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二、人工智能“授业”：更生动的课堂

我们所说的人工智能“授业”，并不是真的用机器人给孩子们上课，而是用人工智能技术来辅助老师上课。孩子们为什么不愿意上学，却更愿意去游乐园？因为上学太枯燥，整天坐在小小的课桌前，对着一张张印刷着题目的纸，难得可以出去玩的体育课还会被其他课的老师占领。有的孩子把学校比喻为“监狱”，课业繁重时，只能透过一扇扇窗户看外面的世界，确实和“监狱”有的一拼。那么，如果把学校变成“游乐园”，孩子们是否更愿意上学呢？我们说的“游乐园”，并不是让孩子们天天在学校玩耍，而是用“玩”的形式，获取课堂基础知识。

想一下，体育课、美术课、音乐课、劳技课、计算机课等之所以能获得孩子们的青睐，其中一个原因就是这些课程的“实操”时间大于凭空想象的时间。而历史课、数学课、物理课、化学课之所以令人“昏昏欲睡”，也正是因为孩子们需要花费大量的精力在“想象”上。历史课上，我们只知道哥伦布发现了美洲新大陆，但却不能跟随他的眼睛看到当时的美洲。数学课上，长方体的切割、拼凑似乎不仅考验着“想象”，还考验“画功”。再比如在物理课上，是不是又要想象有那么一个被毫无摩擦的平面，想象这个小球会不停地滚动？化学课上，分子与分子之间发生的反应都是靠推理得出的，却没几个实验能做。孩子们的脑袋不停地想啊想啊，想着想着就跑去见周公了。

但是，有了人工智能，省去了不少“想象”的工夫，知识变得触手可及。以化学科目中的元素周期表为例，学生们只需打开MyLab这一应用程序，并戴上微软的HoloLens头显，就可以看到“悬浮空中”的元素周期表。当学生们用手点击虚拟元素周期表中任意一种自己想要了解的元素时，这个元素的结构就会展现在眼前。学生们还可以用手拖动这些元素，并与其他元素产生反应。这是不是就比单纯地背诵“氢氦锂铍硼”更生动有趣得多？同样，VR技术也可以让学生们在虚拟的世界中完成化学实验。虽然普通的教学中也有化学实验，但是做实验比较费材料，也有一定的危险性。而在VR中做实验，既不危险，也不浪费材料，想做几次实验就做几次实验，而且实验过程就和真的一样。比如“镁的燃烧”实验，学生们头戴VR眼镜，通过控制电子手柄，就可以控制两只虚拟的手拿镊子、夹镁条、点燃镁条，还可以看到镁条点燃后放射出的强光和最终的生成物。

MyLabVR

说到这里，我们的物理老师可能会很委屈：“我们不怕费材料，也不怕有危险，就是场地限制太大。比如说要让同学们直观地理解失重，总不可能去太空做实验吧？”确实，很多物理实验都受到场地的限制，现实生活中不可能找到绝对光滑的平面，也很难呈现处于失重状态的小球。也许你还记得“神舟十号”宇航员在天宫一号中演示的失重实验，孩子们都感到新鲜有趣，但是却无法亲身体验。而现在，孩子们只要戴上VR眼镜，就可以在虚拟的宇宙中做实验，亲眼看到失重的小球；也可以在一个虚拟的光滑平面上，看小球一直不停地运动。总之，现实生活中不可能做或者很难做的实验，都可以让孩子们在VR世界中亲身体验。

AR与VR技术不仅能在中学教学中使用，在大学教学中一样适用。比如对于医学专业的学生来说，理论知识也是抽象的、无聊的，他们需要花费大量的精力去“想象”器官的构造。但是当他们戴上一个VR头显设备、AR眼镜，就可以对教学模型进行三维模拟，将三维对象与所学知识相关联，死板的知识点顿时变成可触摸的立体形象了。动脉、静脉、心脏等细节被放大了好几倍，通过手柄还能看到各种器官的介绍，这一学习体验比传统的学习方式更加生动，医学专业学生对这些理论知识也更容易掌握。

除了理论知识，目前的临床模拟教学主要是围绕塑料人体模型、捐赠遗体的方式开展的，而人体模型毕竟只是模型，不仅成本高，教学过程也不够灵活。而捐赠遗体比人体模型更加真实，但同时也更加稀缺。如果将AR与VR技术引入教学，医学生就能够从不同的角度来观察虚拟的人体，分离结构，并能够对细节部分自由缩放，这样就减少了教学成本，而且提高了学习效率。爱尔兰的3D4Medical实验室就推出了一款ProjectEsper应用，能够利用AR技术进行解剖教学。用户既能利用AR头显设备的手势识别操作虚拟的人体3D模型，又能看到头部骨骼解剖的立体影像，还能顺着用户的手势观察头部不同位置的横截面。

虚拟的各种人体器官

对于医学生来说，他们的“课堂”不仅在教室里，还在医院里。学生们会进入医院，观摩有经验的医生做手术。但即使学生们有观摩手术的机会，也会因为手术室的消毒标准而对观摩人数有所限制，站在后排的学生根本看不清手术的进程。不仅如此，有些难度很大的手术可能不会选择让学生观摩，虽然这是为了安全着想，但手术难度越大，就越需要学生近距离地学习。这种矛盾该如何解决呢？手术转播固然是一种方式。但以往微创手术的转播只能看到内窥镜下的图像，无法看到手术室中的整体情况，而且只能在固定的一个角度观看，无法全方位地把握手术技巧。

也许VR直播对手术教学更有效。早在2016年，上海交通大学附属瑞金医院已经实现了利用VR技术帮助学生身临其境地观摩医生实施3D腹腔镜手术。有了VR直播技术，学生只需要佩戴好VR眼镜，扭转头部，就可以全方位地看到手术室中主刀医生、助理医生、麻醉师以及护士的在手术的情况，还能通过画面选择，切换到主刀医生的视角来观看手术。不过，“光看不练假把式”，仅仅观摩是不够的，再真实的观摩也比不上一次实操。瑞金医院正在朝这一方向努力，满足学生进行虚拟手术培训的需求。而芝加哥的LevelEX公司研发了一款名为AirwayEX的手机应用，这是一款为麻醉医师、耳鼻喉科医师、急症室医生等设计的外科手术模拟游戏，游戏可以为医生提供在真实病患案例身上进行18种不同虚拟手术的机会，而且病人会像真实的情况那样有相应的反应，如咳嗽、流血等。不过，既然是虚拟的，就可以反复练习，失败了也没关系。这无疑将提升学生的熟练度，为将来真正站在手术台上动手术做好准备。

实现手术直播，只需要一部手机和插入式VR眼镜

无论是中学还是大学，当课堂与AR与VR技术结合起来，无疑将调动学生们学习的积极性。上学可能不再是一件令人痛苦的事了，将来家长、老师们不用再逼着孩子们低头念书，孩子们自己就会戴上AR与VR设备，用手脑结合的方式进行轻松、有趣的学习。

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