1、未來教育元宇宙解決方案目錄第1章.創客空間概述11.1. 提出創客空間的背景11.2. 元宇宙在宏觀上給教育帶來的機會41.3. 元宇宙賦能未來教育的挑戰6第2章. 現狀與需求分析122.1. 創客空間發展現狀122.1.1. 發展現狀122.1.2. 業務形態與發展模式122.13. 未來發展趨勢122.2. 創客空間的學習活動分析132.3. 存在的問題與局限性14第3章.公司的VR實驗室163.1. VR實驗室概述163.2. VR實驗室設計163.2.1. VR實驗室定位163.2.2. VR實驗室組成173.23.VR創客教學模式183.2.4.教室裝修布局183.3. 教學應用設計

2、193.3.1. 應用設計203.3.2. 教學流程233.33.YR創客課堂與STEAM結合教學場景253.4. 技術與學研支撐26第4章.VR實驗室優勢和特點284.1. 釋放想象、激發創新284.2. 自主動手、實踐探索294.3. 海量資源、自由編輯304.4. 創客教程、輕松上手30第5章.VR實驗室建設內容325.1. 教室裝修325.1.1. 展覽區325.1.2. 活動區335.13.訓練區345.1.4. 準備工作間355.2. 硬件終端365.2.1. 頭顯設備-VR眼鏡365.2.2. 基礎設備-PC主機375.23基礎設備-液晶顯示器385.2.4. 網絡設備-網絡交換

3、機395.2.5. 授課設備-電子白板395.2.6. 投影設備-投影機405.2.7. 成品輸出設備-3D打印機415.3. VR 軟件445.3.1. YR人生編輯器445.4. VR創客空間資源485.4.1. 覆蓋分類485.4.2. 制作流程495.5. VR創客教材52第6章.產品清單54第7章.培訓方案55第8章.售后方案58第1章.創客空間概述1.1. 提出創客空間的背景在信息社會，教育現代化需要通過教育信息化來實現，然而在當前教育實施 過程中，仍然出現了許多問題。第一、教育模式需要變革。傳統的授課、作業、考試的教育鏈條正在失效，教 育主體應該改變，傳統以教師為中心、以教科書為

4、體系和以教室為空間范圍的教 學模式遇到困境，教育不能適應新時代的未來工作者所具有的創造性強、低齡化、 穩定性差等特點，因此，以學生為中心、以網絡資源為體系、以網絡平臺為空間 范圍的新型教學模式將逐漸成為新模式。第二、教師職業出現危機。在21世紀出現的大量新生事物面前，傳統意義的 教師、學生面對新事物處于同一起跑線，因此，教師的學習本身面臨著巨大挑戰， 教師如何加強學習并繼續發揮教師的指導作用具有時代的緊迫性。第三、學習范式面臨挑戰。信息時代，學習方式、方法等將發生根本性變化， 學習模式將發生天翻地覆的變化，主要體現在終生學習、跨學科、循壞學習、人 機互動學習，過去學習是為了創造，現在學習過程本

5、身就是創造。第四、教育管理與評價需要提升。傳統教育管理依據經驗進行，難以做到與 時俱進，同時，教育評價基本是以考試手段為主的終結性評價為，評價的維度有 待于豐富。教育現代化通過教育信息化來實現，元宇宙賦能教育是新時期教育信息化的 具體體現，元宇宙教育將成為新時代教育信息化的典型特征。展望元宇宙與教育 的未來，教育將成為元宇宙最大的應用場景之一，因此要好好研究兩者之間的關 系。（一）游戲與教育1、游戲是人類的天性游戲與教育緊密相連。游戲不但是兒童的天性，也是人類的天性，游戲貫穿 于人的一生，盡管人們對游戲有著不同的看法，但是游戲中追求自由與創造、勇 于挑戰與闖關、遵守規則與約定、享受愉悅與幸福等

6、特有的功能是公認的，這些 構成了游戲精神的本質。2、游戲可以為教學服務目前，游戲開始從游戲即服務向游戲即平臺的方向發展，這樣，將游戲視作 模擬平臺，可以在未來釋放大量機會7。同樣，游戲平臺可以為教育利用，游戲 作為教育中知識的載體，能夠實現寓教于樂。游戲教學法有這些優勢：可以很好 地激發學習者的學習興趣，使他們喜歡學習；可以激發學習者的表現欲和想象力， 使他們的創新意識和創新能力增強；可以引入競爭機制，使他們的集體主義觀念 和團隊合作意識增強。因此，游戲教學法不但可以激發學習者的學習興趣，而且 能夠明顯提高學習者的學習能力和學習效果。正因為在游戲需要充分發揮人的想 象力與創造，這與未來社會對人

7、的要求是一致的，所以作為游戲精神最重要特征 的自由和創造，可以將基于游戲的寓教于樂教學方式在元宇宙教育中達到相當不 錯的教育效果。（二）元宇宙為教育提供新機會正因為元宇宙概念起源于游戲，因此，元宇宙能夠將游戲的諸多優點集中在 一起。例如參與者的精力高度集中性、強交互性和反饋及時性、沉浸式體驗、角 色扮演、協同合作等集于一體。正如虛擬現實在教育領域中的應用具有非常大的 發展潛力一樣，元宇宙在教育領域的應用將同樣具有非常大的發展潛力，它同樣 能為教育帶來諸多機會。因此，元宇宙與教育相結合并為教育賦能，可以改變傳 統教育，為教育提供新機會。（三）元宇宙教育的特點正因為元宇宙的綜合技術優勢和新一代互聯

