识。VR技术可模拟现实中难以实现或者不存在的环境和角色、物体等，消除了以往教学中对学生人身安全、成本消耗的顾虑。在绝对安全、错误可逆可修复性上，利用VR技术的实验课和实践操作上拥有难以比拟的优势。
图 VR虚拟现实实验室
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这一点的明显应用就是虚拟实验室，对于那些对条件要求高、在现实中无法实现、危险性极高、产生结果不可逆的试验，VR化学实验可以避免实验所产生的燃烧、爆炸或其它危险和巨大消耗。采用虚拟实验的方式，学生通过亲身操作体验进行学，并且很容易进行错误修正，或对结果做出可逆的改变，而不用担心会有任何物质成本消耗或需要善后的相关工作。
虚拟课堂还可以广泛运用于中小安全课，可避免由于学生操作失误，而造成地震、火场、踩踏等紧急情况下的安全事故；虚拟的飞机驾驶教学系统，可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故。
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自适应探究学习的需求
虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟,通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。例如，在虚拟的化学系统中，学生可以按照自己的假设，将不同的分子组合在一起，电脑便虚拟出组合的物质来。通过这种探索式的学习，学生很有可能发现新的物质。利用虚拟技术，学生还可以进行温室效应、电路设计、建筑设计等方面的探索学习，从而研究二氧化碳对全球气候的影响规律，或设计出新的电路、新的建筑物。利用虚拟现实技术进行探索学习，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。
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图 桥梁承重轨道设计
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接轨STEAM教育的趋势需求
K12教育理念未来将趋向STEAM的结构化发展，即Science-科学、Technology-技术、Engineering-工程、Arts-艺术、Mathematics-数学。国际上普遍的观点认为：任何国家在21世纪要保持它的技术优势，首先需保证具有技能资格人才资源的丰富储备，未来的工作者需要熟练地运用数学、科学、技术，以便于高新技术爆发式增长的领域不会出现人才短缺。而VR+教育完全契合在科学、技术、工程、数学等学科上的应用优势，其可沉浸的呈现方式、强交互的实践可行性、可发挥自适应性等，尤其适合STEAM课题的设计与创新。
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图 STEAM教育模型
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第2章. VR技术特征及构成
VR技术的应用与实现综合了三维图形处理、位置追踪、触觉或力觉反馈、人工智能等多种科学技术，其配套设备主要以VR输出设备、VR输入设备、VR内容制作设备，以及用于运算的计算机这四部分组成，整体实现“沉浸感、交互性、构想性”三大核心技术特征。
图VR技术构成
2.1. VR技术特征
VR技术具有3I的特征，分别是沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和想象性（Imagination）： 2.1.1. 沉浸感
沉浸感（Immersion）是VR虚拟现实技术区别于三维仿真技术、3D影视、AR增强现实技术的核心特征。由于VR系统可以将使用者的视觉、听觉与外界隔离, 因此, 用户可排除外界干扰, 全身心地投入到虚拟现实中去，获得身临其境的感觉。
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