虛擬現(xiàn)實在教學中的應用我校教學創(chuàng)新的下一個爆點

（1.2.3.西南石油大學網絡與信息化中心，四川 成都 610500）

一、虛擬現(xiàn)實應用于高等教育領域的可行性

虛擬現(xiàn)實技術可以讓人產生身臨其境的感覺，讓學習者能夠在虛擬環(huán)境中對信息進行多維的交互，使其對知識產生感性和理性的認識，進而對某些概念進行深化，達到理解和掌握知識的目的。不僅如此，虛擬現(xiàn)實技術能夠彌補絕大部分多媒體信息系統(tǒng)的局限性，大大提高學生的參與度和學習熱情。當今，現(xiàn)有的教學內容、手段和方法等都面臨著極大的挑戰(zhàn)，已經很難滿足當代學生的學習需求，虛擬現(xiàn)實技術生動的表現(xiàn)教學內容，營造實時的教學環(huán)境，加強學生之間的交流，這些特性是以前傳統(tǒng)教學手段所無法企及的。因此，虛擬現(xiàn)實技術將會成為超越多媒體技術、計算機網絡技術等，在教育領域最具應用前景的一項新興技術。如果能將虛擬現(xiàn)實技術運用于高等教育教學中，其效果將是難以言喻的。

二、虛擬現(xiàn)實技術在我校的應用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實技術在高校教育領域應用廣泛，例如石油、地質、消防、化工、物流、航天等諸多領域，能夠實現(xiàn)沉浸式教學體驗，增強教學的交互性，將抽象和困難的知識點具體化，降低現(xiàn)實交互的風險和成本，提高學生學習興趣和教學效果。我校虛擬現(xiàn)實技術主要落地于虛擬仿真實驗室的建設，雖然能夠達到很好的沉浸式交互體驗，但是由于其設備成本高昂，資源匱乏，很難快速普及，且利用率較低，只有相關專業(yè)的同學才能學習體驗。同時，我校大多數(shù)虛擬現(xiàn)實平臺都是單人場景平臺，只考慮到了人機交互層面，并未涉及虛擬環(huán)境中的人際交互，這是一種孤獨的沉浸。最后我們的虛擬教學活動一般只關注知識內容本身，忽視了對虛擬教學手段的開發(fā)。相對于虛擬現(xiàn)實實驗室，在現(xiàn)實教學活動中，我校教師非常認可虛擬現(xiàn)實技術在教學中的作用，也非常期待能夠為教學帶來新的生機和活力，但是受限于學校的硬件和技術支持有限，應用起來效果有限。學校沒有為應用虛擬現(xiàn)實配置足夠的設備。因此，要想虛擬現(xiàn)實技術在我校更好的扎根發(fā)芽，其應用形式和方法很還有很多細節(jié)需要研究，而不僅僅是投錢那么簡單。

三、我校虛擬現(xiàn)實技術應用的措施及建議

（一）提升虛擬現(xiàn)實教學內容供給質量

教學內容的質量是第一位的，內容大于形式。因此，學校應該大力開發(fā)或引進優(yōu)質的虛擬現(xiàn)實教學內容。對于公共普適的教學內容可以直接引進和購買，對于具有專業(yè)領域的教學內容，例如我校的石油和地質專業(yè)教學內容，可以鼓勵教師進行自主研發(fā)或者校企合作進行開發(fā)。以此增強我校虛擬現(xiàn)實教學內容生產創(chuàng)新能力，培育虛擬現(xiàn)實教學內容生產生態(tài)，提高供給質量。

（二）適時引進虛擬現(xiàn)實技術相關人才

為了響應國家和教育部的政策，我校應該適時引進虛擬現(xiàn)實技術相關人才，完善從體系構建、研發(fā)、轉化、生產到管理的連貫人才體系，以支撐學校相關專業(yè)和課程建設，不能一味依靠企業(yè)，應該獲得主動權，去自主建設和開發(fā)我校的虛擬現(xiàn)實領域教學內容。同時，健全虛擬現(xiàn)實人才的使用、評價、激勵和保障措施，調動其積極性。