8、網理念，所以基于元宇宙的教育 具有以下這些特點。第一，教育的實施將以個人選擇為主，教育成本將大幅度下 降，有利于實現教育的公平性8。第二，教育規模將逐漸加大，教育的靈活性更 好，有利于實現個性化教育。第三，學校教育將不再是正規教育的唯一途徑，依 托元宇宙平臺的教育可以打破現有學校學習時間和空間的限制。第四，學校教育 將從傳授知識向滿足個性化教育的知識需求、實現個人能力培養的方向轉型。第 五，畢業證書將實現電子化，電子化的文聘證書能承載著更多更詳細的知識學習 信息，從而有利于用人單位在選錄人才時的人才甄別與選擇8。五、元宇宙給未來教育帶來的變革元宇宙給我們帶來無盡的想象，元宇宙教育帶給教育的機會

9、很多，下面主要 從微觀和宏觀兩個層面進行分析說明。（一）元宇宙在微觀上給教育帶來的機會1、學習者的學習精力將更集中基于游戲的元宇宙世界可以讓體驗者比現實世界更能集中精力去深度感知和 體驗這種虛實結合的世界，尤其是在元宇宙世界中，我們帶上頭盔沉浸在虛擬現 實之中，不但可以屏蔽外界的各種干擾，還能一對一地完全投入在自己獨立的學 習空間，集中精力進行高效率的學習體驗。2、學習者的沉浸式學習體驗將更深廣感知即真實是元宇宙沉浸式深度體驗的本質表現。元宇宙特別適合于沉浸式 學習，它能給學習者創造身臨其境的學習空間。在現實條件下，有許多學習場景 具有一定的危險性，比如，有些化學實驗由于危險系數太大，在現實中

10、往往難以 進行實驗，但在虛擬現實中，這些都不是問題，學生甚至可以身臨其境，全方位 深度沉浸式體驗實驗的全過程。3、學習的交互過程將更充分人機交互交互技術是元宇宙六大關鍵性技術之一，這六大關鍵性技術俗稱大 螞蟻“BIGANT”（BIGANT指的是區塊鏈“Block”、交互技術“Interactive”、電子 游戲技術Game”、人工智能技術Artificial Intelligence、網絡及運算技術 Network以及物聯網技術Things internetn的縮寫6）。在元宇宙里，虛 擬技術與5G、人工智能技術相結合，視頻內容將更好地實現交互、服務和體驗升 級。由于強互動是元宇宙的一個基本特

11、點，所以在虛擬世界里，每個人都可以扮 演了不同的角魚，這些角色之間的互動性與真實世界趨同，因此，扮演不同的角 色進行學習互動，有利于提高學習者的積極性，從而取得良好的學習效果。4、教師和學生的角色將發生根本性變化傳統課堂教學是“以教師為中心”的教學模式為主，教師的角色是教學活動 的權威和獨唱者，因此學生是被動的接受教師傳授的知識，然后想辦法做到知識 的消化，并將知識運用到將來的工作和生活中去。未來元宇宙教育時代將是“以學習者為中心”的教學模式，這種新型教學模 式與傳統教學模式相比，更能突出學習者的學習主體地位，更能重視學習者的學 習積極性和主動性，因此，在這種新型教學模式下，教師的角色將從絕對

12、的權威 位置上調整為教學活動中的促進者和輔助者，在教學活動中充當主導者和導演的 作用。5、教育資源的建設將更積極有效共創、共治和共享是元宇宙的基本價值觀，其核心特征是數字化創造，群體 自由創造是元宇宙存在、發展以及迭代更新的根本動力。元宇宙時代，由于區塊 鏈等相關技術的廣泛應用，互聯網的去中心化趨勢將得到更充分的體現，可以實 現我的世界我做主，即每一個人都可以成為網絡資源的創造者和擁有者，互聯網 教育資源的知識產權更易于實現，個人的價值能夠得到充分的體現，教育從業人 員創作性和主動性得到了極大的提高，教育資源的建設將更加積極主動，共創、 公治和共享的局面將使得優質教育資源源源不斷地涌現。6、教

13、育大數據的重要性和真實性將充分體現在元宇宙時代，數據將成為石油一樣的核心戰略資源，元宇宙中，數據就是 財富，同時區塊鏈技術在元宇宙中的廣泛應用，數據權利將被充分保護，數據的 真實性和安全性能夠得到保障。因此，元宇宙時代，教育大數據的重要性將能夠 得到充分體現，其真實性也能得到根本保障。1.2. 元宇宙在宏觀上給教育帶來的機會1、促進在線教育的新發展（1）重構基于元宇宙的智能在線學習環境由于元宇宙綜合了人工智能、大數據、虛擬仿真、通信等現代最先進的信息 技術，并能依托這些技術對在線教育的基石和在線教育的學習環境進行全方位重 構。元宇宙對在線教育的基石重構主要涉及5G和6G網絡環境建設、網絡資源生

14、 成、網絡大數據處理、認知機制、交互界面等多方面。元宇宙重構在線學習環境 的系統結構主要包括：構造師生所處的感知共生場域的環境，構造動態數據流通 與資源服務的信息環境，構造師生動態性與持續性的主觀整體感受的心里環境, 構造師生共同的外在行為遵循與內在價值認同的文化環境10 o因此，元宇宙智 能在線學習環境消除了傳統網絡在線教學時空分離的障礙，實現了時空再融合, 產生了超越時空距離的新型共在”形式，有利于挖掘學習者的學習潛力，提高 在線教育的學習效果。（2）促進在線教育的創新發展基于元宇宙的在線教育將進入體驗化學習和沉浸式交互的創新發展階段，在 線教育將迎來轉段升級的創新奇點，實現發展形態的實然

