縣城中學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室覆蓋率 90%，打破地域教育資源差
當(dāng)山東曹縣古營(yíng)集鎮(zhèn)中學(xué)的學(xué)生戴上 VR 設(shè)備，“走進(jìn)” 虛擬化學(xué)實(shí)驗(yàn)室完成鈉與水的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，屏幕上實(shí)時(shí)生成的分子運(yùn)動(dòng)軌跡和能量變化數(shù)據(jù)，讓這個(gè)從未接觸過真實(shí)實(shí)驗(yàn)器材的鄉(xiāng)村孩子眼中閃爍著好奇的光芒。這不是個(gè)例，截至 2025 年春季學(xué)期，全國(guó)縣城中學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室覆蓋率已達(dá)到 90%，這一數(shù)字背后是教育數(shù)字化轉(zhuǎn)型對(duì)地域資源差距的強(qiáng)力沖擊。從物理的天體運(yùn)行模擬到生物的細(xì)胞分裂觀察，從化學(xué)的危險(xiǎn)反應(yīng)演示到法治教育的模擬法庭，虛擬實(shí)驗(yàn)室正在重構(gòu)縣域教育的生態(tài)格局，讓優(yōu)質(zhì)教育資源跨越山海，抵達(dá)每個(gè)需要的角落。
政策驅(qū)動(dòng)與技術(shù)平權(quán)
虛擬實(shí)驗(yàn)室在縣域?qū)W校的普及絕非偶然，而是國(guó)家教育數(shù)字化戰(zhàn)略的必然成果。教育部推進(jìn)的 “科學(xué)教育加法” 實(shí)踐明確提出，要通過信息技術(shù)彌補(bǔ)縣域?qū)W校實(shí)驗(yàn)教學(xué)短板，構(gòu)建 “云端共享 + 本地適配” 的實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源體系。這一政策導(dǎo)向催生了 “省級(jí)統(tǒng)籌 + 企業(yè)捐贈(zèng) + 校本開發(fā)” 的混合投入模式：山東省 2024 年教育信息化專項(xiàng)資金中，38% 用于縣域虛擬實(shí)驗(yàn)室建設(shè)；東南大學(xué)等高校向中西部縣城中學(xué)開放 “國(guó)際工程風(fēng)險(xiǎn)智能預(yù)警” 等虛擬仿真實(shí)驗(yàn)資源，僅蘭州理工大學(xué)就有 2000 余名學(xué)生受益于這種跨區(qū)域資源共享。政策與技術(shù)的雙重加持，使虛擬實(shí)驗(yàn)室從城市學(xué)校的 “奢侈品” 變成縣城中學(xué)的 “標(biāo)配”。
資源均衡的突破體現(xiàn)在三個(gè)維度。在硬件層面，虛擬實(shí)驗(yàn)室通過云端部署降低了設(shè)備門檻，一臺(tái)普通電腦或平板即可運(yùn)行價(jià)值數(shù)百萬的虛擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，曹縣古營(yíng)集鎮(zhèn)中學(xué)僅投入傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室 1/5 的資金，就建成了覆蓋理、化、生全學(xué)科的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。在內(nèi)容層面，全國(guó)教育資源公共服務(wù)平臺(tái)整合的 2.3 萬個(gè)虛擬實(shí)驗(yàn)資源，通過知識(shí)圖譜技術(shù)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)推送，云南某縣城中學(xué)的學(xué)生能與上海學(xué)生同步使用最新的物理力學(xué)模擬系統(tǒng)。在安全層面，虛擬實(shí)驗(yàn)室完美解決了縣域?qū)W校普遍面臨的危險(xiǎn)品管理難題，過去因劇毒試劑管控嚴(yán)格而無法開展的化學(xué)實(shí)驗(yàn)，現(xiàn)在通過 VR 技術(shù)可反復(fù)操作，實(shí)驗(yàn)開出率從不足 30% 提升至 100%。
