導語：虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域的現(xiàn)狀及對策一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】隨著教育信息化改革的不斷推進，虛擬現(xiàn)實技術(shù)已成為教育行業(yè)采用的新興關(guān)鍵技術(shù)之一。為了找出VR教育行業(yè)的研究熱點和薄弱環(huán)節(jié)，以便為我國VR教育企業(yè)開展關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)和制定國際專利戰(zhàn)略提供參考，采用政策分析和文獻研究方法，分別闡明了我國政府對VR教育的重視程度以及VR教育的研究現(xiàn)狀；采用統(tǒng)計分析方法，分析VR教育專利的發(fā)展態(tài)勢、法律狀態(tài)、專利權(quán)人、專利布局、技術(shù)領(lǐng)域等，得出VR教育專利的發(fā)展現(xiàn)狀、研究熱點、發(fā)展趨勢及一些不足之處，并給出了相應的應對策略。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)；教育信息化；專利現(xiàn)狀；對策研究

虛擬現(xiàn)實（Virtualreality，VR）技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心，生成與一定范圍真實環(huán)境在視、聽、觸感等方面近似的數(shù)字化環(huán)境[1]。用戶通過佩帶虛擬現(xiàn)實設備進入具有身臨其境感覺的虛擬環(huán)境，并與其中的事物進行自然交互。在教育行業(yè)，虛擬現(xiàn)實技術(shù)極大地克服了傳統(tǒng)教學環(huán)境的限制，有利于激發(fā)學習者的學習動機，增強學習體驗[2]，其主要應用形式有虛擬技能實訓、虛擬實驗室、虛擬課堂教學、虛擬仿真校園和虛擬遠程教學等[3]。隨著教育現(xiàn)代化建設的推進及VR技術(shù)在教育行業(yè)的應用優(yōu)勢逐步凸顯，VR教育產(chǎn)品及方案逐漸受到教育行業(yè)的青睞。虛擬現(xiàn)實技術(shù)集成了多項高科技技術(shù)，具有很強的“技術(shù)”性[4]。因此，我國要想VR技術(shù)更好的服務于教育行業(yè)，就必須重視科技創(chuàng)新，而專利就是科技競爭力[5]。專利技術(shù)是企業(yè)發(fā)展的核心力量，是企業(yè)應對市場競爭的關(guān)鍵武器之一[6]。因此，我們從專利的角度分析VR教育的發(fā)展態(tài)勢與進展，有助于國內(nèi)相關(guān)企業(yè)了解VR教育的技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展方向以及競爭對手的專利布局，為相關(guān)企業(yè)制定研究方向和專利戰(zhàn)略，推動我國教育信息化建設具有一定參考價值。

1行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

1.1政策推動。VR技術(shù)與教育行業(yè)融合為促進教育信息化建設，教育部制定了一系列鼓勵政策?！督逃畔⒒臧l(fā)展規(guī)劃（2011~2020年）》中提出：“針對學前教育、義務教育、高中教育、職業(yè)教育、高等教育等的不同需求，遴選和開發(fā)1500套虛擬仿真實訓實驗系統(tǒng)”。2017年7月，教育部在《關(guān)于2017~2020年開展示范性虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》中明確提出：“綜合應用虛擬現(xiàn)實、增強現(xiàn)實等網(wǎng)絡化、數(shù)字化、智能化技術(shù)手段，提高實驗教學項目的吸引力和教學有效度”。2018年，教育部已先后出臺《教師教育振興行動計劃（2018~2922年）》和《教育部辦公廳關(guān)于開展國家虛擬仿真實驗教學項目建設的通知》兩項相關(guān)政策，加速推動虛擬現(xiàn)實等新技術(shù)在教育教學和實驗教學等方面的應用。我國政府對教育信息化建設的重視，極大地促進了VR技術(shù)在教育行業(yè)的落地。1.2VR技術(shù)與教育融合的優(yōu)勢突出。VR技術(shù)改變傳統(tǒng)教學方式，創(chuàng)造了全新的學習環(huán)境。以互聯(lián)網(wǎng)、便攜式智能手機與電腦、聲像視頻多媒體工具等為代表的信息技術(shù)，在很大程度上打破了時空地域的界限[7]。VR技術(shù)從根本上營造出全新的學習環(huán)境，學生可以按需選擇，并能夠無限次地重復使用，并通過環(huán)境反饋檢測學習成果[8]。VR學習環(huán)境還能夠提高學生的學習動機，做到“寓學于樂”[9]。虛擬現(xiàn)實教育除了在普通教學上具有一定優(yōu)勢外，在特殊教育和職業(yè)教育中也有很大的優(yōu)勢。VR技術(shù)的仿真環(huán)境可以提高特殊兒童教學和訓練的安全系數(shù)，增加特殊兒童學習和訓練的信心[10]。在職業(yè)教學與實訓中，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育在使用過程中不會對學員產(chǎn)生現(xiàn)實中存在的危險[11]?？梢?，虛擬現(xiàn)實教育不僅可以彌補傳統(tǒng)教學工具和教學方式的不足，還可使學生在虛擬教學環(huán)境中進行一些難以實操或危險系數(shù)較高的訓練。1.3VR教育應用現(xiàn)狀分析。目前，我國已有很多企業(yè)在從事虛擬現(xiàn)實技術(shù)教育產(chǎn)品的研究與生產(chǎn)。例如：在K12教育方面，微視酷研發(fā)的IES沉浸式教育系統(tǒng)已成功應用于北京中關(guān)村二小等知名小學的高年級教學；在職業(yè)教育方面，新島科技采用VR技術(shù)建立的智慧教室，可將企業(yè)的真實場景以全方位、動態(tài)的形式再現(xiàn)，還可與外界進行互動交流[12]。

