淺析VR技術(shù)在教育、教學(xué)中的應(yīng)用

【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)稱VR技術(shù)，是借助計(jì)算機(jī)、傳感器營(yíng)造的一種嶄新的人機(jī)交互手段，使人沉浸在計(jì)算機(jī)設(shè)備所展示的虛擬世界之中，模擬真實(shí)世界視覺、聽覺、味覺、重力等效果，VR技術(shù)現(xiàn)在廣泛應(yīng)用在商業(yè)、醫(yī)學(xué)、地理、航天、科研、娛樂等行業(yè)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入教育、教學(xué)中，提高教學(xué)效果，增強(qiáng)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)能力是本文研究的重點(diǎn)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；教育

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)簡(jiǎn)稱VR技術(shù)，是當(dāng)前最為新興的、融合信息、藝術(shù)和科學(xué)等多學(xué)科一身的綜合性綜合性技術(shù)，VR技術(shù)廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物科學(xué)、建筑、藝術(shù)、農(nóng)業(yè)、地理、航空航天、信息工程、考古、教育培訓(xùn)和娛樂等領(lǐng)域。當(dāng)前，公眾接觸到VR技術(shù)最多的途徑是電影和娛樂，一部叫做《頭號(hào)玩家》的電影全面展示了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)所營(yíng)造的夢(mèng)幻而真實(shí)的效果。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)定義：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)英文全稱Virtual Reality，簡(jiǎn)稱VR技術(shù)，是20世紀(jì)90年代興起的一門綜合技術(shù)，其特點(diǎn)在于：“通過計(jì)算機(jī)構(gòu)成一種人為虛擬三度空間，使得用戶在視覺上產(chǎn)生一種沉浸于虛擬環(huán)境的感覺?！?/p>

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的第一個(gè)特點(diǎn)是多感知性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能模仿人在客觀世界的大多數(shù)感官體驗(yàn)，讓人體驗(yàn)到視覺、嗅覺、聽覺、觸覺、味覺、溫度、甚至運(yùn)動(dòng)感知等多種感覺；并且這些感官體驗(yàn)是不分時(shí)間和場(chǎng)所的，完全是根據(jù)實(shí)際需要體驗(yàn)者自行安排。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的第二個(gè)特點(diǎn)是自主性，客戶可以成為虛擬環(huán)境中的主角，沉浸在虛擬環(huán)境中，參與和體驗(yàn)虛擬活動(dòng)。第三個(gè)特點(diǎn)是虛擬環(huán)境中，用戶體驗(yàn)的虛擬活動(dòng)是可重復(fù)、可更改、可逆的。第四個(gè)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的真實(shí)性，相對(duì)于平面媒介、電影電視，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)提供的虛擬空間是最“真實(shí)”，虛擬世界中看到的存在物在視覺的角度和真實(shí)世界是一樣的，虛擬世界中物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律（按照應(yīng)用目的不同，規(guī)律也可以更改）是和真實(shí)世界一樣的。

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀

早在20世紀(jì)80年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)剛剛興起，這門技術(shù)被當(dāng)做視覺圖形工具應(yīng)用于電影、電視和游戲中；本世紀(jì)開始，VR技術(shù)逐漸被用于展覽展示、社會(huì)教育等領(lǐng)域；當(dāng)前公眾可以在博物館、展覽館和各類公共教育機(jī)構(gòu)、社會(huì)教育機(jī)構(gòu)看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用，例如全息投影等；而在學(xué)校教育、課堂教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的使用率還是非常低的。這是因?yàn)?，首先虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在技術(shù)層面上還不成熟，具體的操作和使用，需要非常復(fù)雜的技術(shù)支持的和人員支持，例如一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的現(xiàn)實(shí)，需要由“效果發(fā)生器、實(shí)景仿真器、應(yīng)用系統(tǒng)和幾何構(gòu)造器等四個(gè)部組成”；具體包含各眼鏡、頭盔顯示器、立體聲耳機(jī)、測(cè)定視線方向和手指動(dòng)作的輸入裝置、頭部方位探測(cè)器和數(shù)據(jù)手套等；還有計(jì)算機(jī)后臺(tái)的編程人員做大量的編成工作。

因此，虛擬現(xiàn)實(shí)是一門綜合計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)、視覺現(xiàn)實(shí)技術(shù)、運(yùn)動(dòng)感官等相關(guān)科學(xué)綜合技術(shù)。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)比其他教育教學(xué)手段優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)更加高效。使用VR技術(shù)不挑剔時(shí)間，對(duì)空間要求也非常有限，因此學(xué)習(xí)者可以自主選擇學(xué)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)、學(xué)習(xí)形式等，所以學(xué)習(xí)過程更加自主。

