一是高輟學率。造成這種情況的最常見原因，是缺乏學生參與。另一方面，虛擬實境教室讓學生有機會舉手、有機地提問，並感受到更直接的投入。VR 教育允許學生相互交流，從而使學習體驗變得社交化。使用化身和映射的臉部表情，人們可以聚在一起討論和整理資訊，並相互學習。
虛擬實地考察
在 VR 實地考察的幫助下，學生可以參觀他們以前從未見過的地方，而學校探險組織者由於成本的原因，在真實的實體世界中永遠無法安排。例如，學生可以在課堂上了解空間不平等，然後參加東京的 VR 之旅，了解人們在那裡的互動方式。
同樣，在關於海洋和生態系統的課程中，學生可以在珊瑚礁中進行虛擬游泳。借助 VR 和 AR，教師不再受教室牆壁的限制。VR 讓學生以虛擬方式探索世界，而 AR 將抽象概念帶入生活，讓教師可以引導學生瀏覽場景和物體的集合，並在此過程中指出有趣的地點和文物。
特殊教育
對於身體殘障的人來說，透過 VR 耳機學習和探索世界，是一個不錯的選擇。無論 AR和 VR 增加動力，促進互動，發展認知技能，提高短期記憶。課程變得更加愉快。最深遠的影響，在於溝通技巧的提高，特別是對於有聽力問題的學生。對於自閉症學生來說，VR 似乎鼓勵社交互動。
對於有學習障礙的人，AR 可以透過遊戲化來提高詞彙量。在印度，教育工作者創建了一本交互式教科書，使用 3D 圖像、音頻剪輯和影像來解釋文本。VR 還被有效地用於解決社交焦慮、語言缺陷、注意力缺陷多動障礙 (ADHD)、身體或運動障礙、認知缺陷、閱讀障礙和唐氏綜合症。
訓練
VR 是軍事、工程或醫療等技術培訓領域的實用解決方案。例如，醫學生學習解剖學的最大挑戰，是從三個維度了解身體，並了解不同的系統如何組合在一起。VR 教育可以幫助克服這個問題。
虛擬現實模擬，可以幫助學生學習實用技能，這種培訓的好處之一是學生可以從現實場景中學習，而無需在不受控制的現實生活中，練習陌生技能的風險。
實習
接觸不同的職業是學習過程的重要組成部分。通常，了解選擇什麼職業，是透過實習來完成的。在虛擬現實的幫助下，學生可以想像自己在不同的角色和工作中。職業探索展示了在一個領域工作的感覺：學生可以探索工作中典型的一天，並深入了解人們對自己角色的看法。
基於遊戲的學習
虛擬實境可能會徹底改變遊戲，用於學習的方式。基於遊戲的學習之所以有效，是因為它增加了參與度和動力，而虛擬實境可以將其提升到一個新的水準。在虛擬環境中可以完成，很多在現實生活中是不可能的事情。此外，這個過程會留在記憶中：虛擬世界中的視覺和動覺體驗，有助於使用者的學習能力。
虛擬實驗室
理科學生需要在實驗室進行動手實踐，以掌握課堂上教授的不同技能和技巧。進行 STEM 實踐學習的最先進實驗室，通常難以訪問且成本高昂。VR 技術提供逼真的實驗室體驗，讓使用者在有趣且無風險的學習環境中，進行實驗和練習技能。
VR 實驗室擁有許多常規實驗室所沒有的機會，例如能夠在分子水平上觀察生命科學，檢查強調實驗室體驗與現實世界之間聯繫的場景，以及加速實驗，以便結果可以更快地被看到。
致力於虛擬現實和增強實境教育的領先公司
zSpace
zSpace正在繼續在 VR/AR 教育領域產生影響，憑藉其獨特的一體式 AR/VR 筆記型電腦，其內容可以用手寫筆操作，從而在他們的領域中脫穎而出。在教室中使用時，孩子們可以使用 zSpace 眼鏡，從而實現個人和協作學習體驗。zSpace 存在於北美 800 多個學區，擁有超過 100 萬個使用者。使用該工具的教育工作者報告說，學生與教育內容的互動和參與程度更高。
Nearpod
Nearpod 是一家目的在透過 VR 和交互式數位內容，提供現成的 K-12 課程，來改變教學的組織。Nearpod 提供多種教育解決方案，例如可以同步到學生設備的預製課程、自定義課程的選項、AR 增強功能，以及 500 多個 VR 課程。
Merge Virtual Reality
Merge Virtual Reality 創造了針對 10 歲及以上，兒童的產品和體驗。他們想要創造讓孩子更聰明、更有創造力和協作能力的產品。它們為課堂提供創新體驗，例如 Merge Cube。這是你可以握在手中的全像圖：它顯示諸如人類心臟、水族館或太陽系之類的物體，並允許與它們互動。