15、躍升。元宇宙可以將在 線教育課程資源從學習者的參與體驗角度進行重新調整，可以主人、旁觀者、第 二人生等多種身份通過漫游、沉浸、再造生命的形式進行學習體驗，收獲不一樣 的學習效果。通過元宇宙虛擬技術打造虛擬教師和教師助理，對在線學習者提供 全天候的服務，實現人機協同的智慧型教學互動系統。元宇宙可以很好地滿足在 線教育的不同需求，如實驗型在線教學，可以通過元宇宙技術再現逼真的情境， 降低了實驗成本，避免了實驗風險。基于區塊鏈技術的元宇宙在線教學系統可以 依托區塊鏈分布式賬本和智能合約等優勢下確保教育數據信息的真實性，從而可 以完善在線教育體現的認證機制。2、促進教育新基建的落實元宇宙是未來數字經濟

16、中最活躍、最具有代表性的組成部分，是國家新基建 中數字基建的重要組成部分，也是國家教育新基建的重要組成部分。元宇宙的不 斷發展，勢必促進新型基建的大力發展。從教育新基建方面看，元宇宙有利于改 變教育基礎建設的分散，能夠更好地整合教育基礎設施，打破教育數據之間的壁 壘，提供教育質量的整體水平。3、促進教育模式（范式）的變革元宇宙教育將有效地促進傳統以教師為中心，以教室為主要教學場所，以課 本為主要知識體系的傳統教育模式，向以學習者為中心，以互聯網為主要教學平 臺，以網絡資源為主要知識來源的新型教育模式。元宇宙教育的一個典型事件將是機器人教師和智能虛擬教師的出現，它們將 能很好地彌補傳統單一教師的

17、授課模式，實現從單一教師向雙師制、多師制轉型。 因此，人機協同完成教育教學活動將有可能取代傳統師生之間的關系，學生的學 習模式將發生根本性改變，可以與機器人教師隨時隨地交流互動。4、促進個性化教育的實現在元宇宙時代，每個人除了身份證和護照，還將有一個元宇宙通證，它將通 行人類數字文明浸潤下的虛實共生的元宇宙世界6。今后，人們可以根據個人 的興趣和愛好，很快地切換身份，穿梭于真實和虛擬世界之中，進入任意一個虛 擬學習空間進行學習，在這個更加開放和自由創作的環境下，更易于實現個性化 教育。5、促進教育信息的真實性和可靠性元宇宙是基于區塊鏈技術的新一代互聯網，基于區塊鏈的分布式賬本和智能 合約的典型

18、特征為基礎的認證機制得以實現，這將從源頭上保證了教育數據的真 實性和可靠性，所有參與教育過程中的任何人在任何時候產生的相關數據將都能 被公平、公開地記錄在互聯網上，因此教育工作者和學習者的知識產權得到了根 本保障。6、促進教育公平性的落實依托5G甚至6G網絡通訊技術，以及人工智能、大數據和強交互技術等綜合 技術手段，可以搭建一個虛實相生的沉浸式學習環境，基于區塊鏈技術的教育資 源的有效創建和科學合理的教育資源的使用，可以消除長期以來教育的痛點即在 空間上的教育資源的嚴重不匹配的老問題，消除貧困地區和邊遠山區等教育資源 嚴重不足的問題，促進教育的公平性。7、促進終身教育的實現元宇宙的大力發展，將

19、極大地推進終身教育的實現，元宇宙中的游戲化學習 方式是快樂學習的重要體現。元宇宙教育幾乎無年齡差別地為所有年齡段的學習 者提供了個性化的學習內容和學習空間，這將有效地推進終身教育的實現。8、促進未來人才的培養創造未來世界的重擔將落在年輕一代，未來屬于年輕人，培養屬于未來世界 的未來人才，是未來教育的重點。綜合各種最前沿信息技術的元宇宙，在技術上 和哲理上都為未來世界描繪了一個美好的愿景。1.3. 元宇宙賦能未來教育的挑戰當今世界正處于百年未遇之大變革時代，教育也不例外。信息技術的發展對 教育產生極大的彩響，未來教育在元宇宙的賦能下將發生很大的變化。因為教育 的本質是生命所需和社會所需，其生命屬

20、性和社會屬性將不會改變，所以未來教 育的終極目標仍然是要為生命服務、為社會發展服務。教育的本質為未來教育的 發展指明了方向，在此基礎上，我們來仔細研究元宇宙如何賦能未來教育。（一）對未來教育的憧憬國內外專家學者對未來教育有許多觀點，隨著信息技術的不斷發展，有些觀 點已經實現或者正在實現。近些年，我國教育家對未來教育發表了許多新穎的觀 點，其中最有代表性和最有系統性的當屬著名教育家、新教育實驗發起人朱永新 教授的未來教育觀，他在其著作未來學校中重新定義了教育，并全面描繪了 未來教育的發展藍圖，其中一個主要觀點就是“今天的學校將會被未來的學習中 心取代”。朱永新教授的未來學習中心主要內容可以歸納為

21、以下十大方面：第一， 從學習中心的內在本質來說，它會走向個性化；第二，從學習中心的外在形式來 說，它會走向豐富化；第三，從學習中心的時間來說，它會走向彈性化；第四， 從學習中心的內容來說，它會走向定制化；第五，從學習中心的方式來說，它會 走向混合化；第六，從學習中心的教師來說，它會走向多元化；第七，從學習中 心的費用來說，它會走向雙軌化；第八，從學習中心的評價來說，它會走向過程 化；第九，從學習中心的機構來說，它會走向開放化；第十，從學習中心的目標 來說，它會走向幸福化。此外，還有很多學者提出了未來教育的許多看法，比如要縮短學制，打破學 科限制，進行混齡教育、從教育的開始就要按照終身教育理念開

