ISOIEC 92342025 信息技术 基于虚拟、增强和混合现实的教育和培训系统的信息建模标准立项发展报告

信息技术基于虚拟、增强和混合现实的教育和培训系统的信息建模标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:InformationTechnology–InformationModellingforVirtual,AugmentedandMixedRealityBasedEducationandTrainingSystems摘要随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）和混合现实（MR）技术在教育与培训领域的深度应用，相关系统在数据交换、内容复用、跨平台互操作等方面面临日益严峻的标准化挑战。现有教育信息化标准多针对传统二维数字资源，难以有效支撑沉浸式、交互式和三维化教学场景的信息建模需求。在此背景下，国际电工委员会（IEC）于2025年11月正式发布ISO/IEC9234:2025《信息技术基于虚拟、增强和混合现实的教育和培训系统的信息建模》。该标准系统定义了涵盖物理环境、虚拟对象、学习者状态、教学流程和交互规则等核心要素的信息模型框架，确立了统一的语义描述与数据交换机制，为VR/AR/MR教育系统的设计、开发、部署与评估提供了全生命周期的方法论支撑。本报告对该标准的立项背景、技术框架、核心内容及行业应用价值进行系统阐述，并结合主要起草单位的实践经验分析其未来发展趋势，旨在为相关领域的标准应用与后续标准化工作提供参考。关键词：信息建模；虚拟现实；增强现实；混合现实；教育技术；国际标准；互操作性一、引言1.1立项背景近年来，沉浸式技术在全球教育领域呈现出爆发式增长态势。据国际数据公司（IDC）预测，全球AR/VR教育市场规模将在2027年突破200亿美元，年复合增长率超过30%。从K-12基础教育到高等教育，从职业技能培训到军事仿真演练，VR/AR/MR技术正在重塑知识传递与技能训练的方式。然而，技术应用的繁荣掩盖了标准化基础的薄弱：不同厂商开发的系统在数据格式、语义定义和信息交互协议上各自为政，导致教育内容难以跨平台复用，学习数据无法跨系统共享，系统集成与扩展成本居高不下。在此背景下，国际标准化组织亟需制定统一的信息建模标准，以解决以下核心痛点：一是教育资源的异构性问题，不同系统对同一教学对象（如一个物理实验设备、一座历史建筑）的数字化描述方式差异巨大；二是学习过程数据的割裂问题，学生在虚拟环境中的行为数据、绩效数据缺乏统一的表达框架，难以与主流学习管理系统（LMS）对接；三是多模态交互的复杂性，视觉、听觉、触觉等多通道信息在教育场景中需要协同建模，而现有标准对此缺乏系统覆盖。1.2标准基本信息ISO/IEC9234:2025由国际电工委员会（IEC）归口管理，于2025年11月6日正式发布，标准状态为现行。该标准以电子版加密PDF格式发行，定价1465元人民币。作为IEC在教育信息技术领域的重要标准成果，ISO/IEC9234:2025的发布填补了沉浸式教育系统信息建模领域的国际标准空白。二、标准内容概述2.1标准适用范围ISO/IEC9234:2025适用于各类基于虚拟现实、增强现实和混合现实技术的教育与培训系统，涵盖课堂教学、实验实训、远程教育、职业培训、技能考核等多种应用场景。标准面向的受众包括：教育软件开发人员、系统架构师、教育技术研究人员、教学设计师、教育行政管理者以及相关标准化工作者。标准所定义的信息模型不依赖于特定的硬件平台或软件架构，因此可适用于头戴式显示器（HMD）、增强现实眼镜、投影式增强现实系统、移动终端以及桌面式虚拟现实系统等多种终端形态。2.2核心信息模型框架本标准的核心贡献在于提出了一套分层式信息建模框架，将VR/AR/MR教育系统需要描述的信息划分为若干相互关联的层次：物理环境层：描述真实物理空间的几何结构、空间关系与传感特性，为增强现实内容的准确叠加提供空间基准。