透過 Merge EDU，科學教師可以更有效地解釋概念，STEM 課程可以擴展到課堂之外，學校可以引入強大的新教育技術。Merge 設計耐用的產品（例如由柔軟材料製成的色彩鮮豔的耳機），其內容和耳機幾乎適用於任何智慧手機。
VR Education
VR Education 是一家軟體公司，為教育工作者提供在虛擬教室中，創建內容所需的工具。特別是 ENGAGE 平台，可以在 VR 中模擬演講廳 —— 允許教育工作者創建專門的課程，並使來自世界各地的人們，能夠在多使用者環境中進行虛擬互動。
該平台允許教育工作者建構他們的內容、使用現有環境以及記錄或共享會話。ENGAGE 平台目前可免費用於社會教育和演示目的。
Google 遠征先鋒計劃
Google Expeditions 允許教師充當嚮導，帶領學生進行世界各地甚至太空的探險。Google Expeditions 已擴展到包含 900 多種 VR 體驗，所有這些體驗都可用於課堂探索。未來，谷歌希望為學生提供創建自己的 VR 探險的工具。此舉不僅會增加其他用戶可用的內容量，還會教會學生如何創建沉浸式內容和使用編輯軟體。谷歌還增加了 AR Expeditions，讓學生可以使用幾乎任何 Android 或 iOS 設備，在他們的教室裡製作真人大小的虛擬物體。
Alchemy Immersive
Alchemy Immersive 正在創造獨特的沉浸式教育故事。例如，有些故事讓觀眾跟隨查爾斯達爾文的足跡，穿越加拉帕戈斯群島，深入大衛阿滕伯勒附近的大堡礁，或從國際空間站下降。使 Alchemy VR 脫穎而出的原因，是他們產生高品質的體驗，和他們擁有的合作夥伴數量（包括 Google Expeditions），使他們能夠為所有年齡段的人提供引人入勝的教育體驗。
EON Reality
EON Reality 是一家總部位於美國的 AR 和 VR 公司，專門從事學術和行業培訓解決方案。2019 年，EON Reality 推出了 AVR 平台，這是一款全面的 AR/VR 教學應用app，可簡化課程創建，讓任何沒有編碼知識的人，都可以使用 AR 和 VR 進行學習。2020 年 9 月，EON Reality 將 AVR 平台更名為 EON-XR，以反映平台上可用的混合實境模式。
RegattaVR
RegattaVR 是虛擬實境培訓服務的營運商，目的在幫助組織帶來行為改變和更大的同理心。該公司提供混合培訓服務，以使用多種形式（例如網路、課堂、遊戲、自學、影像、動畫和性能支持工具）來補充 VR/AR。RegattaVR 使用者，能夠將正式的方法學應用於教學設計、使用者體驗設計和數據協議，以確保有效的教育和培訓結果。
Avantis 系統有限公司
近 20 年來，Avantis 一直在幫助教師嵌入課堂技術。在此期間，它已將其產品交付給數萬所學校。在為課堂挑戰開發簡單、有效和創新的解決方案的推動下，Avantis 現在擁有多樣化的，以課堂為中心的產品和服務組合，這些產品和服務被數百萬學生日常使用。憑藉屢獲殊榮的 LearnPad、ClassCharge 和 ClassConnect 品牌，以及革命性 ClassVR 的推出，Avantis 不斷重塑學校內技術的使用方式，以支持教師提高參與度並簡化課堂技術的使用。
VR / AR 在教育領域的最佳例子
隨著越來越多的機構，將 VR 技術納入其課程，VR 在教育和培訓中的採用率越來越高。市場前景促使新創公司和成熟的 IT 公司，推出用於教育和培訓目的的硬體和軟體 VR 解決方案。
Discovery VR
Discovery VR 是一款虛擬現實應用 app，可讓你觀看關於野生自然、環境問題、太空冒險、文化和歷史的獨家 360 度影像教育內容。教師可以使用 Discovery VR 分配與課程內容一致的影像觀看次數，並可以準備問題和觀看指南，並進行有針對性的討論。每次用戶探索 VR 環境時，他們都可以將注意力集中在影像的不同方面。多次觀看，尤其是使用耳機，將幫助學生以新的方式探索內容，並在每次訪問 VR 世界時發現更多細節。
Orbulus