22、展教育教學，重 視基于專項技能的產教融合式的微學位、微學校，甚至提岀沒有實體的虛擬學校 等等。（二）2022年可能成為元宇宙教育元年有人認為，元宇宙最大的應用場景是教育領域，但是“元宇宙+教育”在未 來10年之后才能迎來大爆發，目前還處于摸索階段，也有人提出2022年很有可 能成為元宇宙教育元年。各種現象都充分表明，元宇宙教育正在成為教育界重點 關注的大事件。中國在中關村成立了全球首家“元宇宙教育實驗室”，旨在探索 元宇宙與教育創新的結合，推動元宇宙教育應用落地發展，尋找科技深度賦能教 育的解決方案，推動元宇宙教育在更多教育場域落地實踐，以科技助力教育高質 量發展。（三）促進在線教學向在線教育

23、轉型自從互聯網教育發生以來，線上線下相融合（On 1 ine-Merge-Off 1 ine簡稱 “0M0”）教學模式是一種常見的遠程教育模式。隨著計算機算力的大幅度提升 和算法的不斷優化，以及虛擬現實、大數據、人工智能、通信、區塊鏈等技術的 逐漸成熟與不斷發展，迎來了元宇宙時代，元宇宙在遠程在線教育領域中得到了 廣泛應用。元宇宙在線教學不但能夠更好地滿足學習者想需要，如網絡教學環境 更優、體驗感更強、互動性更好、個性化學習更容易實現。元宇宙世界不但可以 有很好的體驗，而且還能讓所有學習者參與創造知識，實現與他人溝通交流，甚 至還可以進行數字資產的交換等等，這將完全是一個現實世界的數字李生版，

24、因 此，在元宇宙的加持下，在線教學將可以從相對單一的教育教學向全方位的教育 教學轉型，完成在線教學向在線教育的根本性轉變。(四) 元宇宙賦能未來教育的應用場景1、元宇宙為教師賦能(1) 教師角色變化元宇宙教育的教師角色將發生變化，據支配地位的傳統教師將逐漸向成為學 習者的引導者和陪伴者轉變，成為教學活動中的導演。此外，教師將在元宇宙教 育世界中，成為諸多小的教育元宇宙部分的教師，教師將成為自由職業者，可以 作為個體或者組織同時為多個教育機構服務。(2) 虛擬教師的出現人工智能機器人的出現，在教育領域中也逐漸有智能機器人教師岀現來輔助 教學活動。隨著元宇宙的出現，元宇宙意義上的形象人物已經大量出

25、現，如電視 臺虛擬節目主持人、房地產商等商業品牌虛擬代言人，以及游戲中的虛擬人物等 等如雨后春筍般的涌現，在教育領域的虛擬教師目前盡管還未見到，但這只是時 間的問題，極有可能會在近期會出現。因此，業內預言2022年元宇宙的典型事 件將是虛擬教師的出現，并預言2022年為元宇宙教育元年。(3) 改進教師的教學方法智能機器人教師以及虛擬教師的相繼出現，將改變教師單一授課模式，從單 一教師模式向雙師制甚至多師制轉型。人類教師在教學活動中的工作重點也將從 單一傳輸給學生的滿堂灌主導模式向為學生提供學習服務和咨詢，引導學生如何 完成學習目標的輔助學習型轉變。2、元宇宙為學生賦能元宇宙為學習者提供了更加便

26、捷的學習方式。(1)提供泛在可驗證的智慧學習范式泛在可驗證是指教師與學生能夠利用教育元宇宙進行跨越時空的驗證性學 習活動，教師和學生能夠在元宇宙空間根據學習需要進行及時的假設驗證以及方 案改進等學習活動13 o因此，學生通過泛在可驗證性學習，可以在元宇宙教育 平臺上，利用靈活的人人交互和人機交互，巧妙地驗證假設驗證結果的有效性和 遷移性。(2)提供深度沉浸的體驗性學習過程沉浸式體驗感是元宇宙教育的突出優點，它可以突破傳統課堂教育的空間局 限性，通過具身體驗全方位感知學習過程，并能進行及時反思，不斷修正，并發 現問題，尋求解決問題的方式方法。沉浸式體驗學習可以利用穿戴設備、腦機接 口以及人機交互

27、等技術與教育元宇宙中的人物、實驗設備以及自然環境等進行實 時流暢互動與智能反饋13。3、元宇宙為知識生成賦能元宇宙具有深度體驗、內容創造、角色交流以及價值交換等基本特征，通過 元宇宙平臺，可以生成虛實融生的協同性知識。虛實融生的協同性知識生成是指 學習者與元宇宙居民利用元宇宙的虛實融生特性，進行虛擬與現實環境的任意切 換、理論與實踐的及時驗證和改進，教育元宇宙的虛實融生初級階段是增強現實， 發展階段是數字攣生，高級階段是人腦融合或者人類意識的網絡永生13。因此, 通過VR、AR、MR等虛擬現實技術，實現虛實融生的人機協同來共同生成知識內 容，這樣可以有效地解決虛擬環境與現實情況之間的矛盾，使得

28、學習者能夠輕松 進入虛實一體的環境來實現元宇宙教育的學習目標。4、元宇宙為教育管理與評價賦能傳統教育管理與評價主要依據管理經驗和以考試為主要依據的終結性評價 為基礎。進入元宇宙教育時代，由于人工智能、大數據、區塊鏈技術的介入，可 以實現對在教育過程中產生的數據進行處理、分析與應用，做到基于數據的精準 化教育管理。區塊鏈技術的應用可以做到真實地記錄教育活動的過程性數據和終 結性數據，這樣可以實現教育的過程性評價與總結性評價的有機結合。因此，基 于元宇宙的教育管理與評價，可以為發展高質量的教育提供新的依據與動力。5、元宇宙教育促進教育全數字化轉型和教育的數字李生元宇宙帶動了通信技術、云計算技術、3

