虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究

許偉

摘要：在信息化的時(shí)代背景下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也應(yīng)用在了教育領(lǐng)域，并取得了一番成績。本文針對虛擬技術(shù)在教育中的應(yīng)用方向、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育應(yīng)用中的一些優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行了相應(yīng)的分析，以求虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在教育領(lǐng)域做出更長遠(yuǎn)的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);教育應(yīng)用

引言

在今下，我們已經(jīng)進(jìn)入了一個(gè)數(shù)字化的信息時(shí)代，信息技術(shù)與教育的融合和創(chuàng)新已是必不可免的趨勢。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一項(xiàng)新技術(shù)，在教育教學(xué)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。在國外一些軍事教學(xué)和體育專項(xiàng)訓(xùn)練，汽車駕駛等教學(xué)中已經(jīng)應(yīng)用到了相應(yīng)的教學(xué)領(lǐng)域，特別是在美國的軍事教學(xué)中。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用值得我們進(jìn)行開展相應(yīng)的研究工作。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

所謂，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality）簡稱VR，是利用三維圖形生成、多傳感交互、多媒體、人工智能、人機(jī)接口、高分辨顯示等高新科技，對現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的一種技術(shù)。20世紀(jì)60年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在美國誕生了。隨著計(jì)算機(jī)信息技術(shù)的快速發(fā)展而在越來越多的領(lǐng)域得到了推廣應(yīng)用，它以三維立體場景出現(xiàn)在人們面前，有利打造學(xué)習(xí)環(huán)境的真實(shí)情景和畫面感。因此，被應(yīng)用于教育領(lǐng)域。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最早的被美國應(yīng)用于相應(yīng)的教育教學(xué)領(lǐng)域，1985年美國醫(yī)學(xué)圖書館進(jìn)行了人體解剖圖像數(shù)字化研究。德國的漢諾威大學(xué)，緊隨其后，建立了虛擬自動(dòng)化實(shí)驗(yàn)室。西班牙大學(xué)電子系也開發(fā)出了虛擬工作平臺(tái)，新加坡國立大學(xué)開發(fā)出了遠(yuǎn)程試播實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)等。在1995年，互聯(lián)網(wǎng)上首次出現(xiàn)了“虛擬解剖”的實(shí)驗(yàn)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國外的應(yīng)用可以說是如火如荼。

對于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，我國對它的開發(fā)和應(yīng)用存在著一定的距離，這也引起了我國有關(guān)部門的專家對虛擬顯示技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，開始根據(jù)我國的具體情況進(jìn)行了相關(guān)的研究。目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)只是停留在高校的教學(xué)和科研工作之中，如清華大學(xué)利用虛擬儀器構(gòu)建了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)檢測系統(tǒng);華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院工程檢測實(shí)驗(yàn)室將其虛擬實(shí)驗(yàn)室成果在網(wǎng)上公開展示，供遠(yuǎn)程教育使用。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對我國的基礎(chǔ)教育投入和普及尚未形成一定的氣候，面對的受眾也只是一些大學(xué)生及以上文化層次的人。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)的教育應(yīng)用意義

目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)受到教育界認(rèn)識(shí)的普遍關(guān)注利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和教師備課，虛擬技術(shù)已經(jīng)開始投入到教育教學(xué)過程，但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為一個(gè)新生事物，還沒有被更普遍的人們所熟知，但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有廣泛的應(yīng)用潛力。

第一，它能夠激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，帶給學(xué)生一個(gè)全新的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。就教學(xué)模式來說，這是一種全新的教學(xué)模式，利用網(wǎng)絡(luò)虛擬技術(shù)增強(qiáng)學(xué)習(xí)者對于學(xué)習(xí)活動(dòng)本身的興趣感，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，通過自身的技術(shù)優(yōu)勢利用一些網(wǎng)絡(luò)投屏的模式，帶給學(xué)習(xí)者，輕松愉快的情緒激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)發(fā)力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過營造一個(gè)真實(shí)的情景，讓學(xué)生置身于解決問題的真實(shí)情景之中，在真實(shí)情景中完成角色扮演。比如學(xué)習(xí)者被賦予護(hù)士的身份，那么就會(huì)在模擬真實(shí)的情境中更能夠仔細(xì)的照顧病人，完成一系列的嗯打針。等工作通過一系列的虛擬情景設(shè)置，在接觸到真實(shí)情景時(shí)，能夠快速的進(jìn)行打針，減少患者的疼痛感。一方面有利于學(xué)習(xí)者自身技能的提升，另一方面可以減少患者自身的疼痛。

