虛擬現實，增強現實等新的技術方式，正在模糊虛擬世界與現實世界的界線,創造全新的體驗。zSpace作為增強現實技術的典型代表之一，正在成為教師們教育教學的新工具，給學生們帶來學習探究的新體驗。平面的呈現方式升級為立體可交互的方式，這不僅增加了學生們的興趣，還擴展了認知的維度。
《zSpace：虛擬現實探究》將從認識自我、人與社會、探索外太空三大板塊展開，通過一繫列項目活動，使得教師可以將增強現實的技術融入學科教學中，同時在跨學科，多領域的探究學習過程中，提升教師信息技術應用能力。

隨著“互聯網+”、大數據、三維打印、人工智能等新興技術融入社會與教育，廣大教師仍然存在著信息化教學創新能力不足。《技術賦能與教育創新叢書》這套叢書面向全國中小學教師，指向教師信息技術應用能力提升工程。讓教師借助本套叢書開展面向未來的課程，融入新技術內容開展項目式學習，造就一批基於信息技術開展跨學科教學的骨干教師，推動信息化教育教學創新，全面提升學生核心素養。

楊曉哲，副研究員，博士。研究方向：信息技術教育、學習科學、在線教育等。現任華東師範大學課程與教學研究所副研究員，教育部高中信息技術課程標準修訂組成員。發表《五維突破：互聯網+教育》《小比特的三維打印歷險記》專著，SSCI、CSSCI論文10餘篇。

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序
虛擬現實，人們給出過很多定義，不過顧名思義，就是將虛擬和現實相互結合。虛擬現實是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真繫統。人們期望於通過一繫列計算機模擬與數字化方式構建可交互、可沉浸、可感知的虛擬世界。
我國對虛擬現實產業尤為重視。2016年8月8日，國務院在正式印發的《“十三五”國家科技創新規劃》中指出：“在工業、醫療、文化、娛樂等行業實現專業化和大眾化的示範應用，培育虛擬現實與增強現實產業。”同年9月，國家主席習近平在出席杭州二十國集團工商峰會開幕式上發表題為《中國發展新起點，全球增長新藍圖》的主旨演講，指出：“創新是從根本上打開增長之鎖的鑰匙。以互聯網為核心的新一輪科技和產業革命蓄勢待發，人工智能、虛擬現實等新技術日新月異，虛擬經濟與實體經濟的結合，將給人們的生產方式和生活方式帶來革命性變化。”
與此同時，我國積極鼓勵虛擬現實在教育教學中的應用探索。2017年1月，國務院在印發的《國家教育事業發展“十三五”規劃》中指出：“綜合利用互聯網、大數據、人工智能和虛擬現實技術探索未來教育教學新模式。”2018年末，工信部印發的《關於加快推進虛擬現實產業發展的指導意見》中也明確指出了虛擬現實應用於教育的重要性，提出了“構建虛擬教室、虛擬實驗室等教育教學環境，發展虛擬備課、虛擬授課、虛擬考試等教育教學新方法，促進以學習者為中心的個性化學習，推動教、學模式轉型”。
實際上，虛擬現實設備種類繁多，層出不窮，處於不斷發展迭代的過程中。本冊圖書重點探討的zSpace設備，僅是虛擬現實設備中的一種。相比於沉浸式頭盔類型的虛擬現實技術裝備，zSpace重點通過屏幕成像技術與視覺跟蹤技術，實現使用者能夠直接觀察、解剖、旋轉以及互動體驗三維模型與三維場景的功能。其最大優勢在於，使用者無需封閉在虛擬世界中，並且能夠多人多設備地進行虛擬現實探究活動。在一定程度上，這類虛擬現實技術有助於在課堂內師生之間的教學活動開展，能夠讓虛擬現實探究成為常態課堂內的一個組成環節，使其恰如其分地用在深度學習的關鍵環節。
曉哲博士是一位勤於思考、樂於實踐並善於積累的青年研究者，近年來一直熱衷於鑽研如何把信息技術領域的新工具用於中小學教育教學。我們會發現這本書為教師融合虛擬現實技術開展課堂探究活動提供了諸多的主題、案例和方法。這些初步的綜合性探究活動將激發更多一線教師帶來新的教學設計思路。期待借此我們一起探索“虛擬現實+教育”的未來可能性。
虛擬現實技術仍然是新興技術，我們不能過分追求短期效益。希望教育研究者、一線教師和學生們一起學習，一起探索，一起創新，讓技術真正賦能教育，賦能學習。隨著信息科技的發展，越來越多的新工具、新裝備會進入到教育教學中，教師們應該不斷學習，不斷創新，努力為學生打開學習的新窗口，開啟學生學習的新維度。

2019年8月

世界日新月異，科技迅猛發展，不知不覺，我們進入了數字化時代。有意思的是，我們每天都在面對著“屏幕”。而“屏幕”似乎成為了我們讀取世界的主要方式。我們生活、學習、工作的空間是三維的世界，而屏幕給我們呈現的卻是二維平面。久而久之，我們雖然習慣了這種讀屏方式，但也不得不受限於此。尋找新的突破方式，將不僅僅改變我們獲取信息的方式，還可能改變我們的思維模式。
各種各樣的新興技術都在突破屏幕帶來的局限性。用三維的方式觀察世界、認知世界、創造世界成為了新的方向。這種新的融合也正在模糊虛擬與現實的界線，創造出全新的體驗。zSpace，作為虛擬現實中的一種設備類型，為我們探究世界提供了新的維度。從外表上看zSpace像一臺屏幕稍厚一些的電腦，而當你戴上立體眼鏡，打開對應軟件，拿起三維觸控筆，你將會發現一個個栩栩如生的三維模型、三維場景、三維世界就呈現在你的眼前。你不僅可以旋轉它，還可以觸踫、拆解它，甚至可以重組與創造它。試想一下，你可以拿起星球轉動，拆開發動機分析，透視心髒結構，打開基因螺旋，移動電子重構。你將會在一個全新的三維世界裡沉浸地展開學習，在我們觀察二維平面的x軸和y軸中，增添了z軸——一個新的立體維度，這就是zSpace的直觀含義所在。
面對新的zSpace類技術方式，教師與學生們可以一起探究，將平面的呈現方式升級為立體可交互式。這不僅增加了學生們的興趣，還增強了學生們進入真實情境的廣度，拓展了師生探索認知的深度。我們深知教與學的方式並非僅僅隻是二維與三維的變化，更是在相互融合中不斷迭代創新。絕不是一堆零散的知識點匹配新的呈現方式，而是用新的教與學方式開展深度學習。因此，我們編寫了這樣一本書，設法通過融合技術的方式開展立體化探究。本書將從認識自己、發現繫統、生命起源、藍色星球、神奇的力、飛向月球和漫遊宇宙七個不同的主題展開，通過一繫列項目活動，使得教師可以將這一技術融入學科教學中。同時，在跨學科、多領域的探究學習過程中，提升學生的學習與創新的能力。
面對這樣一個新的技術環境與生態，本書的探索仍有待進一步豐富和成熟。我們非常期待您的加入，與我們一起參與這本書2.0、3.0、4.0……版本的迭代設計。孩子們需要在教師的引導下，尋找與他們無窮想像力合拍的科技。這正是我們所共同期待的。