此外，傳統(tǒng)學(xué)校教學(xué)是不可逆的，除個(gè)別原因以外，授課老師是按照教學(xué)進(jìn)度，逐漸推進(jìn)課程內(nèi)容的深度和難度的，而VR技術(shù)和一般視頻課程的共同之處就是，教學(xué)視頻是可以重復(fù)演示的，這并不VR的創(chuàng)新優(yōu)勢(shì)，是一般視頻課程都具有的特點(diǎn)，但是不同之處在于，VR對(duì)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)效果的反饋可能會(huì)更加及時(shí)。特別是對(duì)于職業(yè)教育而言，這一優(yōu)勢(shì)更加明顯，例如以烹飪和旅游專業(yè)為例，學(xué)生在實(shí)訓(xùn)過程需要特點(diǎn)的實(shí)訓(xùn)材料和實(shí)訓(xùn)場(chǎng)地，借助VR技術(shù)，模仿食物原料的質(zhì)感和味道，使用感知傳感裝置，學(xué)生可以反復(fù)進(jìn)行烹飪技法的訓(xùn)練，不但節(jié)約了時(shí)間還省去了不必要的資源浪費(fèi)；再例如旅游專業(yè)，學(xué)生在指導(dǎo)教師的引導(dǎo)下，借助VR設(shè)備，可以設(shè)身處地的感受到不同地區(qū)的景觀和風(fēng)光，當(dāng)講授某處歷史名勝，也可以模擬某一個(gè)歷史時(shí)期，看到當(dāng)時(shí)期發(fā)生了哪些重大的歷史事件，學(xué)生的學(xué)習(xí)效果更好，反觀傳統(tǒng)教學(xué)模式，學(xué)生的課堂知識(shí)大多停留在書本上，一些拓展內(nèi)容僅僅靠著少量的圖片和有限的實(shí)驗(yàn)器材，理論知識(shí)常常要在學(xué)生工作以后很久才能得到實(shí)際的印證。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)足夠安全。由于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最大的特點(diǎn)是多感知性，因此它所營(yíng)造的空間是高度仿真的，一些比較危險(xiǎn)或者難以估測(cè)的課程內(nèi)容是可以通過VR來模擬實(shí)現(xiàn)的。例如學(xué)習(xí)地理、天文、物理學(xué)這類知識(shí)，學(xué)生足不出戶，就可以感受到不同維度的溫度變化。而對(duì)于特殊教育和啟蒙教育而言，VR技術(shù)的安全性就體現(xiàn)的更加明顯了。學(xué)齡前兒童尚處于沒有什么安全防范和自我保護(hù)意識(shí)的階段，科普知識(shí)和安全教知識(shí)對(duì)他們來說是非常必要的，可是由于設(shè)備和人員有限，幼教老師對(duì)兒童的啟蒙教育和安全教育大多停留在兒歌和簡(jiǎn)單的模擬演練上，真正的火災(zāi)是什么情況，真正的走失是什么情況，警察叔叔是什么樣子，報(bào)警電話如何撥打，對(duì)孩子來說都很陌生，而借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，這些問題都可以解決，并且能保證兒童的安全。

此外，傳統(tǒng)學(xué)校教育很難適應(yīng)特殊教育的人群，例如視覺有障礙的人，通過VR技術(shù)，使用觸覺、聽覺、味覺等其他感覺器官共同協(xié)調(diào)能幫助其完理解課堂知識(shí)。

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)把課程資源做成電影、游戲和視頻等，但是VR技術(shù)要以上提到的媒體資源，完備的虛擬現(xiàn)實(shí)課堂，多了更多的互動(dòng)性和真實(shí)性，因此教育、教學(xué)效果也更好。

參考文獻(xiàn)

[1]郭宇承，谷學(xué)靜，石琳.虛擬現(xiàn)實(shí)與交互設(shè)計(jì)[M].武漢：武漢大學(xué)出版社，2015.

作者簡(jiǎn)介：劉銳（1984.02—），女，漢族，黑龍江哈爾濱人，碩士，哈爾濱商業(yè)大學(xué)設(shè)計(jì)藝術(shù)學(xué)院，講師，研究方向：藝術(shù)設(shè)計(jì)。