淺析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用

冉婧

摘? 要：自2016年“虛擬現(xiàn)實元年”被提出以來，隨著科技的迅猛發(fā)展，各種VR應(yīng)用研究層出不窮。其中，VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，已經(jīng)有相關(guān)研究者證明“VR+教育”能夠創(chuàng)造“1+1 >2”的效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是繼多媒體技術(shù)、計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)之后，為現(xiàn)代教育事業(yè)提供一種全新的技術(shù)支持。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù)；教育

自2016年“虛擬現(xiàn)實元年”被提出以來，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，科技的不斷進步，各種VR應(yīng)用研究層出不窮。其中，VR在教育領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，目前主要應(yīng)用在技能訓練、三維物體展示等學科教學和數(shù)字出版等非學科教學教育。VR教育打破時空限制、身臨其境的敘事方式都成為傳統(tǒng)教育改革的切入點，可以為學生提供更加直觀、形象的多重感官刺激，而國家政策層面支持的VR教育更被專業(yè)機構(gòu)視為未來教育領(lǐng)域的標配。那么VR教育有什么優(yōu)勢，我國VR教育又面臨什么困境呢？

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality，簡稱VR）技術(shù)是20世紀80年代初由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾（Jaron Lanier）提出的，一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)?！艾F(xiàn)實”可以是實際上可實現(xiàn)的，也可以是實際上難以實現(xiàn)或者根本無法實現(xiàn)的，泛指在物理意義上或者功能意義上存在于世界上的任何環(huán)境或事物。其具體內(nèi)涵是：仿真技術(shù)與計算機圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等多種技術(shù)的集合，利用計算機生成一種逼真的模擬環(huán)境，使用戶通過適當?shù)难b置沉浸到該環(huán)境中，產(chǎn)生自然的體驗。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特征

與傳統(tǒng)的人機界面相比，虛擬現(xiàn)實是人們通過計算機對復雜數(shù)據(jù)進行可視化操作與交互的一種全新方式，在技術(shù)思想上有了質(zhì)的飛躍。

1、交互性

VR技術(shù)的交互指的是，參與者借助專用的三維交互設(shè)備與虛擬環(huán)境進行交互，產(chǎn)生自然的體驗，這樣的交互比二維交互擁有更加豐富的形式。

2、沉浸性

沉浸性是表征虛擬現(xiàn)實環(huán)境性能的重要指標，又稱臨場感，指的是虛擬環(huán)境給參與者帶來的身臨其境的體驗，除一般計算機所具有的的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知、味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現(xiàn)實應(yīng)該具有一切人所具有的的感知功能，仿佛置身于真實的客觀世界中。由于技術(shù)的限制，目前虛擬現(xiàn)實技術(shù)所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、觸覺、力覺、運動等。

3、想象性

VR技術(shù)具有廣闊的可想象空間，不僅可以再現(xiàn)真實的環(huán)境，也可以隨意構(gòu)想不存在的甚至是不可能實現(xiàn)的環(huán)境，產(chǎn)生認知上的新意。

三、虛擬現(xiàn)實技術(shù)對教育的影響

從歷史的發(fā)展進程看，任何一種新技術(shù)、新媒體的出現(xiàn)，都會引起變革。印刷術(shù)和紙的發(fā)明、廣播和電視技術(shù)的發(fā)展、計算機的出現(xiàn)以及網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，都引起了教育的重大變革。毫無疑問，VR技術(shù)與教育相結(jié)合，也一定會給教育領(lǐng)域帶來量和質(zhì)的飛躍。已經(jīng)有相關(guān)研究者證明“VR+教育”能夠創(chuàng)造“1+1 >2”的效果。華為iLab與Strategy Analytics聯(lián)合發(fā)布虛擬現(xiàn)實教育白皮書《教育和培訓應(yīng)用點燃VR市場——運營商和VR產(chǎn)業(yè)伙伴合作共贏》指出，虛擬現(xiàn)實教育價值在于提升學生學習效率，并輔助教師高效授課。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)所擁有的獨特魅力決定了它在教育領(lǐng)域運用的鮮明特點。

1、突破教學中時間和空間上的限制

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以徹底打破時間和空間上的局限，能夠讓很多不同地域的學習者，通過傳感器、顯示器等設(shè)備，來體驗模擬的教學氛圍。一些需要很長時間才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)，真實生動地呈現(xiàn)出來，更好地提升學習者實際操作的能力。

2、創(chuàng)建虛擬學習環(huán)境，有效提升技能訓練

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以創(chuàng)造出一個生動、逼真的三維立體學習環(huán)境，其沉浸性和交互性使學習者感覺身臨其境，這非常有利于技能訓練。包括手術(shù)技能、體育技能、汽車駕駛技能、維修技能等各種訓練，虛擬的訓練系統(tǒng)沒有任何危險，教學內(nèi)容也可以進行不斷的更新，學習者可以反復練習，直至掌握技能為止。

3、促進知識的內(nèi)化

在傳統(tǒng)的教學中，知識的呈現(xiàn)主要依靠文字、圖片、視頻等形式。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以將抽象難懂的知識點形象化、具體化，構(gòu)建三維立體的呈現(xiàn)效果，以更加直觀、容易理解的方式呈現(xiàn)出來，幫助學生理解學習，大大提高課堂效率。

四、虛擬現(xiàn)實技術(shù)的未來展望

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實的軟硬件成本會逐漸降低，進入我們的生活是必然的事情。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的教學媒體，其教育功能正在不斷地被發(fā)掘和發(fā)揮。虛擬教學是一項需要長期探索的過程與實踐，需要教育工作者共同參與虛擬教學資源的開發(fā)。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學的應(yīng)用范圍是無限廣闊的。有了虛擬現(xiàn)實，在不遠的將來，必將為教育界帶來一場變革，教師和學生能以全新的、更有效的方式進行學習，教學也將更加個性化、個別化。未來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)配合人工智能、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和5G領(lǐng)域的最新發(fā)展，將持續(xù)對教育教學產(chǎn)生深遠的影響。

參考文獻

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