（三）加強虛擬現(xiàn)實技術與其他新型技術的融合創(chuàng)新

我校虛擬現(xiàn)實技術亟待更新和升級。一方面需要大力普及桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，考慮到這是最簡單成本最低的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以把它作為學習者初步介入虛擬現(xiàn)實領域最具性價比的方案。另一方面，我校的沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)亟待升級，為了達到更好的教學效果，可以從以下幾方面來考慮。

1.5G+虛擬現(xiàn)實

5G 網絡有三大特性：大帶寬、超低時延與高可靠性、大規(guī)模連接。僅從技術特點來看5G 技術能夠解決虛擬現(xiàn)實使用過程中帶寬不足，圖像渲染能力不足，互動體驗不強等問題。5G 技術的成熟，使得虛擬現(xiàn)實技術迎來了春天。大帶寬使得虛擬現(xiàn)實設備能夠擺脫線纜的束縛，通過無線傳輸獲取高速穩(wěn)定的網絡連接。同時在顯示端，能極大提升全景視頻的分辨率和碼率，控制視頻數(shù)據(jù)延遲在毫秒級，減輕眩暈和惡心感，以此獲得更好的觀看體驗。2019 年我國開始正式發(fā)放5G 牌照，5G 商用已經趨于成熟。我校應該在繼續(xù)優(yōu)化現(xiàn)有網絡的基礎上，大力引進5G 網絡，為更好的應用VR 與教學中打好基礎。

2.人工智能+虛擬現(xiàn)實

我校的虛擬現(xiàn)實技術大都是單人場景平臺，沒有智能的人際交互功能，使用者是處于一個孤獨的沉浸的狀態(tài)，沒有情感的交互。在虛擬現(xiàn)實技術中引入人工智能技術能夠解決這個弊端。人工智能技術能提高虛擬現(xiàn)實的智能化水平，提升設備的效能，完善行為的多樣性、社會性和逼真性，使得學習者與環(huán)境之間的交互更加自然、更加持續(xù)且更加深入，極限逼近真實世界。滿足學習者對信息的感知、分析、判斷和決策的需求。應該將我校的人工智能研究成果引入到虛擬現(xiàn)實技術，不僅能夠升級現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實體系，還能在應用過程中完善人工智能體系的研究，一舉多得。

3.Cloud+虛擬現(xiàn)實

人眼視覺體驗需求可分為平面顯示、虛擬現(xiàn)實三維沉浸顯示和光場顯示三個階段。目前平面顯示已經逼近人眼視覺極限（4K、8K），光場顯示技術仍處于起步階段，因此虛擬現(xiàn)實三維沉浸顯示階段則是當前視覺體驗研究的重中之重，而Cloud 云技術則是推動虛擬現(xiàn)實產業(yè)規(guī)?；l(fā)展的最佳形態(tài)。云技術能夠大幅降低設備能耗、存儲和體積，降低對本地硬件設備的依賴，還能大幅提升運算和處理速度，是虛擬現(xiàn)實技術的必然發(fā)展方向。我校應該結合計算機學院的云平臺，將現(xiàn)有的成果植入我們的虛擬現(xiàn)實平臺，升級成為分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。充分利用不同資源，為某一共同目的協(xié)同創(chuàng)造一個虛擬環(huán)境，用于完成更復雜的任務。

四、虛擬現(xiàn)實與教學創(chuàng)新

虛擬現(xiàn)實技術不僅僅是一種潮流，更是一種生產力。創(chuàng)設真實學習情境，增加形象和趣味性，降低學習成本，激發(fā)好奇心和求知欲，增強學習交互和交流等都是其明顯的優(yōu)勢。充分發(fā)揮其優(yōu)勢，在教育教學中，創(chuàng)新教學方式方法和模式，為教育助力。虛擬現(xiàn)實在高校教育領域有著不可估量的影響，我校也應該抓住這次機遇，大力發(fā)展虛擬現(xiàn)實技術及其教學創(chuàng)新應用研究，助力學校雙一流建設。