VR技術(shù)在當(dāng)前教育、教學(xué)體系中的應(yīng)用

龐征

摘要：教育關(guān)乎關(guān)乎個(gè)人的成長(zhǎng)，更國(guó)家的命運(yùn)。信息化時(shí)代的到來(lái)，教育工作進(jìn)入到了一種前所未有的新環(huán)境，這就意味著教育工作面臨著全新的挑戰(zhàn)，因而，教師需具備更好的開(kāi)展教育工作的能力。作為信息時(shí)代的新興產(chǎn)物，VR技術(shù)在大大小小的領(lǐng)域都得到了一定程度上的應(yīng)用，當(dāng)然也包括教育領(lǐng)域。本文通過(guò)闡述VR技術(shù)概念、VR技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用中的現(xiàn)狀、問(wèn)題、可行性，提出VR技術(shù)在當(dāng)前教育、教學(xué)體系應(yīng)用的實(shí)現(xiàn)方法，希望能更好的在教育教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，從而滿足信息化時(shí)代教育發(fā)展需求。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);教育;教學(xué)體系;應(yīng)用

引言：信息化時(shí)代的到來(lái)對(duì)人們的生活產(chǎn)生了重大的影響。隨著信息化的深入推進(jìn)，教育行業(yè)的發(fā)展受到了人們的廣泛關(guān)注，家長(zhǎng)、老師更加重視對(duì)學(xué)生教育的培養(yǎng)。教育工作的良好開(kāi)展需要教育領(lǐng)域緊跟信息時(shí)代潮流，通過(guò)應(yīng)用新技術(shù)不斷擴(kuò)充豐富自身，優(yōu)化教育流程與結(jié)構(gòu)，不斷前進(jìn)發(fā)展。在這過(guò)程中，VR技術(shù)為教育行業(yè)的快速進(jìn)步提供了可能。近些年來(lái)，VR技術(shù)取得了一定的完善進(jìn)步，其功能不斷豐富，用戶體驗(yàn)頗為樂(lè)觀。然而，就目前開(kāi)看，VR技術(shù)主要在旅游、游戲、航天、軍事領(lǐng)域應(yīng)用良好，而在教學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用還不足夠，在學(xué)校中，VR技術(shù)大多被用于科研、實(shí)驗(yàn)，在輔助教學(xué)方面應(yīng)用亟待增強(qiáng)。

一、VR技術(shù)概述

（一）VR技術(shù)教學(xué)理論基礎(chǔ)

VR技術(shù)是伴隨著信息化的大踏步邁進(jìn)而產(chǎn)生的計(jì)算機(jī)技術(shù)。它能夠通過(guò)仿真的虛擬環(huán)境，使用戶充分感受到一次豐富的多感官體驗(yàn)，從而幫助用戶加深對(duì)真實(shí)情形的感知。VR教學(xué)是建立在一定的理論基礎(chǔ)之上的，相應(yīng)的理論基礎(chǔ)如下：

1、情境認(rèn)知理論

該理論注重說(shuō)明學(xué)習(xí)往往發(fā)生于情境之下。在情境中，學(xué)生積極尋求新知識(shí)、學(xué)習(xí)新思想，完成教師布置的作業(yè)。這不僅可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中正確認(rèn)知自我，產(chǎn)生并加強(qiáng)學(xué)習(xí)的熱情，還可以讓學(xué)生在情境之中搭建起知識(shí)的橋梁，使學(xué)生通過(guò)情境來(lái)認(rèn)知，增加學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，感受學(xué)習(xí)樂(lè)趣，將自身完全沉浸在情境之中，從而促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)步，推進(jìn)課程向前邁進(jìn)。

該理論認(rèn)為學(xué)生在學(xué)習(xí)知識(shí)的時(shí)候往往是將自己的理解融進(jìn)其中。他們往往根據(jù)所聽(tīng)、所想、所看去吸收知識(shí)、加工知識(shí)、記憶知識(shí)。這樣，知識(shí)通過(guò)教師運(yùn)用的授課資源、設(shè)備、工具被學(xué)生以十分具有個(gè)性化、多樣化、具體化的形式存在腦海中，供學(xué)生進(jìn)一步豐盈自身的知識(shí)庫(kù)。VR提供給學(xué)生思考、總結(jié)、提升自我的機(jī)會(huì)，使學(xué)生可以充分在學(xué)習(xí)中建構(gòu)自己的知識(shí)體系，完善自身知識(shí)儲(chǔ)備，為學(xué)生學(xué)習(xí)創(chuàng)建有利的環(huán)境。因此，通過(guò)將VR投入課堂教學(xué)中，學(xué)生獲取到大量由VR提供的學(xué)習(xí)素材，并根據(jù)這些素材進(jìn)一步觀察、探索、發(fā)現(xiàn)，建構(gòu)起自身的知識(shí)架構(gòu)，然后嘗試更進(jìn)一步探索知識(shí)的無(wú)限可能性。

