坐上过山车，黑洞洞的隧道口出现在面前，随着过山车的缓缓开动，眼前的景色开始变换，隧道被甩在身后，天空有老鹰飞过，地下是吃草的奶牛，不久一座天桥出现在视野里……

　　在顺德区启智学校虚拟现实（VR）教学实验室里，一群孩子戴上了VR头盔，随着程序启动，孩子们开始进入虚拟场景。这次的教学是“乘坐过山车——综合方位练习”，孩子们跟随着电脑程序的设定，在虚拟场景里沉浸式体验坐过山车的刺激，并根据电脑发出的提示音，找到指定的物件，学习方位的概念。

　　这是顺德区启智学校未来特殊教育计划之虚拟现实辅助教学项目中的一个教学场景，也就是VR教学。该项教学已顺利完成立项、场景设计到技术搭建，目前已进入运行阶段。本学期以来，顺德区启智学校开始开展学生VR课程教学，通过教学实践不断完善课程软件。

　　近年来，随着技术的发展，虚拟现实、大数据、人工智能、区块链等新技术在教育领域的应用受到了社会各界的重视。2019年，在顺德区教育局和顺德区教育基金会的支持下，顺德区启智学校开始展开基于VR技术的VR辅助教学系统的研发。用三年多的时间搭建起虚拟现实辅助特殊教育教学体系，结合软硬件的技术支持，让VR技术走进了特殊教育课堂。这样的尝试目前处在国内特教课堂改革的前沿。

　　

　　学生在虚拟场景中完成指定任务

　　系统进行数据记录帮助完善教学

　　

　　走进学校专门打造的VR教学实验室，满满的现代科技感扑面而来。天花板呈现星空的场景，透着宇宙的深邃与神秘，课室中央是教学区域，教师在给孩子们讲述过VR体验的要点和注意事项后，孩子们便可以坐到课室四边的安全座椅上，开始VR体验。

　　这样的专用座椅有12张，因为虚拟场景的多变，孩子往往会根据提示或者场景作出一些肢体反应，为了保障安全，座椅旁边配有专门的安全带。体验的时候，孩子会带上VR头盔，跟着电脑的提示，在虚拟场景里完成指定任务。

　　4月10日下午的一次体验课程里，负责生活适应教学的教师蓝琰让一群智力落后孩子体验了一次“乘坐过山车——综合方位练习”。戴上头盔后，一阵阵惊呼从孩子们的口里发出，似乎身处带给他们无限惊喜的场景中。

　　“小朋友，你看到隧道了吗？隧道在我们的前方。”“小朋友，你看到奶牛了吗？奶牛在我们的下方”……随着场景变动，电脑程序发出指导语，引导孩子们去学习各种方位知识。孩子们的好奇心被调动起来了，全情投入到游戏中，“哇，是老鹰。”“我看到奶牛了。”“找到了，找到了，天桥在那里。”……

　　此时，蓝琰从手持平板电脑上的“教师巡堂APP”里同步看到了孩子们所处的虚拟场景，“不同的孩子注意力不同，可能会看向不同的方位，看到不一样的场景，这个APP也可以将这些同步出来，我们可以根据这些图像，给予孩子相应的教学指导和干预。”而与此同时，VR系统后台管理程序将一组数据在一台液晶显示屏上显示出来，其中一条是：小杰（化名），正确数8次，错误数0次，听到语音提示后注视相应物体的时间是5秒、5秒、9秒、5秒、5秒、5秒、5秒、10秒。

　　蓝琰介绍，在“乘坐过山车——综合方位练习”VR课程的设置中，电脑通过眼动追踪技术捕捉到孩子们的反应，并将其记录下来，为教师的个性化辅导提供参考，“而孩子们也会在VR中得到一些反馈，比如完成得好的话，电脑会发出‘你真棒’的提示音。”

　　类似坐过山车这样的虚拟教学场景，在顺德区启智学校VR教学的内容里，有几十个。“VR技术让我们的教学突破了空间的限制，为孩子们创造了一个新世界。”顺德区启智学校校长申承林说，“利用VR，我们可以带孩子们走进太空，深入海洋，拓展他们的认知，这在传统教学里是做不到的。”

　　除了眼动追踪技术外，该系统还配备了三维定位跟踪、人体动作捕捉等技术，在不同的场景模拟中收集孩子的反应动作信息。如此一来，该系统就能形成一个“闭环反馈控制”环路，“我们收集VR环境中学生的状态、行为等实时数据，通过智能分析软件来定量分析学生的学习状态及其在虚拟学习环境中的适应程度，并反馈到特殊学生的教学计划中。”申承林说。

　　

　　包含六十个VR教学应用内容

　　学生可以在众多的场景模拟中发展智能

　　

　　虚拟现实（VR）辅助教学是仿真教学技术的一个重要方向，是教育技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术等多种信息技术的交叉融汇，目前已发展成为富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究热门领域。

　　令人惊喜的是，充满科技感和未来感的VR课堂教学系统，是顺德区启智学校通过产学研方式自主研发出来的。

　　2019年8月，申承林主持的全国教育科学“十三五”规划2019年度教育部重点课题《面向智障儿童的新课标教材本土化建构及其虚拟现实教学应用研究》批准立项。为了支持顺德区特殊教育发展上台阶，顺德区教育局下拨专项经费支持培智教育VR课程建设，在“认知”与“动作”两大领域研发VR教学内容，支撑生活语文、生活数学、生活适应及划画课等校本课程教学。2020年，项目又得到了顺德区教育基金会的支持，启动未来特殊教育计划之虚拟现实辅助教学项目（二期）建设，开始尝试利用VR技术攻克孤独症儿童教学的难题。