第二，建構(gòu)真實(shí)場景，促進(jìn)知識(shí)的理解與掌握。虛擬技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代的教學(xué)中，與傳統(tǒng)的教學(xué)模式不同，它能夠營造一個(gè)真實(shí)的情景，使學(xué)生在真實(shí)的情景下進(jìn)入相應(yīng)的學(xué)習(xí)角色。加強(qiáng)對于知識(shí)的理解力，進(jìn)而增強(qiáng)對于知識(shí)的掌握。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，憑借虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造真實(shí)學(xué)習(xí)情景，讓學(xué)生在其中體會(huì)豐富的情感。通過一定感知能力，來幫助學(xué)習(xí)者將虛擬情景中所學(xué)的知識(shí)運(yùn)用到生活中來。為學(xué)習(xí)者提供一定的支架，讓其進(jìn)行清晰的反思表達(dá)。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)加強(qiáng)學(xué)習(xí)者自身對于知識(shí)的掌握和理解能力。比如，針對企業(yè)的銷售模式，就可以通過模擬一個(gè)真實(shí)的情景，讓學(xué)生在其中進(jìn)行相應(yīng)的銷售工作，等轉(zhuǎn)換到現(xiàn)實(shí)的場景時(shí)，便于促進(jìn)知識(shí)的遷移與應(yīng)用。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用的缺陷

在技術(shù)層面上，虛擬顯示技術(shù)存在著以下幾種問題。第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的投屏分辨率不高。 目前，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的分辨率不足，不能夠呈現(xiàn)出清晰的畫質(zhì)和分辨率，有礙正常的視覺體驗(yàn)，在一定程度上影響真實(shí)情景的打造。 第二， 與真實(shí)世界的反應(yīng)暫時(shí)性缺失，在進(jìn)行相應(yīng)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)體驗(yàn)時(shí)，有可能缺乏對于現(xiàn)實(shí)世界的視覺和觸覺感知，假如身邊發(fā)生一些重要的事情時(shí)無法做到準(zhǔn)確地處理和操作。第三，影響身體健康。研究顯示，長期使用虛擬現(xiàn)實(shí)頭顯會(huì)產(chǎn)生一系列的健康問題，如頭暈、疲勞和惡心等。第四， 教育資源設(shè)計(jì)和開發(fā)技術(shù)門檻 高。學(xué)科教師很難像設(shè)計(jì)開發(fā)課件那樣設(shè)計(jì)和開發(fā)? 虛擬現(xiàn)實(shí)資源。

在教學(xué)方法上，虛擬技術(shù)的應(yīng)用存在以下的缺陷。

第一，學(xué)生在認(rèn)知上存在一定的困難，虛擬現(xiàn)實(shí)場景常常利用豐富的色彩畫面，吸引學(xué)生的注意力。學(xué)生對于這種虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打造的畫面感沒有抵抗力，常常被其中所包括的聲音、圖像、文字等信息刺激，以至于對于教學(xué)內(nèi)容產(chǎn)生了短暫性失憶。

第二，無法判斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況。在進(jìn)行虛擬現(xiàn)實(shí)的情境下，教師對于學(xué)生自己的學(xué)習(xí)情況，很難做出準(zhǔn)確的判斷，難以發(fā)覺學(xué)生是處于一種游戲狀態(tài)還是學(xué)習(xí)狀態(tài)。 有相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，教師可以利用學(xué)生的具體動(dòng)作，豐富的肢體語言來檢查學(xué)生是否處在積極的學(xué)習(xí)狀態(tài)，此外教師還可以加強(qiáng)對于知識(shí)點(diǎn)的考核。在結(jié)束虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)后，利用微信視頻的形式進(jìn)行及時(shí)性的抽測檢查，教師也應(yīng)該不斷去發(fā)掘研究，找尋相對成熟的解決方案。

第三， 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對于教師的主導(dǎo)性產(chǎn)生了一定程度的影響。在面臨虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)情景中，過分強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)主觀能動(dòng)性、自控力、自主動(dòng)手能力，鼓勵(lì)學(xué)習(xí)者進(jìn)行自我學(xué)習(xí)。相比傳統(tǒng)模式的面對面教學(xué)，教師能夠?qū)φn堂擁有一定的把控力、引導(dǎo)力。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打破了這一特點(diǎn)，對于那些自學(xué)能力差，沒有恰當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)方法的學(xué)生，缺乏教師的引導(dǎo)，就會(huì)產(chǎn)生厭惡學(xué)習(xí)的情緒?？傊?，教師的引導(dǎo)是十分重要的，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)沒有考慮到教師主導(dǎo)的作用，導(dǎo)致一些學(xué)習(xí)能力差者不能很好的進(jìn)行學(xué)習(xí)。即使兩人共同使用虛擬技術(shù)進(jìn)行學(xué)習(xí)但一個(gè)學(xué)習(xí)自主能力強(qiáng)，一個(gè)學(xué)習(xí)自主能力較差，兩者的學(xué)習(xí)效果也會(huì)天差地別。

結(jié)語

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)出現(xiàn)到應(yīng)用，已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)被擴(kuò)展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，必將是一件兩全其美之事。既能夠被更多人熟知，又能夠推動(dòng)我國教育事業(yè)的進(jìn)步與發(fā)展，增加學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性和趣味性。目前，我國呼吁加大虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用，相信虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在未來可以走得越來越遠(yuǎn)，越來越好。

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項(xiàng)目來源2017年度河南省高等學(xué)校青年骨干教師培養(yǎng)計(jì)劃 2017GGJS228