該方法在工程學(xué)中應(yīng)用較為普遍，包括數(shù)學(xué)模擬、物理模擬。VR應(yīng)用于教育教學(xué)中，主要采用物理模擬思維方法。物理模擬就是將不好研究的一個(gè)具體模型作為原型，然后設(shè)計(jì)出一個(gè)與原型相似的可以用來(lái)觀察的模型，通過(guò)觀察的模型來(lái)探索原模型的思維方法。通過(guò)運(yùn)用這種方式，學(xué)習(xí)者可以在簡(jiǎn)單可利用的模型中進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)，了解和掌握原模型架構(gòu)以及原理、應(yīng)用，從而更好地學(xué)習(xí)知識(shí)，提升思維能力。

（二）VR 技術(shù)特征

1、交互性

用戶在通過(guò)VR技術(shù)提供的虛擬環(huán)境中體驗(yàn)、操作物體，同時(shí)該虛擬系統(tǒng)給予用戶一定的反饋，這便是VR技術(shù)的交互性體征。 借助交互系統(tǒng)，用戶可以充分在虛擬世界進(jìn)行交互活動(dòng)。根據(jù)用戶的需求，虛擬環(huán)境通過(guò)一定的指令進(jìn)行操作，從而與用戶實(shí)現(xiàn)交互，使用戶體驗(yàn)到置身其中的感覺(jué)，增強(qiáng)用戶體驗(yàn)。

構(gòu)想性是指VR技術(shù)構(gòu)造的虛擬環(huán)境能夠提供給用戶充足的空間去想象，從而突破人類已有認(rèn)知局限性，使得人類認(rèn)知范圍日益增大，從而能夠逐步去構(gòu)建新的環(huán)境，從而超越客觀世界的范圍，提升人類認(rèn)知。

沉浸式體驗(yàn)就是指用戶完全融入到虛擬環(huán)境中，并產(chǎn)生出真情實(shí)感的體驗(yàn)。VR技術(shù)便提供了這樣一種沉浸式體驗(yàn)，它使得用戶投入到一種虛擬環(huán)境中，所見(jiàn)、所聞、所聽(tīng)、所感皆為親身體驗(yàn)。用戶身處其中體驗(yàn)它所構(gòu)造的世界，感受、思考、發(fā)現(xiàn)，從而獲得一些認(rèn)知，取得更快進(jìn)步。

二、VR技術(shù)在教育領(lǐng)域應(yīng)用中的現(xiàn)狀

（一）VR教學(xué)的現(xiàn)有教學(xué)形式

1、電腦仿真教學(xué)

現(xiàn)有教學(xué)中，教師應(yīng)用VR技術(shù)的軟件搭建虛擬環(huán)境，通過(guò)圖片、聲音等方式展現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容。通過(guò)教學(xué)內(nèi)容與可視化的圖片以及以音頻的結(jié)合，將課本上原本抽象的理論知識(shí)形象化，或是將用言語(yǔ)難以說(shuō)明的知識(shí)通過(guò)虛擬環(huán)境呈現(xiàn)出來(lái)，為學(xué)生構(gòu)建新穎有趣的學(xué)習(xí)環(huán)境，提升學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)學(xué)生的學(xué)習(xí)能力。

VR情境教學(xué)生動(dòng)形象，可以充分達(dá)成學(xué)生學(xué)習(xí)互動(dòng)交流的目標(biāo)。在VR教學(xué)中，學(xué)生置身于充滿想象力的空間，思維活躍度大大增加，絲毫可以不受外界束縛，學(xué)生之間相互交流互動(dòng)，并積極向教師尋求意見(jiàn)，增進(jìn)了師生以及學(xué)生間的關(guān)系，學(xué)習(xí)氛圍濃厚，學(xué)習(xí)效果顯著。此外在大家的談?wù)撓?，教學(xué)內(nèi)容也不斷豐富完善，學(xué)生學(xué)習(xí)可利用的資源也越來(lái)與豐富。