　　“校内课题组教师凝练教学目标，研制场景脚本，在此基础上我们与华南师范大学计算机学院郑伟平教授的团队合作，实现虚拟场景的构建。”申承林说，目前技术团队已经开发了60多个虚拟现实教育应用内容，与培智新课标对应，并融合校本课程的内容，实现了认知、语言、动作、社会交往等教学内容的整合和突破，为智力障碍和孤独症儿童的发展搭建起了有效的桥梁和台阶。

　　目前，顺德区启智学校将该VR教学系统正式命名为“启智灵境”智慧教育空间，并在校内课堂教学中正式启用。“据我们所知，‘启智灵境’智慧教育空间是国内首次将虚拟现实技术应用于启智课堂教学的实用性软件系统。”申承林说，这套系统包含了60多个VR教学应用内容，其中40个VR教学应用内容是专门为孤独症儿童教学设计的，融合了顺德区启智学校在孤独症儿童教学实践中积累的教研成果。

　　无论是针对智力落后儿童还是孤独症儿童，相比起传统的教学系统，这套系统的优势都是显而易见的：它通过虚拟现实的技术手段，解决了特殊教育中智力落后学生认知教育难的问题；解决了安全教育中环境受限、方法单调的问题；解决了训练情景设置难、重复训练成本高的问题。

　　“举个例子，比如‘上下’“左右”这些抽象概念，传统的教学会给学生提供一个参照物进行教导，但对于智力落后孩子来说，换个场景后他就可能无法理解了，然而现实教学却无法提供太多场景。”申承林说，但是VR可以模拟出众多场景对学生进行强化训练，使学生在持续刺激中加强对抽象概念的理解，并形成概念泛化的能力。

　　又比如安全教育，现实教学不可能让学生触摸火，也不能让学生跳进水里体验溺水的痛苦。当然，VR教学也不会真的模拟这些危险带来的痛感或者窒息感，但当学生通过VR进入这些场景，系统会通过发出警报声或者冒烟等信号，告诉学生这是危险的，通过不断强化的刺激让学生认识到危险的存在。

　　申承林分析，这个系统对于孤独症儿童的教育也会带来突破。“虽然孤独症儿童在社会交往方面存在障碍，无法与人正常交流互动，但是他们一样有感知环境的需要和能力。”申承林认为，VR教学系统同样可以通过众多虚拟场景以及系统激励，提升孤独症儿童对环境的感知度，达到对其进行社会规范和安全意识训练的目的。

　　

　　将更多新技术引入特殊教育中

　　推动特殊教育实现革命性突破

　　

　　在技术发展突飞猛进的今天，VR、AI、大数据等新技术在课堂的应用似乎已经是大势所趋。就VR技术来说，其在教学上的应用也早就引起社会各界的思考与关注。例如英国纽卡斯尔大学神经科学研究所基于VR开发的虚拟环境“蓝屋”被证实对孤独症儿童的治疗有效；国内也有机构或企业积极开发相关的VR产品，用于特殊儿童的治疗或教学。

　　基于这样的大背景，《顺德区第二期特殊教育提升计划》中提出“深化课程改革，提高教育教学质量”的工作任务，并将推动信息技术与特殊教育深度融合列为主要措施，指出要把握粤港澳大湾区发展的重大机遇，吸纳高校及科研机构专业资源，将区块链、人工智能、大数据、云计算等技术运用到特殊教育实践中，以信息技术与特殊教育结合的发展模式，提升顺德区特殊教育发展的质量，形成一条具有顺德特色的未来特殊教育之路，创建和积累优质特教资源，将区特殊教育云平台与市特殊教育资源库对接，形成特教资源共享机制和融合发展体系，为特殊学生提供适切的、个别化的特殊教育远程教育服务。

　　“在国内，面向智力障碍和孤独症儿童等群体的现代特殊教育发展历史已有200多年，虽然这套教学体系一直在演变进步，但是并没能在传统教学场景中取得革命性的突破。”申承林认为，这种革命性突破可能借助现代的信息技术，比如VR、AI、大数据等得以实现。他为此思考多年，并在2019年将这些思考集中起来，形成了《面向智障儿童的新课标教材本土化建构及其虚拟现实教学应用研究》课题，该课题被纳入全国教育科学“十三五”规划2019年度教育部重点课题。

　　目前，基于该课题的未来特殊教育计划之虚拟现实辅助教学项目一期和二期建设已经基本完成，预计今年5月份可以完成全部内容的开发，并正式投入使用。今年3月份，顺德区启智学校已经在课堂教学中启用该教学系统，不少孩子已经体验过这套教学系统的神奇。与此同时，围绕VR教学的教案编写、课件准备、数据分析等教学研究工作也在紧锣密鼓地进行中。

　　更令人惊喜的是，该课题研发的初心是服务于顺德区全区特殊学生，顺德区启智学校只是该项应用技术变革的首创者、倡导者和试验者。站在顺德区特殊教育发展的角度，顺德区启智学校研发的VR教学资源包可以在顺德区内推广应用，为融合学校、资源教室等提供优质的新型培智教学资源，从而发挥课题的区域辐射作用。

　　在此基础上，“我们还打算开发一个针对特殊孩子的基础数据库，将大数据技术运用到特殊教育中去。”针对这个课题，申承林还有更多的未来设想，运用大数据，他们可以对每一个年龄段特殊孩子的行为、认知能力、适应能力等进行统计分析，再利用这些精准数据进行教学方案的个性化设计，让特殊教育教学更科学、更专业、更有针对性，“目前，这项工作也已经在开展中。”