混合现实技术在教育领域的应用研究潘枫刘江岳摘要：混合现实（MR）是在虚拟现实（VR）与增强现实（AR）的基础上进一步发展的新兴技术，其在沉浸感与交互性等方面带来了更好的用户体验。目前，已有越来越多的教育研究者与实践者开始投身于MR技术的教育应用研究中。文章利用CiteSpace可视化工具，分析了国内外MR在教育领域中的应用研究热点，总结出其在教育领域的六大具体应用：学科教学、STEAM教育、教育游戏、远程指导和在线虚拟课堂、非物质文化遗产教育以及特殊领域技能培训等，并展开相关论述，对探索新兴技术与教育深度融合创新发展具有一定的借鉴意义。关键词：混合现实技术;虚拟现实;增强现实;教育应用：G434文献标志码：A：1673-8454（2020）08-0007-042016年和2018年《地平线报告》中均提及MR技术，并预计其将会在未来四至五年里成为教育领域采取的重要技术。在最新的2019年《地平线报告》中，提出学习分析、移动学习、MR、人工智能、区块链以及虚拟助手是推动高等教育变革的六大技术，其中MR作为中期技术预计在未来两至三年间在教育领域中得到广泛应用[1]。目前，MR技术已运用于医疗、军事、航空、娱乐等领域，其与教育的结合也在逐步加深。一、概念界定1.国内外混合现实相关概述介导现实（MediatedReality）和混合现实（MixedReality）在智能穿戴行业都简称MR。介导现实是数字化现实与虚拟数字画面的结合，最早由“智能硬件之父”多伦多大学教授SteveMann提出，认为智能硬件最后都会从AR技术逐步向MR技术过渡。1994年，保罗·米尔格拉姆（PaulMilgram）和岸野文郎（FumioKishino）提出现实—虚拟连续统一体（Milgram'sReality-VirtualityContinuum）的概念，对MR的内涵进行了开创性的探讨，认为在虚拟现实统一体中，左端代表完全真实的世界，右端表示完全虚拟的可视化环境，而在两极之间的区域即为混合现实，既包含增强现实，也包含增强虚拟，强调了混合现实是真实世界与虚拟环境的无缝融合。2.混合现实在教育领域的应用特征根据不同学者的定义归纳出MR具有虚实融合、深度互动、实现异时空场景共存等教育特征。（1）虚实融合VR仅创设虚拟空间，AR将虚拟信息简单叠加到现实世界，而MR技术则模糊了虚拟与现实世界的界线。对于虚实融合的方式，学者有三种不同观点：一是认为MR将真实事物叠加到虚拟数字空间。陈一提出MR先把真实的东西虚拟化，然后叠加到虚拟世界里，在新的环境中现实和数字对象共存[2];二是认为MR将虚拟对象叠加到现实世界中。王汉江等提出MR在现实场景呈现虚拟场景信息，在现实、虚拟和用户三者之间搭起交互反馈的信息回路[3];三是认为MR将现实与虚拟世界相互叠加。范文翔等提出混合现实学习环境（MixedRealityLearningEnvironments，简称MRLE）是一种由现实世界与虚拟世界交叠融合而成的学习环境，既可将虚拟学习资源融入到真实教学环境中，也可将真实学习资源融入虚拟教学环境中[4]。该特征与教育结合可以弥补传统课堂无法提供的真实情境，带来更逼真的用户体验。（2）深度互动交互性主要体现在两个方面：一是人与MR场景的交互。MR结合了VR和AR的优势，可实现人与MR场景的深度交互[5]。依托于传感技术，用户在体验的过程中能够感知MR环境中的画面变化、震动、语音等多方面的实时信息反馈，并能够通过触摸、手势、体感、语言等多种形式与MR环境进行交互，进而形成了一种自然有效的信息回路;二是MR环境下人与人的交互。徐菊红通过分析网络游戏环境具有虚拟与现实良好交互性的特点，总结出MR学习环境能够为学习者提供更丰富有效的交流互动手段[6]。该特征与教育结合，可以进行在线学习、模拟仿真、具象教学等方面的应用。（3）异时空场景共存MR在实现虚拟与现实深度融合的同时，可将不同时空下的场景通过计算机技术进行结合，实现异时空场景共存，也可将位置不同的学习者的虚拟影像耦合连接在同一个在线虚拟的环境中[5]。该特征与教育领域结合，将对远程指导学习、在线协作学习等具有很大的启发意义。3.混合现实概念界定综上所述，笔者认为MR是一种利用计算机图像技术、传感技术与可视化穿戴设备等相关技术与设备，实现数字虚拟对象与现实世界对象共存的可...