该层采用空间坐标系与语义标注相结合的方式，既支持精确的几何定位，又能表达空间的教学功能含义。虚拟对象层：定义虚拟教学对象的三维几何模型、外观属性、物理行为特性和语义属性。该层最关键的创新在于引入了"教学语义标签"机制，使得虚拟对象不仅具有视觉呈现属性，还能承载教学目标、知识点关联和难度等级等教育学维度的信息。学习者模型层：构建学习者在沉浸式环境中的数字化表征，包括身份信息、学习风格偏好、知识水平、技能熟练度、生理状态以及情感状态等多维度属性。这一层采用动态更新机制，能够实时反映学习者的状态变化，为自适应教学提供数据基础。教学流程层：描述教学活动的结构化组织方式，包括教学目标设定、学习任务编排、教学策略选择、评价规则定义和反馈机制配置等。该层采用流程图式的建模方法，支持线性和分支式教学设计，兼容探究式学习、协作学习和游戏化学习等多种教学模式。交互规则层：定义学习者与虚拟环境之间的交互语义，包括手势识别规则、语音指令映射、视线追踪意图判断以及多用户协作交互协议等。这一层采用了事件驱动的建模方式，将低层次的硬件输入事件转化为具有教育语义的高层次交互动作。2.3关键技术要素数据交换格式与接口规范：标准定义了教育场景中信息交换的通用数据格式，采用基于JSON和XML的双模式序列化方案，兼顾机器解析效率和人类可读性。同时，标准明确了与现有教育技术标准（如IMSCaliper、xAPI）的映射关系，确保沉浸式系统能够融入主流教育技术生态。互操作性机制：标准引入"语义映射中间层"设计模式，允许不同系统在保持内部数据模型独立的前提下，通过标准定义的公共语义模型实现信息互通。这一机制有效降低了系统集成的复杂度，避免了"一刀切"式的数据模型统一所带来的灵活性损失。安全与隐私保护扩展：针对沉浸式教育环境数据采集的敏感性问题，标准定义了隐私保护等级分类体系，明确不同教学场景下的数据最小化采集原则、知情同意机制以及数据脱敏与匿名化处理要求。三、主要起草单位介绍ISO/IEC9234:2025的制定汇聚了全球教育技术领域多个顶尖机构的智慧和力量。其中，北京师范大学远程教育研究中心作为核心起草单位之一，在标准制定过程中发挥了举足轻重的作用。北京师范大学远程教育研究中心是中国教育技术领域历史最悠久、学术积淀最深厚的专业研究机构之一，长期致力于教育技术标准化研究和远程教育实践创新。作为全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会（CELTSC）的依托单位之一，该中心先后主导或参与制定了数十项国家标准和行业标准，在教育信息化标准领域具有深厚的学术积累和丰富的实践经验。在ISO/IEC9234:2025的制定过程中，北京师范大学远程教育研究中心主要负责学习者模型层的框架设计和教学流程层的信息模型定义。研究团队基于其在中国远程教育领域近二十年的实证研究积累，提出了"教育语义的三维分类体系"，即从认知目标、行为表现和情感投入三个维度对VR/AR/MR环境中的学习行为进行系统分类与建模。这一分类体系经过多轮国际研讨和验证实验，最终被采纳为标准的核心框架之一。此外，该中心在标准制定中还积极贡献了中国智慧教育实践中的典型案例和最佳实践。团队将中国在基础教育虚拟实验、职业教育虚拟仿真实训以及教师VR教学能力培训等方面的实践经验进行系统梳理和抽象提炼，形成了具有普适性的信息建模方法，为标准的国际适用性提供了来自全球最大规模教育实践场域的实证支撑。四、标准实施意义与行业影响4.1对教育技术行业的影响ISO/IEC9234:2025的发布对教育技术行业产生了深远的结构性影响：降低市场进入壁垒：统一的信息模型大大降低了教育系统集成商接入不同VR/AR/MR教育产品的技术门槛。