29、D建模、VR設備、數字貨幣等技術 的發展，也必將促進相關新興產業的大發展，有利于社會經濟發展，同時勢必促 進教育新基建的大發展，為教育全數字化轉型提供堅實的物質基礎，教育的全數 字化轉型為教育數字攣生提供了前提條件和根本保障。數字李生的最大特點是高 保真、實時交互和虛實共生，這為學習者提供了真實的具身學習體驗14。在教 育的數字李生世界里，師生通過自帶設備（如電腦、平板）、自適應技術、可穿 戴技術等，收集到相關數據，進而構建系列高度仿真的虛擬模型，為學習者的深 度學習提供全新的體驗、材料、路徑15 o因此，盡管目前元宇宙主要在游戲領域首先起到了很大的作用，但從長遠看， 教育領域的元宇宙將是一個

30、非常大的應用場景，在教育全數字化基礎上實現教育 的數字李生將成為教育的常態。6、元宇宙教育為未來學校建設提供新模式元宇宙教育的發展必將促成元宇宙學校的創建。學習組織在未來學校將得到 重新構造，元宇宙學校將得到創建。元宇宙時代，所有的學科可以打破，固定不 變的學制可以變化。（1）個性化教育將取代傳統教育目前的教育是基于工業社會時代的以教師為中心”的模式，未來這種以教 師為中心的傳統教育模式將被“以學生為中心”的教育模式取代，未來教育的教 師將是學習者的指導者和引路人，是為學生的成才成長提供全方位的服務，未來 的學校也將是以學習者為中心來重構。以知識為本的傳統教學模式要讓位于以人 為本的個性化學習

31、模式。（2）體驗式學習方式將取代知識傳授方式以教室、教材和教師為中心的傳統知識才傳授型教學模式要讓位于基于互聯 網、人工智能和元宇宙的全時空的體驗式學習模式。因此，教育的時間和空間將 得到重構。（3）元宇宙學校與未來學習中心當今世界進入了以人工智能為代表的信息時代，信息時代尤其是正在向我們 走來的人工智能時代以及目前正在探討的元宇宙時代，教育也必將發生變化。20 世紀六十年代之前的教育以知識為中心，直到20世紀七八十年代開始，全球范 圍內的教育界對學生的素質、能力開始關注并逐漸成為主流，教育也因此開始呼 第9頁吁以學生為中心。岀現這種顯著變化的根本原因還是傳統的以知識為中心的教育, 越來越難以

32、滿足在信息時代對人才的需求，就這促使教育的變革要轉向以學生為 中心。因此，未來元宇宙學校將與現在學校在形式上有著本質的不同，元宇宙學校 極有可能正如朱永新教授預測的那樣以“學習中心”的形式存在。另外，到目前 為止，國內外對基于以學生為中心的新創學校和教育機構進行了大膽嘗試，并取 得了顯著效果，這些都為以學生為中心的教育理論提供了實踐佐證。第2章.現狀與需求分析2.1. 創客空間發展現狀2.1.1. 發展現狀全球知名的創客空間有諸如c-base e. V.、Metalab. TechShop、Fab Lab等 等。經過多年的發展，國內外已經把創客空間這個模式推到了一個比較成熟的歷 史階段，并對科

33、技創新產生了深遠的影響。此后，創客的概念被引入中國，也逐 漸誕生了類似的場所。國內第一個創客空間是2010年誕生于上海的新車間，類 似的還有北京創客空間、深圳柴火空間、杭州洋蔥膠囊等等。根據全球創客空間維基站點統計，截止到2015年5月，在其網站注冊的創 客空間有21家，分布于北京、上海、深圳、南京、杭州、成都、廣州、東莞、 香港和武漢。國內目前實際正式運行的創客空間總共有53家，輻射區域覆蓋了 華北、長三角、珠三角、華中、西部地區和東北地區。各地還不斷出現新的創客 空間。不同地域的創客社群，顯現出差異化的定位和發展方向。受到各地產業結 構與社會文化差異的影響，這些創客組織在聚集參與者，進行項

34、目開發的過程中 各具優勢：華北地區有充足的原材料供給，政府定向支持，工程類高校眾多，擁 有龐大的目標人群基礎，資本密集。長三角地區的長項在于開源硬件企業在資金 和技術上的支持，工程、藝術類高校云集，國際化程度高。珠三角地區更貼近機 電產品的上游原材料供應鏈，政府定向支持，互聯網企業眾多，信息化人才聚集。2.1.2. 業務形態與發展模式第一層面是“北上廣深”等特大型城市的創客空間。這些城市科研力量強、 經濟發達，信息技術、智能化制造加工配套能力強，政府支持力度較大，創客活 動也比較活躍。第二層面是科技基礎較好的中心城市的創客空間。如西安、杭州、武漢、成 都、廈門等地的創客空間開始起步。但由于這些

35、產業基礎以及科技服務限制，創 客空間缺乏較系統發展計劃、政策資金以及產業配套支持，發展相對滯后。第三層面是依托高校以及科技園區形成的創客空間。如杭州洋蔥膠囊等。高 校、科技園區內科研資源條件較好，能發揮教師、學生專業和興趣特長，引發了 髙校創客空間的萌動和發展。2.1.3. 未來發展趨勢隨著互聯網和信息技術的發展，創客活動逐漸從個體或小群體自組織的行為 發展成為大群體經縝密組織開展的系統化產品創作過程。創客們不滿足于“獨樂 樂”，將創作出的產品推向細分的長尾消費市場，最終“獨樂樂”變成了 “眾樂 樂”，業余愛好也變成了 “副創業”。創客項目產業逐漸形成規模，圍繞創客空間 出現了為項目提供資金支