2VR教育專利動態(tài)分析

本文使用法國QUESTEL公司的Orbit專利檢索數(shù)據(jù)庫，使用“虛擬現(xiàn)實/VR/虛擬仿真”and“教育/教室/教學/培訓/訓練/學生/學員”為檢索式的關(guān)鍵詞，同時使用包含對應的英文檢索詞，檢索時間截止到2018年6月30日。對初步檢索結(jié)果進行了IPC分類號檢驗和人工去燥，最終確定VR技術(shù)在教育領(lǐng)域的相關(guān)專利共計574項。其中，發(fā)明專利344項。2.1發(fā)展態(tài)勢分析。一般而言，專利申請量越多，越有利于高技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展[13]。VR技術(shù)早在20世紀80年代就被一些歐美國家用于教育行業(yè)，但由于當時計算機技術(shù)水平有限，并沒有引起關(guān)注。2012年之前，VR教育專利申請量一直處于平緩期，2012年Face-book天價收購虛擬現(xiàn)實頭戴設備制造商Oculus，引起業(yè)內(nèi)極大轟動。2016年被認為是虛擬現(xiàn)實的元年，資本與企業(yè)掀起了VR產(chǎn)業(yè)的高潮，VR教育專利申請量出現(xiàn)井噴，實現(xiàn)三位數(shù)的飛躍；由于專利的公開有18個月的滯后期，預計2017年VR教育專利數(shù)量最終或?qū)⒍嘤?00項，而2018年的專利數(shù)據(jù)暫不具有參考意義。綜上分析，VR教育專利申請正處于快速發(fā)展階段。2.2法律狀態(tài)。VR教育專利中，處于申請中的專利最多，占到了52%；其次是授權(quán)專利，占比28%；放棄、撤銷和過期專利分別占比12%、5%和3%。從專利法律狀態(tài)可以看出，VR教育專利多處于申請階段，獲權(quán)專利相對較少，專利布局還有很大空間。2.3專利權(quán)人分析。目前，VR教育專利領(lǐng)域沒有壟斷企業(yè)出現(xiàn)。VR教育專利權(quán)人數(shù)量眾多，但擁有的專利量都不多。圖2展示了VR教育專利排名前13位的專利權(quán)人。VR教育專利數(shù)量最多的專利權(quán)人是國家電網(wǎng)，共有14項，占VR教育專利總量的2.4%，主要為面向職業(yè)教育的工作技能訓練和安全教育培訓方面的教學裝置或系統(tǒng)；其次是林肯環(huán)球和河南理工大學，分別有7項專利，主要為職業(yè)教育或培訓的儀器、裝置、系統(tǒng)和使用方法等，排在第三位的分別是武漢凱迪奧、日本電電公社（NTT）和安徽偉合電子，分別有5項專利。從專利權(quán)人類型上可以看出，VR教育專利以企業(yè)和高校為主，前十三位中企業(yè)專利權(quán)人有10位，而高校僅有3位。縱觀574項VR教育專利，高校類專利權(quán)人也僅有105位，占VR教育專利總量的18.2%。2.4全球?qū)＠季址治觥R教育專利公開國涉及27個國家或地區(qū)，中國成為國內(nèi)外專利權(quán)人布局的主要國家。從圖3可以看出，有68%的VR教育專利將中國設為了公開國?？梢?，中國VR教育市場得到全球企業(yè)的重視，如：林肯環(huán)球7項VR教育專利中有4項在我國申請。我國VR教育專利數(shù)量領(lǐng)先于其他國家，這也體現(xiàn)了我國對教育信息化改革的重視程度[14]。2.5技術(shù)領(lǐng)域分析VR教育企業(yè)研發(fā)的熱點集中在控制和計算機技術(shù)領(lǐng)域。VR教育專利中有560項涉及控制領(lǐng)域，116項涉及計算機技術(shù)領(lǐng)域。而虛擬現(xiàn)實本身就是通過傳感器控制和圖形圖像學、仿真等一系列計算機技術(shù)實現(xiàn)的虛擬環(huán)境。近年來，虛擬現(xiàn)實硬件設備性能已提升很多，但還有一些痛點仍沒有解決，例如重量導致的壓迫感、屏幕分辨率低導致的紗窗效應、眩暈感等。在VR教育專利中涉及解決以上問題的專利較少，材料/冶金領(lǐng)域僅有2項，視聽技術(shù)有19項，光學技術(shù)有43項。