在當(dāng)前教學(xué)中，教師往往運(yùn)用VR技術(shù)設(shè)計(jì)VR立體模型來(lái)向?qū)W生講解圖形知識(shí)。課本中往往存在大量圖形，對(duì)于立體化的圖形，課本中并不能較好的展現(xiàn)，學(xué)生也就難以發(fā)揮空間想象力。VR技術(shù)教學(xué)可以充分解決這個(gè)問(wèn)題，它可以設(shè)計(jì)出來(lái)三維立體模型，從而方便學(xué)生觀察、理解圖形。通過(guò)直觀地觀察圖形，學(xué)生可以學(xué)會(huì)透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)，把握事物內(nèi)在發(fā)展規(guī)律，從而掌握?qǐng)D形背后要表現(xiàn)的知識(shí)。

VR技術(shù)提供的技能虛擬訓(xùn)練是指學(xué)生在現(xiàn)實(shí)世界的學(xué)習(xí)中產(chǎn)生的疑問(wèn)、設(shè)想都可以通過(guò)VR模擬演練，得出成果。VR模擬訓(xùn)練實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，學(xué)生容易上手。在VR模擬環(huán)境中，學(xué)生能夠進(jìn)行多種模擬訓(xùn)練。該特征可以激發(fā)學(xué)生多思多考多問(wèn)的欲望，以及動(dòng)手實(shí)踐能力，提高自己的技能水平，增強(qiáng)學(xué)生的獲得技能的滿足感。

（二）VR教學(xué)面臨的問(wèn)題

1、硬件配置問(wèn)題

VR技術(shù)目前在教學(xué)領(lǐng)域還尚未普及，應(yīng)用進(jìn)教學(xué)中后，對(duì)原本理性化、抽象化的教學(xué)內(nèi)容改變并不大。其實(shí)，VR技術(shù)的硬件配置還尚未成熟，而教學(xué)對(duì)于VR技術(shù)往往有著更高的要求。因此，VR技術(shù)需要不斷完善，連續(xù)不斷地加強(qiáng)三維建模、圖像處理、物理建模、數(shù)學(xué)建模等等，使用戶體驗(yàn)到較為豐富的通過(guò)VR技術(shù)實(shí)現(xiàn)的產(chǎn)品，感受到VR技術(shù)的便利性、有用性。此外，針對(duì)新的硬件配置，其價(jià)格應(yīng)該相應(yīng)符合物品的價(jià)值以及用戶的消費(fèi)水平，確保充分滿足用戶需求，實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)的價(jià)值。

2、教育內(nèi)容問(wèn)題

在應(yīng)用VR技術(shù)教學(xué)之前，應(yīng)該首先規(guī)劃好VR課程要走什么樣的流程以及最終要達(dá)到什么樣的效果。然后，在實(shí)際VR課堂上，教師充分按照自己設(shè)計(jì)好流程展開(kāi)教學(xué)。教師通過(guò)一系列角色設(shè)定、情境交互、課堂互動(dòng)、音視頻展示、動(dòng)畫制作、設(shè)備實(shí)施和資源整合共享等，來(lái)完成VR教學(xué)。這一套流程雖然優(yōu)化教學(xué)結(jié)構(gòu)、吸引學(xué)生興趣，但是也會(huì)造成一系列的問(wèn)題。比如工作量大、制作成本高、用戶群小，從而導(dǎo)致很多VR教育產(chǎn)品商不愿意去做教學(xué)內(nèi)容方面的設(shè)計(jì)，而是朝著硬件設(shè)備方面創(chuàng)作。

三、VR技術(shù)在當(dāng)前教學(xué)中應(yīng)用的可行性

（一）模擬各個(gè)教學(xué)場(chǎng)景

教學(xué)內(nèi)容往往由于多種因素的影響不易展開(kāi)，包括教學(xué)方式古板、教學(xué)內(nèi)容抽象、教學(xué)地點(diǎn)不適當(dāng)?shù)?。這些在一定程度上影響教學(xué)質(zhì)量、使教學(xué)體系不盡完善。VR技術(shù)可以充分彌補(bǔ)方面這方面的不足，通過(guò)圖片、視頻、音頻等方式展開(kāi)教學(xué)內(nèi)容，模擬教學(xué)場(chǎng)景，呈現(xiàn)給學(xué)生多方位的感官體驗(yàn)，開(kāi)闊學(xué)生視野。學(xué)生很容易被這些精彩的畫面、圖片所吸引，以便更加集中注意力去聽(tīng)課，更加配合教師完成教學(xué)任務(wù)，教師的課堂教學(xué)工作也會(huì)更加順利完成，從而推進(jìn)教學(xué)進(jìn)度。

