世界日新月异，科技迅猛发展，虚拟现实，未来已来。人们期望于通过一系列计算模拟方式构建一个可以沉浸其中的虚拟世界。历经起起落落，现如今虚拟现实已然能够打造出以自然体态进行互动的全新空间，从而构成个体的存在感知。从视觉、听觉触觉等多维度建立而成的虚拟环境，实现以假乱真，构建超真实感。人人都能享受虚拟现实带来的新空间、新可能、新思维，在没有边界、超过逼真、智能重塑的虚拟现实中探索未知的世界与自我。

杨晓哲，华东师范大学课程与教学研究所副研究员。教育部《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》修订组成员。研究方向：学习科学，教育技术，课程论等。

一 虚拟现实的前世今生
早期模型：立体视觉模拟器
起始幻想：虚拟仿真训练机
初创形态：三维环境与模拟
崭露头角：立体沉浸的空间
梦想成真：虚拟也能“现实”
二 虚拟现实的技术揭秘
虚拟现实：品类不同 殊途同归
视觉技术：眼见如真未必实
听觉技术：耳听八方沉浸其中
触觉互动技术：可见可感身临其境
环境建模技术：可静可动亦假似真
人机交互技术：个性识别因需而变
三 人人都能享有的虚拟现实娱乐休闲新升级
艺术设计新定义
医疗健康新窗口
社交办公新平台
旅游观光新世界
建筑建设新机遇
电商购物新体验
军事训练新方式
教育教学新途径
四 虚拟现实的未来展望
没有边界的虚拟现实
超越逼真的虚拟现实
智能重塑的虚拟现实

人类已经进入智能时代
。以互联网、大数据、云
计算、区块链特别是人工
智能为代表的新技术、新
方法，正深刻改变着人类
的生产方式、通信方式、
交往方式和生活方式，也
深刻改变着人类的教育方
式、学习方式。
人类第三次教育大变革
即将到来
3000年前，学校诞生，
这是人类第一次教育大变
革。人类开启了有目的、
有计划、有组织的文明传
递历史进程，知识被有效
地组织起来，文明进程大
大提速。但能够接受学校
教育的人数在很长时间里
只占总人口数的几百分之
一甚至几千分之一，古代
学校教育是极为小众的精
英教育。
300年前，工业革命到
来。工业化生产向每个进
入社会生产过程的人提出
了掌握现代科学知识的要
求，也为提供这种知识的
教育创造了条件，这导致
以班级授课制为基础的现
代教育制度诞生。这是人
类第二次教育大变革。班
级授课制极大地提高了教
育效率，使得大规模、大
众化教育得以实现。但是
，这种教育也让人类付出
了沉重的代价，
人类教育从此走上了标
准化、统一化、单一化道
路，答案标准、节奏统一
、内容单一，极大地限制
了人的个性化和自由性发
展。尽管几百年来人们进
行了各种努力，力图通过
学分制、选修制、弹性授
课制等多种方式缓解和抵
消标准化班级授课制带来
的弊端，但总的说来只是
杯水车薪，收效甚微。
今天，网络化、数字化
特别是智能化，为实现大
规模个性化教育提供了可
能，为人类第三次教育大
变革创造了条件。
人工智能助力实现教育
个性化的关键是智适应学
习技术，它通过构建揭示
学科知识内在关系的知识
图谱，测量和诊断学习者
的已有水平，跟踪学习者
的学习过程，收集和分析
学习者的学习数据，形成
个性化的学习画像，为学
习者提供个性化的学习方
案，推送最合适的学习资
源和学习路径。在反复测
量、推送、跟踪学习、反
馈的过程中，把握学习者
的最近发展区④，为每个
人提供最适合的学习内容
和学习方式，激发学习者
的学习兴趣和学习热情，
使学习者获得成就感、增
强自信心。
智能教育将是未来十年
人工智能发展的“风口”
人工智能正在加速发展
。从人工智能概念的提出
，到人工智能的大规模运
用，花费了50年的时间。
而从深蓝（Deep Blue）到
阿尔法狗（AlphaGo），
再到阿尔法虎（AlphaFold
），人工智能实现三步跨
越只用了22年时间。
1997年5月，IBM的电脑
深蓝在一场著名的人机对
弈中首次击败了国际象棋
大师加里·卡斯帕罗夫
（Garry Kasparov），证明
了人工智能在某些情况下
有不弱于人脑的表现。深
蓝的主要工作原理是用穷
举法，列举所有可能的象
棋走法，并利用为加速搜
索过程专门设计的“象棋芯
片”，采用并行搜索策略进
一步加速，在搜索广度和
速度上战胜了人类。
2016年3月，谷歌机器
人阿尔法狗第一次击败职
业围棋高手李世石。阿尔
法狗的主要工作原理是“深
度学习”。深度学习
（deeplearning）是一种复
杂的机器学习算法，它试
图模仿人脑的神经网络建
立一个类似的学习策略，
进行多层的人工神经网络
和网络参数的训练。上一
层神经网络会把大量矩阵
数字作为输入，通过非线
性加权和激活函数运算，
输出另一个数据集合，该
集合作为下一层神经网络
的输入，反复迭代构成一
个“深度”的神经网络结构。
深度学习本质上是通过大
数据训练出来的智能，其
最终目标是让机器能够像
人一样具有分析学习能力
，能够识别文字、图像和
声音等数据。
……
智适应学习的研究和运
用目前也尚处于知识教学
的层面，与全面育人的理
念和教育功能相差甚远。
从知识学习拓展到能力养
成、情感价值熏陶，是更
大的目标和更大的挑战。
研发3D智适应学习系统，
即通过知识图谱、认知图
谱、情感图谱的整体开发
，实现知识、能力、情感
态度教育的一体化，提供
有温度的智能教育个性化
学习服务。促进学习者快
学、乐学、会学，促进学
习者成长、成功、成才，
是“教育＋人工智能”的出发
点，也是华东师范大学上
海智能教育研究院的追求
目标。
培养智能素养，实现人
机协同
人工智能不仅正进入各
行各业，深刻改变所有行
业的面貌，而且影响到我
们每个人的生活；不仅为
智能教育的发展创造了条
件，也提出了提高教师运
用智能教育技术改进教学
方式的能力的要求，提出
了提高全民智能素养的要
求。关键的一点是学会人
机协同。在智能时代，能
否人机互动、人机协同，
直接关系到一个人的工作
效能，关系到学生学习、
教师教学的效能和价值，
也关系到每个人的生活能
力和生活质量。对全体国
民来说，提高智能素养，
了解人工智能的基本原理
、功能和产品使用，就如
同工业革命到来以后，了
解现代科学的知识一样，
已成为每个公民的必备能
力和基本素养。为此，我
们组织编写了这套“人工智
能与智能教育丛书”。
本丛书聚焦人工智能关
键技术和方法，及其在教
育场景应用的潜在机会与
挑