ISOIEC TR 238442023 学习、教育和培训用信息技术.沉浸式内容和技术标准立项发展报告

ISO/IECTR23844:2023《学习、教育和培训用信息技术沉浸式内容和技术》标准立项发展报告EnglishTitleStandardizationDevelopmentReport:Informationtechnologyforlearning,education,andtraining-Immersivecontentandtechnology摘要随着虚拟现实（VR）、增强现实（AR）、混合现实（MR）及扩展现实（XR）等沉浸式技术的迅猛发展，教育领域正经历着前所未有的范式变革。为规范沉浸式内容与技术在教育和培训场景中的设计、开发、部署与评价，国际标准化组织与国际电工委员会联合发布了ISO/IECTR23844:2023《学习、教育和培训用信息技术沉浸式内容和技术》技术报告。本报告对该标准的立项背景、技术框架、核心内容及行业影响进行了系统梳理与分析。报告指出，该标准作为国际上首份针对教育领域沉浸式技术的系统性技术报告，首次构建了涵盖技术分类、应用场景、教学设计、评估指标等多维度的框架体系，填补了沉浸式教育技术标准化领域的空白。该标准的发布对于推动沉浸式教育技术的规范化应用、促进教育资源的共建共享、提升教育教学质量具有重要意义，也为我国相关标准的研制和国际标准化工作提供了重要参考。关键词：沉浸式技术；教育信息技术；标准制定；虚拟现实；增强现实；ISO/IECTR23844Keywords:ImmersiveTechnology;InformationTechnologyforEducation;Standardization;VirtualReality;AugmentedReality;ISO/IECTR23844一、引言1.1立项背景进入21世纪第三个十年，数字技术对教育的赋能作用日益凸显。特别是在全球新冠疫情期间，远程教育、虚拟课堂、仿真实验等新型教学形态加速普及，极大地推动了教育信息化的进程。在这一背景下，沉浸式技术因其独特的临场感、交互性和沉浸感，被广泛认为是继互联网之后最具变革潜力的教育技术之一。根据国际数据公司（IDC）的预测，全球在教育和培训领域对沉浸式技术的支出将在2025年达到约126亿美元，年均复合增长率高达18.6%。然而，技术的高速发展与标准化工作的相对滞后形成了鲜明反差。教育机构在采购沉浸式设备时缺乏参考依据，内容开发者在跨平台部署时面临兼容性挑战，教育评价体系难以适应新的教学形态，这些问题都亟需通过标准化手段加以解决。1.2标准立项的必要性ISO/IECJTC1（信息技术联合技术委员会）下设的SC36分技术委员会专门负责学习、教育和培训领域的信息技术标准化工作。在长期跟踪研究的基础上，SC36委员会认识到，沉浸式技术在教育领域的应用已进入规模化阶段，相关术语定义、技术分类、应用场景和评估方法需要形成统一认识，以指导各国和各地区的标准化实践。2021年，SC36委员会正式启动该技术报告的立项程序，经过多轮讨论和各国投票，最终于2023年2月17日正式发布ISO/IECTR23844:2023。该技术报告的发布标志着教育领域沉浸式技术标准化工作进入了系统化发展的新阶段。二、标准概述2.1标准基本信息|项目|内容||------|------||标准编号|ISO/IECTR23844:2023||标准名称|学习、教育和培训用信息技术沉浸式内容和技术||英文名称|Informationtechnologyforlearning,education,andtraining-Immersivecontentandtechnology||标准状态|现行||发布机构|国际标准化组织（ISO）/国际电工委员会（IEC）||发布日期|2023年2月17日||标准类型|技术报告（TechnicalReport）||国际标准分类|35.240.90（信息技术在教育中的应用）|2.2标准定位与技术报告属性需要特别指出的是，ISO/IECTR23844属于技术报告（TechnicalReport）类型的标准文件。