（二）動(dòng)態(tài)化的學(xué)習(xí)監(jiān)控體系

在學(xué)校監(jiān)控體系中，同樣應(yīng)用到了VR技術(shù)。在監(jiān)控體系中的軟件和程序中運(yùn)用VR來(lái)對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況進(jìn)行跟蹤、記錄、反饋。這樣極大地方便了教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)度的掌握，并積極分析當(dāng)前情況以便做好下一步的計(jì)劃。同時(shí)，學(xué)生也能夠更加認(rèn)真對(duì)待學(xué)習(xí)，做到不敷衍，充滿動(dòng)力地投入到學(xué)習(xí)中。

（三）拓展性、多元化的功能

VR技術(shù)不僅擁有開(kāi)展多媒體教學(xué)的功能，更擁有合并教學(xué)內(nèi)容、引領(lǐng)學(xué)習(xí)學(xué)科前沿、監(jiān)控學(xué)習(xí)狀態(tài)等多項(xiàng)功能。而在當(dāng)前應(yīng)用教學(xué)中，VR技術(shù)實(shí)際被應(yīng)用的方面尚顯不足。教師要積極學(xué)習(xí)VR技術(shù)專業(yè)性知識(shí)，并動(dòng)手實(shí)踐，積極拓展VR技術(shù)其它功能，使VR技術(shù)得到最大限度應(yīng)用，從而完善VR在教育中的影響，促進(jìn)教育體系進(jìn)步與發(fā)展。

（四）提供全新體驗(yàn)和視角

學(xué)生對(duì)于新生事物總是會(huì)產(chǎn)生著濃厚的興趣。于學(xué)生而言，VR技術(shù)便是一種新事物，因而，會(huì)對(duì)它的一切功能充滿著好奇。VR技術(shù)通過(guò)應(yīng)用圖形處理技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)提供給用戶全新的體驗(yàn)，用戶沉浸在虛擬世界里體驗(yàn)真實(shí)世界的東西，獲取了大量的知識(shí)信息。在VR技術(shù)的引領(lǐng)下，學(xué)生感受到的學(xué)習(xí)舒適度、新穎度不斷增加。立體化教材、多媒體教學(xué)、VR產(chǎn)品等的出現(xiàn)，大大豐富了學(xué)生學(xué)習(xí)知識(shí)的途徑，大量抽象?；逎闹R(shí)通過(guò)VR技術(shù)的融合而變得豐富而又形象，生動(dòng)而有具體，學(xué)生擁有了全新的體驗(yàn)和視角去學(xué)習(xí)，大大增強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握。教師要根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)，發(fā)揮自己引導(dǎo)的作用，將VR技術(shù)融入課堂教學(xué)中。通過(guò)VR技術(shù)展示給學(xué)生趣味十足的課程內(nèi)容，使學(xué)生愿意配合教師進(jìn)行知識(shí)的吸收，學(xué)習(xí)積極性較大程度上被激發(fā)，學(xué)習(xí)效率得以有效提升。

四、VR技術(shù)在教育應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)的路徑

（一）國(guó)家政策層面

政府需要充分發(fā)揮自身的主導(dǎo)作用，為提高教育領(lǐng)域中VR技術(shù)的應(yīng)用效益做好充分的準(zhǔn)備。政府要重視技術(shù)引導(dǎo)下的教育進(jìn)步，建立VR教育應(yīng)用研究體系，并且注重產(chǎn)學(xué)研相結(jié)合。為了充分發(fā)揮主導(dǎo)作用，政府要注重運(yùn)用法規(guī)制度完善VR技術(shù)規(guī)范，支撐以及VR教育體系發(fā)展。政府要調(diào)動(dòng)經(jīng)費(fèi)資助VR教育教學(xué)，鼓勵(lì)支持相關(guān)課題立項(xiàng)、研究，構(gòu)建VR技術(shù)教學(xué)系統(tǒng)，建立跨學(xué)科學(xué)習(xí)團(tuán)隊(duì)。以此，國(guó)家真正站在群眾角度思考問(wèn)題，使VR教育得到大力推進(jìn)，促進(jìn)教學(xué)體系穩(wěn)固并發(fā)展。