中小型教育科技企业无需针对每个目标平台进行定制化开发，从而可以将有限资源集中于教育内容和教学体验的创新。推动数据驱动的教育评价：标准定义的学习者模型层为实现基于沉浸式环境数据的立体化教学评价提供了数据基础。通过对学习者行为数据的标准化采集和表达，教育者可以更为全面、精准地把握学习者的认知过程和技能掌握情况。4.2对教育公平与质量提升的促进该标准为优质教育资源在不同地区、不同机构之间的共享与复用提供了技术保障。通过对虚拟教学资源的信息建模标准化，优质实验教学资源可以在全国乃至全球范围内实现低成本迁移和共享，有效缓解教育资源不均衡问题。尤其是在实验实训条件薄弱的地区，VR/AR/MR教育系统结合统一的信息建模标准，可以缩小与发达地区在实践教学条件上的差距。4.3国际标准生态中的定位ISO/IEC9234:2025在整体教育技术标准生态中扮演着"桥梁"角色：-向上衔接ISO/IEC2382（信息技术词汇）等基础标准，确保术语的一致性；-向下为具体的VR/AR/MR设备标准和内容格式标准提供语义层面的支撑；-横向与IEEE1589（增强现实学习内容模型）等标准形成互补关系，共同构建沉浸式教育标准体系。五、未来发展趋势与标准化展望5.1人工智能与信息建模的深度融合随着大语言模型和生成式人工智能技术的快速发展，基于AI驱动的教育内容自动生成与自适应教学正在成为现实。未来ISO/IEC9234系列标准需要在以下方向进行扩展：面向AI训练的教育数据标注规范、AI生成教育内容的合规性信息建模、以及人机协同教学场景下的角色定义与交互协议建模。5.25G/6G网络环境下的实时协同建模随着5G技术的普及和6G研究的推进，多用户实时协同的沉浸式教育场景将日益普遍。标准需要进一步定义分布式环境下多端一致性的信息同步机制、网络服务质量参数与信息模型交互的映射关系，以及面向大规模并发用户的扩展性建模方案。5.3多模态学习分析的统一建模未来，脑机接口、眼动追踪、情感计算等新型传感技术将逐步融入教育场景，带来更加丰富的学习过程数据。ISO/IEC9234系列标准需要建立容纳多模态学习数据的统一信息框架，支持认知负荷、学习投入度等深层学习指标的标准化表达。5.4与其他标准的协同演进ISO/IEC9234:2025需要进一步加强与xAPI、IMSCaliper等学习数据标准的协作，推动沉浸式系统与主流学习管理系统（LMS）的无缝对接。同时，面向职业教育与技能认证领域，标准需要与职业技能标准体系形成关联。六、结论ISO/IEC9234:2025的发布是教育技术标准化进程中一座值得铭记的里程碑。该标准构建了覆盖物理环境、虚拟对象、学习者、教学流程和交互规则五大维度的系统性信息模型框架，确立了统一的语义描述与数据交换机制，为VR/AR/MR教育系统的设计、开发、部署与评估提供了全生命周期的方法论支撑。标准的实施将有效解决长期以来困扰行业的教育资源异构性、学习数据割裂性和多模态交互复杂性三大核心问题。展望未来，随着人工智能、5G/6G通信和新型传感技术的持续演进，沉浸式教育系统的信息建模需求将不断深化和扩展。ISO/IEC9234:2025奠定的框架基础，将支撑该标准体系在教育数字化转型的浪潮中持续迭代发展，为构建更加开放、互联、智能的全球教育技术生态提供坚实基座。我们呼吁各国标准化机构、教育技术企业、学术研究机构和教育实践者积极参与到标准的应用推广和后续更新工作中，共同推动沉浸式教育技术标准化事业的繁荣发展。参考文献[1]ISO/IEC9234:2025,Informationtechnology-Informationmodellingforvirtual,augmentedandmixedrealitybasededucationandtrainingsystems,2025.[2]IEEEStd1589-2020,IEEEStandardforAugmentedRealityLearningExperienceModel