在ISO/IEC标准体系中，技术报告与正式国际标准（IS）具有不同定位——技术报告提供的是信息性内容而非规范性要求，旨在为行业发展提供技术指导和参考框架。这一属性决定了该标准具有较强的包容性和灵活性，能够适应沉浸式技术快速演进的特性，避免因过于刚性的规范要求而制约技术创新。三、标准核心技术内容3.1沉浸式技术的分类体系该技术报告对教育领域可能涉及的沉浸式技术进行了系统性分类，构建了多层次的技术分类框架。具体而言，报告将沉浸式技术划分为以下主要类别：第一，虚拟现实（VR）技术。指通过头戴式显示器等设备将用户完全带入计算机生成的三维虚拟环境中，实现视觉、听觉乃至触觉的全方位模拟。在教育应用中，VR技术主要用于虚拟实验室、沉浸式历史场景重现、高危环境模拟训练等场景。第二，增强现实（AR）技术。指将计算机生成的虚拟信息叠加到真实世界环境之上，实现虚实融合的呈现效果。在教育教学中，AR技术常用于教材增强、实验辅助、现场教学指导等场景，具有较强的易用性和普适性。第三，混合现实（MR）技术。指在真实世界与虚拟世界之间建立交互关系，虚拟对象能够与真实环境实时互动。MR技术在医学教育、工程训练等需要精细操作和空间认知的领域具有独特优势。第四，扩展现实（XR）技术。作为上述技术的统称，XR涵盖了从完全真实环境到完全虚拟环境的连续光谱，为教育应用提供了统一的技术框架视角。3.2教育应用场景框架报告系统梳理了沉浸式技术在教育和培训领域的典型应用场景，构建了涵盖多个维度的场景分类框架：在课堂教学层面，沉浸式技术可实现抽象概念的具象化呈现，如通过VR展示分子结构、天体运动、地理地貌等；在实验实训层面，沉浸式技术可提供安全、可重复的虚拟操作环境，适用于医学手术模拟、化学实验操作、机械装配等训练任务；在远程教育层面，沉浸式技术可构建虚拟教室和虚拟校园，增强远程学习的临场感和互动性；在特殊教育层面，沉浸式技术可为自闭症谱系障碍等特殊群体提供定制化的学习环境和社交训练场景；在职业培训层面，沉浸式技术广泛应用于智能制造、航空维修、建筑施工等高技能培训领域。3.3技术框架与系统架构报告提出了沉浸式教育系统的通用架构模型，涵盖了感知层、数据处理层、内容呈现层、交互层和应用服务层等关键组成部分。同时，报告对沉浸式教育系统的关键技术要素进行了梳理，包括三维建模技术、实时渲染引擎、空间定位与追踪技术、人机交互界面、多模态反馈机制等。在互操作性方面，报告强调开放标准和数据格式的重要性，以支持不同平台间的教育资源交换和共享。3.4教学设计整合框架区别于纯技术类标准，本报告特别关注沉浸式技术与教学设计的深度整合。报告引入了TPACK框架和技术接受模型等教育技术理论，指导教师如何将沉浸式技术有机融入教学目标设定、教学内容组织、教学活动设计和学习评价全过程。同时，报告强调以学习者为中心的设计理念和认知负荷管理原则，避免技术应用的过度化对学习效果产生负面影响。3.5评价与评估体系报告从技术性能和教育效能两个维度构建了评估框架。技术性能方面涵盖渲染质量、交互延迟、跟踪精度、设备舒适度等客观指标；教育效能方面则涉及学习成效、学习动机、认知负荷、用户体验等综合指标。此外，报告还提出了数据采集与隐私保护的基本要求，确保沉浸式学习环境中的用户数据和行为数据得到合理合法的使用。四、标准的行业影响与应用价值4.1对教育技术产业的影响ISO/IECTR23844:2023的发布为沉浸式教育技术产业提供了统一的技术参考框架。对于设备制造商而言，该标准提供了产品设计和研发的参考依据；对于内容开发企业而言，该标准有助于降低跨平台开发的兼容性成本；对于系统集成商而言，该标准为整体解决方案设计提供了架构指导。这些都将有效促进沉浸式教育技术产业链的成熟和完善。4.2对教育机构的应用价值教育机构在引入沉浸式技术时，可以参照该标准进行需求分析、方案选型和效果评估，降低技术选型的盲目性和试错成本。在教学设计层面，标准提供的整合框架为教师有效运用沉浸式技术开展教学提供了方法论指导。在学习评价层面，标准提出的评估维度有助于建立科学、全面的沉浸式学习评价体系。