Orbulus 是一個虛擬現實應用 app，具有來自世界各地的 360 度圖像，從洛克菲勒中心和金字塔，到雪梨歌劇院和北極光。靜態圖片和簡單導航的結合，讓使用者可以探索世界地標，甚至火星等其他行星。教師可以使用 Orbulus 來擴充課程內容，並在課程材料中顯示位置圖像。透過包含視覺材料，使用 Orbulus 等 VR 應用 app，將提高學生的參與度，和更好的記憶力發展。
Nanome
Nanome 是一款用於發現和研究奈米世界的 VR 應用 app。該應用 app 允許使用者即時操縱原子和設計分子，然後在目標環境中研究它們並根據需要修改它們。Nanome 將大腦從想像和描述複雜的概念中解放出來，從而有助於促進學習和科學研究。Nanome 使用 VR 中的協作化學設計軟體，提高學生的參與度和理解力。
Unimersiv
Unimersiv 是最大的 VR 教育平台之一。該公司為學校創建了各種關於歷史、空間或人體解剖學的 VR 內容（古羅馬之旅、雅典衛城和巨石陣，或在 VR 中學習恐龍）以及企業培訓。
Google Cardboard 谷歌紙板
Google Cardboard 是由 Google 開發的虛擬實境平台。該平台以其可容納智慧手機的折疊式紙板查看器而命名，是一種鼓勵應用 app 開發的低成本系統。使用者可以使用 Google 發布的規範從簡單、低成本的組件，建構他們的查看器，也可以購買預製的查看器。要使用該平台，使用者需要在手機上運行，與 Cardboard 相容的行動應用 app，將其放置在查看器的背面，然後透過鏡頭查看內容。
View-Master
View-Master 與谷歌合作，製作了 View-Master 的 VR 版本。與 Cardboard 類似，這款 VR 耳機使用智慧手機、鏡頭和使用 Cardboard SDK 建構的行動應用 app。View-Master Destinations 為使用者提供參觀著名景點的體驗，如紐約的自由女神像和埃利斯島、古老的瑪雅城市奇琴伊察或倫敦的塔和塔橋。
View-Master Space 允許使用者探索我們的太陽系，近距離觀察航天器，了解有關太空的新事實，追踪星座，甚至透過小遊戲比較行星引力。View-Master Wildlife 可讓使用者探索風景如畫的自然棲息地並觀察動物，例如澳洲內陸、亞馬遜中心或非洲大草原。
Google Expeditions
Google Expeditions 是一款沉浸式教育應用，可讓教師和學生透過 1000 多個虛擬實境，和 100 個增強實境之旅探索世界。教師和學生可以使用行動設備和 VR 觀看器，虛擬探索藝術畫廊或博物館、在水下游泳或在不離開教室的情況下，導航外層空間。作為 AR 導覽的一部分，教師可以使用行動設備將物體帶入課堂，以便學生可以看到和走動 3D 物體。
Random42 VR
Random42 VR 提供具有視覺吸引力，且科學準確的人體 3D 模型。學生們發現自己在體內，可以看到紅細胞漂浮過去，也可以沿著信號通路進入細胞核，或者看到細菌在它們旁邊分裂。Random42 VR 展示了醫學動畫的力量，揭示了當今如何使用新技術，來理解複雜的科學主題。
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結論
VR/AR 工具的使用對教育和培訓產生了深遠的影響。這些技術讓學習者保持參與，並簡化複雜的概念。VR 允許與課程材料互動，在學生中產生情感反應，並為學習體驗增加額外的維度。
教育工作者使用 VR/AR 技術為教科書製作動畫，讓學生更享受其中的樂趣。同時，企業也開始在員工培訓中，使用 VR/AR 作為提高理解力和安全性的一種方式。VR/AR 工具在歷史教育工作者中也很受歡迎，因為它們提供了有趣和互動的歷史學習體驗。
VR/AR 技術在教育中的推廣需要專業的軟體和硬體知識。許多教育機構缺乏經驗豐富的人員。透過與 PixelPlex 學校和學院等 VR/AR 開發團隊合作，可以推出客製化解決方案，以激發學生的參與度並重振學生的學習興趣。
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