36、持的項目殍化器、眾籌平臺，以及專門為用戶提供開源 硬件資源的硬件提供商。以創客空間為中心的創客生態圈由此形成，創客運動進 入生態化發展的階段。創客有缺？的項目組孵化器眾籌平臺創客空間實驗室、車間創客生態圈產品市場圖以創客空間為核心的創客生態圈2.2. 創客空間的學習活動分析體驗營 ExpoCanua創客工作坊 workshop現有的發生在創客空間中的學習活動主要分為四種范型。常態化課程教學 routine course挑戰賽Challenge Game 常態化課程教學(routine course)創客教育中的常態化教學活動，與以學科知識為中心、以說理灌輸為主要方 法的傳統教學過程不盡相同，更

37、多以項目學習為主要方法，以“做中學”為主要 實踐模式，具體包括三類子活動：1) 基礎技能學習與訓練：入門知識的學習和技能訓練，如游標卡尺刻度的 基礎知識、鋸床的使用流程等，該部分會用到少量傳統的基于知識的教學方法, 但更多使用項目學習的教學方法，將技能訓練融入具體情境的入門任務中。2) 模仿型項目實施：辛普森(simpson, 1972)提出動作技能的七種分類, 強調復雜動作技能學習在早期階段，包括模仿和嘗試錯誤，創客創新的過程也以 模仿作為起步。常態課程在初期階段會設置一部分由教師設計的給定目標與操作 流程的模仿型學習項目，如聲控燈光電路設計等供學習者操練。3) 創新型項目實施：在學習者已掌

38、握基本的創造技能后，開始為他們設置 大致范圍但不給定具體題目的任務，如提供“智能家居”主題，讓學習者從主題 構思起步，協作完成全部創造過程。常態化的課程教學是教育創客空間中最主要 的學習活動，現階段的實踐已形成一些較有特色的校本課程，如溫州中學的Arduino創意機器人。 創客工作坊（workshop）包括邀請創客前輩、特定專業領域的專家舉辦討論會，通過討論、答疑等， 為學習者提供專業的解答、建議與指導，甚至帶領大家制作作品。從情境認知視 角看，工作坊起到為學習者搭建從“邊緣參與”走向“中心參與”的橋梁作用， 讓學習者在具體的領域里在專家指導下從業余走向專業。與常態課程中的教師指 導的創新型項

39、目的學習活動相比，創客工作坊由于在具體專業領域更加深入，因 此是更高級的創客項目學習活動。Intel “Project Bridge是個很好的示范案 例，職業橋梁工程師在學習者困惑時，適時提供比教師更專業的指導和建議，促 成學習者解決難題，最終構造出承重結構最好的橋梁。 挑戰賽（Challenge Game）創客挑戰賽帶有游戲、競賽的性質，常見的挑戰賽有三種：1）給定主題競賽：與常態課程中的模仿型項目原理相近，要求小組完成同 樣的題目，如“基于METAS設計調速風車”，評價主要依據項目完成時間、功能 實現程度等指標。2）給定范圍競賽：與常態課程中的創新型項目原理相近，要求小組完成一 類項目，具

40、體題材和實現方式不限，如設計“智能可穿戴設備”，評價主要依據 項目的完成時間、成本、效率等指標。3）創客馬拉松：不同專業背景的學習者聚在一起，在規定時間內（如48小 時），完成從不認識到組隊、頭腦風暴形成創意、設計與制造、陳述與展示項目 的全過程，評價主要依據項目的完善程度。創客馬拉松也有破冰游戲（Ice Breakers）的意味，是三種競賽活動中難度和趣味性最高的一種，也是面向社會 的創客空間中最常見的一類競賽。2015年深圳制匯節和中美青年創客大賽均設 有類似競賽單元。 體驗營（ExpoCamp）體驗營活動以教育創客空間為展示平臺，一方面將學生創意制品與學生家長、 社會人士分享，展示教育成

41、就；另一方面，邀請學生家長、社會人士在學生的指 導下體驗簡單的創客項目的創作過程。它帶有展示和擴大創客教育影響范圍、傳 播眾創文化的意味，也是學校與社區、社會互動的手段。同時，由學生策劃體驗 營活動、指導具體的體驗項目對其創客素養的培育與學習動機的提升都有積極意 義。面向社會的創客空間如新車間、柴火等每周都設有體驗營（開放日）活動， 創客教育中的體驗營主要以校園文化節活動為主。2.3. 存在的問題與局限性基于前述研究可發現，創客空間的學習過程，雖與傳統的以學科知識為中心、 以說理灌輸為主要方法的教學過程不盡相同，但在具體學習活動中也有不少相似 之處，比如都需要基礎知識的學習，小組間的學習討論與

42、協作，學習任務的領取 與職能分工，專家的答疑解惑等。反觀實踐中與傳統課堂處在相同位置的創客空 間，還普遍實行由單一的實體空間支撐全部的學習活動，效率較低，且不能適應 學習者對創客教育實踐質量越來越高的需求。來的中國創客來自于校園，特別是中小學校。抓好基礎教育，才是抓住了眾 第13頁創空間發展的主要矛盾。多年來，我國大多數中小學校都增加了科技信息課程， 產生了積極的效果，但距離西方高水平科技教育、培育復合應用型科技人才的目 標還有一定距離。具體表現在：(1) 創客教育缺乏健全的教學設計模式。創客教學活動的設計和實施步驟不 夠精確，教學資源與教材還不夠豐富與完善，將創客思想融入STEAM教育的教

43、學理論和實際案例還比較缺乏。(2) 教育創客人才缺乏。創客教育不同于傳統教育，教師與學生的關系較以 往有所不同。隨著人工智能、物聯網技術的飛速發展，需要教師不但在教學方 法方面加以重新認識和轉變，而且要掌握更多領域的知識和技能。(3) 創客空間入校比例較低。中小學校和社會上的創客空間的根本目的不同, 對空間大小、設備、管理機制等的需求存在區別。與國外相比，雖然深圳柴火 創客空間、北京創客空間、上海新車間等社會上的創客空間已有非常好的發展, 但是我國中小學校內，創客空間入校率還比較低，建設機制并不健全。(4) 傳統課堂班額受限。在美國，創客教育的課堂人數往往只有十幾個人， 而在我國，若要普及這一