4.3对标准化工作的推动该技术报告的发布填补了国际标准化组织在教育领域沉浸式技术标准方面的空白，为后续相关标准的制定奠定了重要基础。同时，该标准为各国在国家层面或区域层面制定更细化的标准提供了参考框架，推动了全球范围内沉浸式教育标准化工作的协同发展。五、主要参与单位介绍5.1ISO/IECJTC1/SC36分技术委员会ISO/IECJTC1/SC36是国际标准化组织信息技术联合技术委员会下设的、专门负责学习、教育和培训领域信息技术标准化工作的分技术委员会。该委员会的秘书处由美国标准协会（ANSI）承担，目前拥有超过30个积极参与成员国和多个观察员国家。SC36分技术委员会的工作范围涵盖了学习资源描述、学习者信息管理、学习管理系统互操作、移动学习、游戏化学习等多个标准化方向。在沉浸式教育技术标准化方面，SC36开展了长期的前瞻性研究，并通过设立专门的咨询组和特别工作组，持续跟踪沉浸式技术在教育领域的发展趋势和应用需求。该委员会汇聚了来自全球的教育技术专家、标准化专家、行业代表和教育实践者，形成了多元化的专家网络。在ISO/IECTR23844:2023的研制过程中，SC36充分发挥了其在教育信息技术标准领域的专业积累和国际协调能力，组织多轮专家研讨和各国投票，确保了技术报告的科学性、全面性和国际适用性。5.2主要参与国及贡献在ISO/IECTR23844:2023的制定过程中，中国、韩国、日本、美国、德国、英国等多个国家积极贡献了各自的研究成果和实践经验。其中，中国依托在教育信息化领域的丰富实践经验，在应用场景框架和教学设计整合等方面提出了多项建设性意见。中国电子技术标准化研究院、北京师范大学等国内机构参与了相关研究和意见反馈工作。六、结论与展望6.1主要结论ISO/IECTR23844:2023《学习、教育和培训用信息技术沉浸式内容和技术》作为国际标准化组织在沉浸式教育技术领域的首份系统性技术报告，具有重要的里程碑意义。该报告构建了覆盖技术分类、系统架构、应用场景、教学设计整合和评价评估的多维度框架体系，为全球范围内的沉浸式教育技术研发、应用和评价提供了统一的技术参考。该技术报告的发布体现了国际标准化工作对新兴技术趋势的敏锐把握和积极回应，也反映了教育信息化从数字化向智能化、沉浸化方向发展的时代潮流。在当前人工智能、数字孪生等新技术加速融合的背景下，该技术报告所建立的框架体系为未来更广泛的智能教育技术标准化提供了可扩展的基础。6.2未来展望展望未来，沉浸式教育技术标准化工作仍面临诸多挑战和发展机遇。在技术演进层面，随着5G/6G通信、边缘计算、人工智能生成内容（AIGC）等技术的快速发展，沉浸式教育技术将呈现更高fidelity、更强交互性和更智能化的发展趋势。未来的标准化工作需密切关注这些技术变革对教育应用的影响。在标准体系完善层面，在ISO/IECTR23844:2023的框架基础上，未来可能需要制定更多针对特定技术、特定应用场景的正式国际标准，如沉浸式学习资源描述规范、学习者交互数据格式标准、沉浸式学习环境评价标准等。在区域协同层面，各国可基于该技术报告的框架，结合本国教育实际，制定适应本土需求的标准化文件和实施指南，形成国际标准与国家标准良性互动的格局。在我国参与层面，中国应积极参与沉浸式教育技术国际标准化工作，将中国在智能教育、数字教育领域的实践经验和技术方案贡献给国际社会，同时推动我国相关国家标准和行业标准的研制，实现国际标准与国内标准的协同发展。参考文献[1]ISO/IECTR23844:2023,Informationtechnologyforlearning,education,andtraining-Immersivecontentandtechnology[S].Geneva:ISO/IEC,2023.[2]ISO/IECJTC1/SC36,Informationtechnologyforlearning,educationandtraining-BusinessPlan[R].Geneva:ISO,2022.[3]中华人民共和国教育部.教育信息化2.0行动计划[Z].2018.[5]IDC.WorldwideAugmente