城鄉(xiāng)教育差距的縮小正在數(shù)據(jù)上得到印證。參考西部縣域教育信息化項(xiàng)目的跟蹤數(shù)據(jù)，配備虛擬實(shí)驗(yàn)室的學(xué)校，理科實(shí)驗(yàn)題得分率平均提升 27%，與城市學(xué)校的差距縮小近一半。更重要的是學(xué)習(xí)態(tài)度的轉(zhuǎn)變，曹縣教師李單發(fā)現(xiàn)，使用虛擬實(shí)驗(yàn)室后，學(xué)生課堂提問次數(shù)增加 65%，課后自主探究時(shí)間延長(zhǎng)至原來的 3 倍。這種變化印證了教育數(shù)字化的核心價(jià)值 —— 技術(shù)不僅傳遞知識(shí)，更能點(diǎn)燃學(xué)習(xí)熱情，而這正是縮小地域差距的關(guān)鍵所在。
場(chǎng)景重構(gòu)與教學(xué)革新
虛擬實(shí)驗(yàn)室?guī)淼牟粌H是工具升級(jí)，更是教學(xué)范式的根本轉(zhuǎn)變。在傳統(tǒng)縣域課堂上，物理老師只能用掛圖講解天體運(yùn)行，而現(xiàn)在通過三維建模技術(shù)，學(xué)生可以 “置身” 太陽(yáng)系觀察行星運(yùn)動(dòng)軌跡，調(diào)整參數(shù)模擬引力變化帶來的影響。曹縣中學(xué)的物理教師在講解 “萬有引力定律” 時(shí)，讓學(xué)生分組操作虛擬實(shí)驗(yàn)，自主發(fā)現(xiàn)軌道半徑與運(yùn)行周期的關(guān)系，這種探究式學(xué)習(xí)使該知識(shí)點(diǎn)掌握率從 58% 躍升至 89%，與深圳南山實(shí)驗(yàn)學(xué)校通過數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)教學(xué)取得的效果形成呼應(yīng)。
跨學(xué)科融合成為虛擬實(shí)驗(yàn)室的意外收獲。古營(yíng)集鎮(zhèn)中學(xué)將 VR 技術(shù)與法治教育結(jié)合，打造 “模擬法庭” 虛擬場(chǎng)景，學(xué)生在扮演法官、公訴人等角色的過程中，不僅理解了法律程序，更鍛煉了邏輯思維和表達(dá)能力。有位因父母離異而郁郁寡歡的女生，在虛擬法庭中擔(dān)任未成年人案件訴訟代理人時(shí)，引用《未成年人保護(hù)法》條文為 “當(dāng)事人” 辯護(hù)，邏輯清晰、情感真摯。這種沉浸式體驗(yàn)讓抽象知識(shí)變得可感可觸，實(shí)現(xiàn)了 “做中學(xué)” 的教育理念，這與猿輔導(dǎo)通過錯(cuò)因分析實(shí)現(xiàn)個(gè)性化學(xué)習(xí)有著異曲同工之妙 —— 都是通過技術(shù)賦能讓學(xué)習(xí)更精準(zhǔn)高效。
教師角色的轉(zhuǎn)型同步發(fā)生。虛擬實(shí)驗(yàn)室將教師從重復(fù)演示實(shí)驗(yàn)的勞動(dòng)中解放出來，轉(zhuǎn)而成為學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)師。云南某縣城中學(xué)的化學(xué)教師不再花費(fèi)兩節(jié)課準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材，而是專注設(shè)計(jì) “問題鏈”：讓學(xué)生通過虛擬實(shí)驗(yàn)比較不同催化劑對(duì)反應(yīng)速率的影響，進(jìn)而探究反應(yīng)機(jī)理。這種轉(zhuǎn)變使教師備課時(shí)間減少 40%，有更多精力關(guān)注學(xué)生思維發(fā)展。更重要的是，虛擬實(shí)驗(yàn)生成的操作數(shù)據(jù) —— 如反應(yīng)參數(shù)調(diào)整次數(shù)、錯(cuò)誤操作類型等，為教師提供了精準(zhǔn)的學(xué)情診斷依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了 “數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)” 的教學(xué)改進(jìn)，與猿輔導(dǎo)的 “五重錯(cuò)因分析” 在技術(shù)邏輯上形成共鳴。