（二）VR產(chǎn)業(yè)方面

VR技術(shù)屬于新興技術(shù)，各方面制作包括內(nèi)容、架構(gòu)、研發(fā)等都十分新穎。然而對(duì)于教育領(lǐng)域而言，不僅僅要考慮到擁有先進(jìn)的技術(shù)，還要大力重視教育的社會(huì)性、人文性，這也要求VR產(chǎn)業(yè)包含更多的因素，考慮多方面的內(nèi)容。VR教育功能豐富，集感受、監(jiān)管、實(shí)踐、鍛煉于一身，教師要充分考慮到自身的能力水平，確保最大限度在課堂中應(yīng)用VR技術(shù)。此外，VR產(chǎn)業(yè)提供的教育教學(xué)軟件要開(kāi)放和共享，通過(guò)共享機(jī)制使得眾多開(kāi)發(fā)者掌握到開(kāi)放的技術(shù)，從而開(kāi)發(fā)者可以提供給教育機(jī)構(gòu)更多的學(xué)習(xí)資源，以此促進(jìn)VR教育軟件優(yōu)化升級(jí)，進(jìn)而推動(dòng)VR技術(shù)與教育產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步融合。

（三）教師不斷學(xué)習(xí)提升

教師要保持不斷學(xué)習(xí)的心態(tài)，認(rèn)清自己的不足，創(chuàng)新教學(xué)觀念，發(fā)揮自身的引領(lǐng)作用，細(xì)心觀察各個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況以及性格狀態(tài)，真正站在學(xué)生角度出發(fā)，思考適合學(xué)生的學(xué)習(xí)方式。因此，教師要跟上時(shí)代的步伐，通過(guò)技術(shù)輔助開(kāi)展教學(xué)活動(dòng)。教師要有運(yùn)用VR技術(shù)教學(xué)的意識(shí)，正確選取適宜的VR產(chǎn)品、教材，確保學(xué)生可以充分接受這樣的教學(xué)方式，并提升興趣，從而可以改善學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，同時(shí)也促進(jìn)教學(xué)取得更明顯的成效。

（四）構(gòu)建VR教學(xué)反饋系統(tǒng)

任何系統(tǒng)都要不斷進(jìn)行反饋才可以進(jìn)步，VR教學(xué)系統(tǒng)亦是如此。教師在應(yīng)用VR教學(xué)時(shí)，要注重學(xué)生的反饋，定時(shí)定期像學(xué)生收集學(xué)生對(duì)VR教育的感受，鼓勵(lì)學(xué)生多發(fā)言，提出問(wèn)題，教師將學(xué)生以及自己的反饋信息收集起來(lái)，反饋給VR系統(tǒng)，從而助力VR系統(tǒng)優(yōu)化升級(jí)，為教學(xué)提供最佳的服務(wù)，推動(dòng)教學(xué)進(jìn)程。

五、總結(jié)

信息化時(shí)代的教育顯得更為重要。VR技術(shù)作為信息化時(shí)代的產(chǎn)物，需要充分融入教育體系，助力教育事業(yè)發(fā)展，今后，VR技術(shù)將會(huì)受到越老越多教育者的推崇。當(dāng)然，在應(yīng)用VR技術(shù)教學(xué)時(shí)是一種兼顧傳統(tǒng)教學(xué)，并超越傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)形式。目前的VR教學(xué)存在著硬件配置、教育內(nèi)容不足夠的問(wèn)題，教育行業(yè)要充分認(rèn)識(shí)到VR教育的優(yōu)勢(shì)、可行性，重視VR技術(shù)的滲透;國(guó)家層面、VR產(chǎn)業(yè)方面都要積極做出響應(yīng);教師也要不斷學(xué)習(xí)VR技術(shù)，提升自己的能力，并構(gòu)建VR教學(xué)反饋系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)反饋，通過(guò)這些方法手段，促進(jìn)VR技術(shù)在當(dāng)前教育、教學(xué)體系中的充分應(yīng)用。

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