教育數字化戰略實施以來，數字技術、智能技術與教育教學融合創新的力度逐步擴大，各類學校比以往更加關注智慧教室和互動課堂等新型教學場景和學習模式在教學教研的運用。
由于智慧教室和互動課堂出現的時間不長，而且技術路線較多，有AR、VR、MR、5G、AI等等，很多人花了很長時間還不能完全搞清楚它們之間的區別，以及各自的優勢。
下面，我以AR智慧教室和VR智慧教室為例，從智能硬件、人機交互方式、學習場景、適用學段等幾個方面，談一談它們之間的區別，以及各自的優勢，供大家參考。
01智能硬件
AR智慧教室，主要的硬件包括3D深度攝像頭、AI攝像頭、中控系統、服務器、多媒體融合顯示系統和教師控制臺。
VR智慧教室，主要的硬件包括VR頭顯+手柄、中控系統、服務器、智慧黑板和教師控制臺。
把AR智慧教室和VR智慧教室的硬件擺在一起，很明顯就看到，兩者之間最明顯的區別是在“3D深度攝像頭”和“VR頭顯+手柄”，正是這兩個硬件的區別，決定了下面說到的人機交互方式的不同。
02人機交互方式
AR智慧教室，主要是通過“3D深度攝像頭+AI攝像頭”來實現人機交互與操控。3D深度攝像頭是由RGB鏡頭、紅外鏡頭和深度鏡頭組合而成，能夠識別教室的三維空間和人體骨骼，知道學習者站在教室哪個位置，然后通過算法將學習者的肢體動作轉化成操作指令，讓學習者無需佩戴任何外置設備就可以凌空操控。
“3D深度攝像頭+AI攝像頭”還可以把學習者的真實影像“嵌入”逼真的三維場景里面，讓學習者與三維場景里面的人和物進行互動，達到“虛實結合”的效果，沉浸感和代入感非常強。
VR智慧教室，主要是通過“VR頭顯+手柄”來實現的人機交互與操控。目前，VR手柄或者VR手套的定位技術主要采用“外向內追蹤”和“內向外追蹤”這兩種方案。
“外向內追蹤”，是通過兩個基站與VR手柄構成。基站上集成了一組紅外LED與兩個轉軸互相垂直的紅外激光發射器，用于掃描和傳輸數據，在VR頭顯與VR手柄上則安裝了多個光敏傳感器用于定位，學習者通過手柄上的多個功能按鍵控制方向和選擇，在虛擬場景里面互動學習。
“內向外追蹤”，通過VR頭顯上自帶的攝像頭傳感器在外部空間尋找參考點，然后不停地掃描參考點的位置反饋出頭顯的運動軌跡。除了VR頭顯之外，VR手柄上也會搭載多枚紅外光發射器，頭顯中的攝像頭通過追蹤VR手柄上的紅外光進行精確定位。
03學習場景
AR智慧教室的學習場景，跟普通的教室明顯不同，里面基本上沒有桌椅的擺設，主要通過數臺多媒體投影融合在一起，在幾十平方的教室空間內呈現上百個，上千個教學場景，讓學習者足不出戶，探究世界。
AR智慧教室里面的每個教育課程都是一個或多個三維場景組成，通過富有創意的故事情節將各個場景串聯起來，知識點就蘊含在三維場景里面。學習者可以遨游浩瀚的宇宙，暢游神奇的海底世界，穿越神奇的非洲大草原，體驗危機四伏的地震和火災場景。
在學習的過程中，學習者的真實影像與虛擬的學習場景融合一起，能讓學生“身臨其境”體驗，“天馬行空”遨游，“穿越古今”探究，有效提高教學品質和提高教學效率。
VR智慧教室的學習場景，跟普通教室一樣有桌椅的擺設，但不是整整齊齊的排列，而且三人一組或者五人一組的靈活組合。在每個桌子上都有一副VR頭顯+手柄，學習者戴上頭顯，拿起手柄，連接服務器里面的課程就可以進入完全虛擬的學習場景。
VR智慧教室的互動課程，根據課程內容的不同，有的是單獨的自主學習，有的是多人協作的互動學習，但在學習過程中，大家都是戴著VR頭顯，看不到真實的環境。
04適用學段
AR智慧教室，采用AR技術（增強現實），讓學習者在學習過程中既看到虛擬的場景，又看到真實的自己，能夠在真實和虛擬之間“收放自如”。同時，結合動作識別技術，不需要佩戴任何設備就可以通過肢體動作進行凌空操控，特別適合3-12歲兒童自由奔放，不受約束的天性。
目前，AR智慧教室主要應用在幼兒園、小學、中學、科學館、科普基地等場合，在體驗式安全教育和沉浸式科普教育方面，能有效提高學習者的學習興趣和專注力。
VR智慧教室，需要佩戴頭顯和手柄，進入完全虛擬的場景當中學習。考慮到目前的VR頭顯還存在因為畫面延時而導致的輕微眩暈，更適合在12歲以上的人群使用。
目前，VR智慧教室在中學的物理、化學、生物等學科的虛擬實驗，以及職業院校和大學的職業實訓方面廣泛應用，有效降低實驗和實訓初級階段的物料成本，降低實驗和實訓初級階段的風險系數。
05小結
最近三十年，從教育信息化，到教育數字化，再到教育智能化，教育創新的步伐一直未曾停止。統計數據表明，我國的教育創新既重視“速度”，更關注“培優”。
AR智慧教室和VR智慧教室，是教育信息化向教育數字化轉型過程中出現的一種以學習者為中心，以培養學習者的創新思維和批評思維為核心的新型教學場景和學習模式。
用辯證的眼光來看，AR智慧教室和VR智慧教室自身也在不斷優化和完善，所以文中提到的硬件、人機交互方式、學習場景、適用學段，也會隨著教育理論和智能技術的發展而相應變化。
我們有理由相信，不用多久時間，MR智慧教室、AI智慧教室等更多新型的教學場景和學習模式會陸續進入各類學校，助力教育數字化戰略的實現。