3VR教育專利現(xiàn)狀的不足及對策分析

從專利權(quán)人數(shù)量來看，VR教育專利權(quán)人眾多且專利量較少。這說明VR教育行業(yè)還處于發(fā)展的初期階段。加之，現(xiàn)階段VR教育專利多處于申請階段，專利布局空間大等特點，建議我國VR教育企業(yè)加大新產(chǎn)品和新技術(shù)研發(fā)力度，盡早進行專利布局。從專利權(quán)人類型來看，高校類申請者遠低于企業(yè)類。高校作為科技創(chuàng)新和技術(shù)經(jīng)濟進步的重要力量之一[15]，具有科研人才和團隊、科研經(jīng)費、儀器設備和科研環(huán)境等先天優(yōu)勢。然而，這些優(yōu)勢并沒有在VR教育專利研究中充分體現(xiàn)出來。另外，高校作為VR教育的主要應用場景之一，最了解用戶的需求和現(xiàn)階段VR教育產(chǎn)品中的不足。建議高校聯(lián)合企業(yè)，進行學校需求調(diào)研，共同研發(fā)針對不同教育階段、各類學科的VR教育系統(tǒng)或解決方案，有效推動我國VR技術(shù)與教育行業(yè)的深入融合。從專利全球布局的角度來看，我國VR教育專利權(quán)人在國外的專利布局甚少。擁有VR教育專利數(shù)量最多的國家電網(wǎng)，其僅在國內(nèi)進行了專利布局；同樣河南理工大學、武漢凱迪奧等也均未在國外進行專利布局。而林肯環(huán)球則對一些有價值的專利選擇了十多個國家為專利公開國。有研究顯示：我國專利權(quán)人在海外進行專利布局存在一定困難，如：在國外申請專利比在自己國家昂貴[16]，缺乏專業(yè)的專利申報人才，以及企業(yè)缺乏長遠的知識產(chǎn)權(quán)保護戰(zhàn)略意識等[6]。建議我國VR教育企業(yè)借鑒國外企業(yè)專利布局的方法和策略，根據(jù)自身未來海外市場開拓計劃，提前謀劃布局，避免海外專利糾紛。從專利技術(shù)領(lǐng)域來看，VR教育專利集中在控制和計算機技術(shù)領(lǐng)域。VR技術(shù)應用于教育行業(yè)也還存在一些問題，例如：影響學校采購的成本問題、佩帶過程的舒適感、使用時師生間的課堂互動等等，而涉及解決這些問題的VR教育專利也較少。因此，建議VR教育企業(yè)應更多的從產(chǎn)品設計、降低成本以及用戶需求和體驗等角度進行產(chǎn)品研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新，并對創(chuàng)新成果盡早申請專利保護，讓VR技術(shù)在教育行業(yè)早日得到普及。

作者:任莎莎 單位:北京市電子科技情報研究所