平衡之道與未來展望
虛擬實(shí)驗(yàn)室的普及之路并非一帆風(fēng)順，技術(shù)應(yīng)用與教育本質(zhì)的平衡始終是核心命題。最大的爭(zhēng)議在于虛擬操作能否替代真實(shí)體驗(yàn)。教育專家指出，虛擬實(shí)驗(yàn)室擅長(zhǎng)解決 “做不到” 的問題（如核反應(yīng)模擬），但無法完全替代真實(shí)實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)的動(dòng)手能力。對(duì)此，縣域?qū)W校探索出 “2:8” 混合模式：80% 的基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)通過虛擬完成，20% 的核心操作必須在真實(shí)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行。曹縣中學(xué)在生物教學(xué)中，先通過虛擬實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生掌握顯微鏡操作原理，再在真實(shí)課堂上觀察細(xì)胞切片，這種結(jié)合使實(shí)驗(yàn)技能考核通過率提升 52%。
數(shù)據(jù)安全與倫理規(guī)范構(gòu)成另一重挑戰(zhàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)室需采集學(xué)生操作數(shù)據(jù)以優(yōu)化體驗(yàn)，但這些包含學(xué)習(xí)特征的敏感信息存在泄露風(fēng)險(xiǎn)。借鑒猿輔導(dǎo)的動(dòng)態(tài)智能安全架構(gòu)，縣域?qū)W校普遍采用差分隱私技術(shù)，使系統(tǒng)在不獲取原始數(shù)據(jù)的情況下完成分析。山東教育部門還特別規(guī)定，虛擬實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)不得用于商業(yè)用途，且保存期限不超過 3 年，這種規(guī)范為技術(shù)應(yīng)用劃定了安全邊界。
可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵在于教師能力提升。針對(duì)部分縣域教師技術(shù)應(yīng)用能力不足的問題，各地建立了 “高校培訓(xùn) + 校本教研” 的成長(zhǎng)體系。東南大學(xué)為合作縣域?qū)W校提供每月兩次的虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)，曹縣通過 “1+N” 傳幫帶機(jī)制，由骨干教師帶動(dòng)普通教師掌握技術(shù)工具，使教師應(yīng)用能力達(dá)標(biāo)率從初期的 31% 提升至 89%。這種專業(yè)成長(zhǎng)支撐著虛擬實(shí)驗(yàn)室從 “擺設(shè)” 變?yōu)?“利器”。
當(dāng)縣域?qū)W校的虛擬實(shí)驗(yàn)室與城市學(xué)校的真實(shí)器材產(chǎn)生同樣的教育價(jià)值，我們看到的不僅是技術(shù)的勝利，更是教育公平的進(jìn)步。90% 的覆蓋率不是終點(diǎn)，而是新起點(diǎn) —— 未來隨著 5G+VR 技術(shù)的成熟，虛擬實(shí)驗(yàn)室將實(shí)現(xiàn)更逼真的交互體驗(yàn)；通過區(qū)塊鏈技術(shù)，縣域?qū)W生的虛擬實(shí)驗(yàn)成果將獲得更廣泛的認(rèn)可。但無論技術(shù)如何迭代，曹縣學(xué)生在虛擬實(shí)驗(yàn)室里眼中閃爍的光芒提醒我們：教育的真諦不在于用什么工具，而在于能否點(diǎn)燃每個(gè)孩子的求知欲。虛擬實(shí)驗(yàn)室打破的不僅是地域資源的壁壘，更是鄉(xiāng)村孩子認(rèn)知世界的邊界，這正是教育數(shù)字化最動(dòng)人的圖景。