44、教育，班額存在現實難題。在幾十人擁擠的課堂上， 老師很難對每個學生給予適當的關注和指導，創新活動在一定程度上會因為學 生缺乏引導、缺乏自信、缺乏分享而受限，創客教育的目標將會難以實現。(5) 資源不足。創客空間需要一定的工程素材和加工、活動空間，作為教育 用的計算機教室或實驗室，還需要一定的教學設施，如工作臺、學生作品展覽 儲存、分享的空間，教材和教學資源，這讓很多學校止步于高額的資金投入和 場地規劃。第3章.公司的VR實驗室3.1. VR實驗室概述VR實驗室是全國第一間真正將VR技術與課中教學深度結合的VR實驗室。 VR實驗室以培養學生創新精神和動手能力為重點，將沉浸式虛擬現實技術（VR）

45、與STEAM教育、創客教育相融合，以VR人生編輯器為基礎，依托云端海量3D教 育資源素材庫，為學生提供自由發揮的空間，把學生轉變為創造者。VR實驗室是一個具有加工車間、工作室功能的開放的實驗室，VR課堂教學 能與原有的交互白板教室、電腦室、智慧教室兼容銜接，與其它各種信息化教學 模式并駕齊驅。創客們在實驗室里共享資源和知識，來實現他們的想法。從2007 年起，全球各地共建立了超過2000多個創客空間。這些創客空間的建立，有效 的滿足了有創新想法并且愛好動手的學生的需求，便于引導學生從消費者轉變為 創造者。3.2. VR實驗室設計3.2.1. VR實驗室定位VR實驗室以培養學生創新精神、探究能力

46、、生存能力、反應能力、抗壓能 力等綜合能力為重點，將沉浸式虛擬現實技術（VR）與STEAM教育、創客教育相 融合，訓練學生的綜合能力。VR實驗室，以學生為主體，把學生轉變為創造者。讓學生自己動手設計， 像設計師一樣預先思考可能遇到的問題，培養學生的創新思維能力并能迅速得以 實現，契合學生好奇心，釋放學生想象力、創造性，拓展學生視野。讓學生自己 動手組裝，激發學生的學習興趣、好奇心與求知欲，鍛煉了動手能力，變被動學 習為主動探究。讓學生自己動手探究，培養學生提出問題、研究問題、解決問題 的能力。綜合能力訓練想象能力、創新能力3.2.2. VR實驗室組成VR實驗室解決方案將沉浸式虛擬現實技術（VR

47、）與素質教學相融合，以優 質教學資源為核心，集終端、應用系統、平臺、內容于一體，為學生創設接近真 實的學習環境，將虛擬動畫與實景空間相結合并且結合學生自主動手創造能力， 將抽象概念具象化，為學習者打造高度開放、可交互、沉浸式的三維學習環境。 VR實驗室解決方案由VR實驗室環境布局、硬件終端、管理軟件、創客空間資源、 創客課程組成。 VR硬件設備：PC+VR頭戴顯示設備、VR設備管理終端、3D打印機、網 絡設備； VR軟件平臺：教育云平臺、VR人生編輯器； VR創客教育資源：3D教育素材、VR創客教程。謔葩布局-老WT作臺移動IMS板-室內基礎設計N硬怦謊 PC+VR碗-3D 打齟軟件 VR資砂

48、腳 -VR燉軟件-資平臺創客空間資源-VRfiES 惑創客課程部署及售后3.2.3. VR創客教學模式VR的技術特點為探究式學習理念提供了各種創新的可能。VR實驗室在學生探究學習上具有更強的指向性、實踐性、參與性和開放性。在VR交互技術上, 讓學生通過自身探索能夠掌握解決問題的方法，最終完成探究學習“教師引導， 啟發思維；初步探究，動手制作；觸發想象，激情創作；預覽檢查，效果完善； 作品分享，親臨體驗”的全過程，在制作的過程中建構起關于科學、技術、工 程、藝術和數學的知識。甌0牧師引導啟發思維JKiWhUTF第21頁3.2.4.教室裝修布局3.3.教學應用設計VR技術+教育的深度結合，為師生提

49、供了 構想性、可沉浸、強交互”的獨 特教學模式。本章節提供了一套VR實驗室常用教學流程，以及VR與多學科教學 的情景設計，展現了 VR課堂的獨特魅力，使各個學階的學習者都能融入到虛擬 現實環境下，更激發學生的擴散思維，引導學生主動創新，解決問題，增強動手 能力，提供綜合素質的全面發展。虛擬教學實驗完成不易觀察的、有危險的、費用較高的實驗技能實操培訓真實的危險場景安全可逆的體驗技能反復訓練3.3.1.應用設計VR實驗室的目的是提高學生的動手能力，所以需要的硬件、軟件資源比較 多，對于實驗室是有特定的要求。VR實驗室在教學形式上采用翻轉課堂的形式 可以提高學生的學習興趣。VR實驗室包含STEAM的

50、學科整合，釆用慕課方式組 織課程可以大大提高資源的共享，也有利于學生進行在線交流，成果共享。與傳統的創客空間、實驗室相比，本方案中通過VR硬件設備與VR編輯器 等軟件的配合使用，更注重前期動手設計階段。在VR人生編輯器中，提供涵蓋 多學科的海量創客資源，基于此學生可以進行多樣化設計，其設計成果還可基于 VR設備進行多角度、多方位展示。整體應用設計如下圖所示：在創意、設計階段，基于VR資源開展項目設計，融合STEAM多學科。 其VR資源可涵蓋目前市面上多學科、多學段的創客課程，依托云端海 量3D教育資源素材庫，為學生提供自由發揮的空間，把學生轉變為創 造者。利用VR編輯器設計的成果，可保存至成果

