但VR不僅僅是立體成像，帶給人沉浸式的體驗，同時，它還融合許多先進技術，如傳感器技術、人工智能技術等，它們成爲構建現代VR設備的一部分。

在STEM教育中，我們能夠從VR技術中挖掘出許多教育的結合點，在雲教研的討論中，我們發現VR主題可以挖掘出以下STEM教育要素：

科學（S）：VR眼鏡的工作原理，包括有：

技術（T）：個人數據數據、圖紙繪製、切割和製作，成像畫面的製作等；

工程（E）：圖紙的閱讀和繪製、製作只屬於自己的VR眼鏡；

藝術（A）：裝飾VR眼鏡

數學（M）：平面和立體的轉換、測量數據的應用和計算等。

我們可以從這些STEM要點中選擇若干點，設計VR課程。

製作簡易VR眼鏡

如果你想開展以VR爲主題的短期STEM活動，那麼，製作一個立體鏡是不錯的選擇。立體鏡做法簡單、材料價格低廉，同時又能呈現出VR眼鏡的一項重要原理——立體視覺。

到學校周邊的小賣部或書店看看，你常常能夠發現類似上圖的這種玩具，這就是立體鏡。通過鏡片觀看畫面，你會看到畫面似乎立體了起來。

這便是用到了立體視覺的原理。當我們從觀察一個物體時，物體在兩隻眼睛視野中的位置有着變化和差異。以下圖爲例，如果把視點A和視點B看成兩隻眼睛的話，同一個物體會呈現在不同的背景之中，物體離我們越近，這種現象越明顯。

我們可以用一個小活動體驗視差的存在，目視前方，舉起一隻手指，記住我們看到手指的背景。現在，閉上一隻眼睛，看看手指的背景有沒有變化，再換另一隻眼睛看看手指的背景位置在哪裏。

在平時的生活中，我們看到一個物品時，兩隻眼睛都在工作，大腦會根據眼鏡所看到的的角度判斷東西的遠近，這就是立體視覺。

VR眼鏡就是利用這一特點，人爲製造兩幅不同視角的圖像來欺騙眼睛，讓我們感受到立體視覺的效果。

立體鏡發明於十八世紀，可以說是VR技術的濫觴。立體鏡也是運用立體視覺的，只不過與VR不同，它的圖像是固定的。

立體鏡分爲袖珍式和反射式兩種，上面介紹的是袖珍式立體鏡的工作方式，這裏我們介紹反射式立體鏡的製作方法。

這種製作方法來源於KiwiCo，準備硬紙板、鏡子、凸透鏡和兩幅立體視覺的畫即可做出來。有條件的老師可以用激光切割設計原型並進行拼接。

將紙板或用激光切割將木板裁成上圖形狀，三個卡口以120°等分。

將鏡片粘貼在木板上，以120度安裝在底板上。

在中間的縫隙中安裝隔板，隔板可以讓兩隻眼睛看到的物體獨立出來。

裝上上方隔板

在底板兩側的樑上，安裝兩個立體視覺的畫面

做出兩個鏡框，並粘貼上凸透鏡。

最後，鏡框安插到立體鏡的中央，這樣立體鏡就做好啦

觀看時，將左右兩幅畫插入畫框中，畫面通過鏡面的反射進入眼睛，我們就能看到兩側不同的畫面。

以Google Cardboard爲基礎開發VR課程

如果想以VR爲主題開發長期的STEM課程，那麼，谷歌開發的Google Cardboard是科技教師開發相關課程的好材料。

首先我們先介紹一下Google Cardboard。Google Cardboard是由谷歌公司開發的一款與智能手機配合使用的虛擬現實頭戴式顯示器。它最大的特點是用摺疊的紙板製成，極大地降低了製作的成本，製作的過程也是動手性十足。

此外，Google Cardboard還是免費開源的，你可以在網上下載到Google Cardboard 的全部圖紙，並根據說明書的建議，自己動手製作出VR眼鏡。這一點上，Google Cradboard的在教育上有很多開發的價值。

我們可以以Google Cardboard爲藍本，通過VR眼鏡的圖紙的修改與個人數據測量，設計出一個只適合自己的VR眼鏡。

舉個例子，每一個人眼睛的距離是不一樣的，這個距離被稱爲瞳距。雖然VR眼鏡的距離會考慮大多數人的瞳距，但如果瞳距過寬或過窄則會影響使用體驗。

在Cardboard圖紙中，我們看到默認的瞳距是64mm，我們可以用尺子測量自己的瞳距，並對圖紙進行修改。

改變了VR眼鏡的瞳距尺寸，手機投影尺寸也需要跟隨改變。谷歌貼心地爲教育者準備了相應的個性化修改程序VIEWER PROFILE GENERATOR。在程序的網頁上設定Inter-lens distance參數，即可生成合適的視頻。

網址https://vr.google.com/cardboard/viewerprofilegenerator/

我們可以通過背景經驗活動的設計，幫助學生理解VR背後的科學、技術、工程和數學，最後用“設計適合自己的VR眼鏡”爲核心工程問題解決。

教師設計相關活動的時候，一定會遇到各種各樣的問題。谷歌還設計了一個專門的搜索引擎，你可以在上面查詢Google Cardboard的各種信息。

網址是 https://support.google.com/cardboard

當然，Google Cardboard只是設計VR眼鏡主題課程的一種方法，我們還能通過不同的材料製作出VR眼鏡，原理都是類似的。

例如用積木做一個VR眼鏡。

再簡易一些，用廢棄的木盒子也可以做VR。

除此之外……

除了以上方法之外，我們還可以開發更多VR眼鏡主題的STEM課程。

例如，以折射式立體鏡的方法設計一臺可以拍攝VR圖像的相機。

Make a 3-D Stereoscope Slide and Video Shooter（via instructables.com）

用開源硬件設計立體成像機器人

Binocular Robot Head a Stereoscope Camera（via .instructables.com）

更多資源

在科技學堂微信公衆號回覆關鍵詞“VR”，即可獲取Google Cardboard的開源圖紙和“VR世界STEM課程設計建議ppt”。

萬物雲教研系列活動

很快，我們將開展第四期《萬物》雲教研計劃就會開始了，想要和我們一起討論，設計出好玩的STEM課程嗎？你可以掃描下方二維碼添加“創客達芬奇-布布老師”爲好友，布布老師會將你拉到活動交流羣跟大家一起交流討論。

（如果你已經在創客達芬奇的羣裏，就不需要重複添加了）

你也可以掃描下方二維碼加入“科技學堂雲教研社團”，還能留言討論哦。

關於《萬物》

《萬物》是一本高質量的科學雜誌，是享譽全球的青少年科學雜誌How It Works的中文版。How It Works 創刊十年來，以科學、準確、嚴謹而有趣的內容，在15個發行的國家受到廣大青少年的廣泛青睞。2019年，How It Works的中文版，即《萬物》雜誌，將由《環球科學》雜誌社編輯團隊發行。《環球科學》雜誌社是國內水平一流的科學編輯團隊，其發行的《環球科學》雜誌（科學美國人中文版）更是國內最具有影響力的大衆科普雜誌之一，受到的科學家和科技工作者的廣泛歡迎。

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