51、展示分享平臺進行分享。學生利用自身的VR頭戴顯示設備機可體驗已有的創新產品、創作設計, 并支持在優秀產品上進行編輯。基于設計的成果，可利用3D打印機、激光切割、小型機床等設備進行制作和輸岀。第22頁評價-過程性評價基于成果保存VR資源編輯器VR資源成果展示分享平臺VR頭戴顯示設備備鏡+智能手機VRSS 鏡+PCVR體機3D打印機制作與輸出激光切割積木式電子插件STEA*教育創客教育依托云竦海星3斑育資源素材毎為學生提供目由發揮的空甌把學生轉變為創適者圖VR實驗室應用設計Stepl.組網、軟件安裝Step3.資源下載使用教師賬號登陸教師pc端-使用游生吹3.3.2.教學流程VR實驗室可與學校原有

52、的傳統教室、多媒體教室、智慧教室完全兼容，從教 學方式上是“互補”關系而非代替”關系，針對課堂中不同學科、不同類型 的知識點，為教師提供更先進的、適合的、多元化的呈現方式。(1)課前準備課前準備教室的AP設備組建起該教室局域網安裝仙噸件、VR彌器、配VR眼鏡 3DHQW1等其他設備網絡連接Step2.賬號登錄姉晰額資瞬臺,血 接外網環境下,提前下載所需要n識點 VR 資(2) 課中設計與制作課中創造辟初+題+冊 十軸+瞬優化鯽) 9項目創意設計在成眼示分事平臺中，教is選取優頊臨:Affifi修改優化1材,椚昭神躍袖，詡曲如創感最大化 成制I小化 j項目創廈設計.V J基于VR設備成果虛擬展示

53、 VR眼鏡智能手機 VR眼鏡PC-vR-mi成品輸出未來教育元宇宙解決方案V3.0第29頁（3）課后評價與分享設備管理優秀創新享課后分享成果展示分享平臺，分享優秀設計設備管理站集中管理安全防范、消毒清潔學生剛介.成品輸出”分享優秀成果在綜合究性翻參獎況、 感受a ,為一項嗣居學生的硏究報告、上級部門組織的競 賽參與情況.對學生情感、態度與價值觀、 過程與方法、知識與能力進行綜合評價.3.3.3. VR創客課堂與STEAM結合教學場景VR實驗室和STEAM教育即：Science （科學），Technology （技術）， Egineering （工程）,Arts （藝術），Maths （數學）的

54、融合，將推出一套涵括 電子、材料、結構、程序、科學探究等多個門類的創客課程體系。（1）Science （科學）在科學課程領域，開創VR創客課堂將培養學生區別人工智能和人類智能的 能力、培養學生觀察能力、思維能力和聯想能力、培養學生的用科學的方法解決 問題能力。以人工智能與機器人為例，結合VR編輯器，學生可了解機器人中各 部件的組成、作用、功能介紹等，同時可對資源素材進行編輯制作，學生可創造 自己的機器人模型，了解機器人的分類，讓學生對機器人有興趣。基于VR眼鏡 設備，學生可以直觀看到自己設計的機器人成果，進一步拓展即可通過學習編寫 程序等讓機器人動起來，增加學生的創造能力、動手能力、合作能力。

55、（2）Technology （技術）生產制造和3D打印都耗價昂貴。把VR添加到設計和工程學教學中，學生們 就可以從各個方面了解自己的設計，從車輛到橋梁、房屋，無需花費把自己產品 制作出來的費用。VR創客課堂繼承信息技術實驗室、藝術設計實驗室，為創客活 動中較為高級的計算機建模與3D打印快速成型活動提供支持，著重培養學習者 先進信息與制造技術的實踐操作專業技能。(3) Egineering (工程)虛擬現實技術可以對學生學習過程中所提出的各種假設模型進行虛擬，通過 虛擬系統便可直觀地觀察到這一假設所產生的結果或效果。學生可設計出新的電 路、新的建筑物，利用虛擬現實技術進行探索學習，有利于激發學生

56、的創造性思 維，培養學生的創新能力。(4) Arts (藝術)基于VR實驗室，將利用VR技術的構想性特性，使用者在虛擬環境中可同時 獲得視覺、聽覺、觸覺、動覺等多種感知，可增強學習者對學習內容的感知程度、 認知程度，高感性和理性認識，從而使用戶深化概念和萌發新的聯想，因而可以 說，虛擬現實可以啟發人的創造性思維。(5) Maths (數學)針對數學測驗、空間幾何結構轉換、制圖制表、空間三維坐標展示、百分比 運算以及幾何物體的面積容積的理解，利用VR能夠充分調動學生視覺、聽覺等 多感官參與，使抽象復雜的概念形象化、立體化，讓學生更能易學、易懂、易記。 實驗室的課程吸收了 STEAM的主要精髓，在Maths學科，可開展空間構建、數學 和機械知識。3.4.技術與學研支撐公司與北京師范大學聯合成立了在互聯網教育行業深具影響力的“北京師 范大學智慧學習研究院”，是綜合性科學研究、技術開發和教育教學示范平臺， 在VR教室軟硬件一體化的研發測試、技術理論指導、教研結合等方面提供了強 大的技術與學研支撐。第4章.VR實驗室優勢和特點VR實驗室以培養學生創新精神和動手能力為重點，將沉浸式虛擬現實技術 （VR）與STEAM教育、創客教育相融合，以VR人生編輯器為基礎，