淺析VR技術在教育、教學中的應用

1、    淺析vr技術在教育、教學中的應用    【摘要】虛擬現(xiàn)實技術簡稱vr技術，是借助計算機、傳感器營造的一種嶄新的人機交互手段，使人沉浸在計算機設備所展示的虛擬世界之中，模擬真實世界視覺、聽覺、味覺、重力等效果，vr技術現(xiàn)在廣泛應用在商業(yè)、醫(yī)學、地理、航天、科研、娛樂等行業(yè)。將虛擬現(xiàn)實技術融入教育、教學中，提高教學效果，增強學習者的學習興趣和學習能力是本文研究的重點?！娟P鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術；教育虛擬現(xiàn)實技術簡稱vr技術，是當前最為新興的、融合信息、藝術和科學等多學科一身的綜合性綜合性技術，vr技術廣泛應用于醫(yī)學、生物科學、建筑、藝術、農(nóng)業(yè)、地理、航空

2、航天、信息工程、考古、教育培訓和娛樂等領域。當前，公眾接觸到vr技術最多的途徑是電影和娛樂，一部叫做頭號玩家的電影全面展示了虛擬現(xiàn)實技術所營造的夢幻而真實的效果。虛擬現(xiàn)實技術定義：虛擬現(xiàn)實技術英文全稱virtual reality，簡稱vr技術，是20世紀90年代興起的一門綜合技術，其特點在于：“通過計算機構(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。”vr虛擬現(xiàn)實技術最大的第一個特點是多感知性，虛擬現(xiàn)實技術能模仿人在客觀世界的大多數(shù)感官體驗，讓人體驗到視覺、嗅覺、聽覺、觸覺、味覺、溫度、甚至運動感知等多種感覺；并且這些感官體驗是不分時間和場所的，完全是根據(jù)實際需要體

3、驗者自行安排。虛擬現(xiàn)實技術的第二個特點是自主性，客戶可以成為虛擬環(huán)境中的主角，沉浸在虛擬環(huán)境中，參與和體驗虛擬活動。第三個特點是虛擬環(huán)境中，用戶體驗的虛擬活動是可重復、可更改、可逆的。第四個特點是虛擬現(xiàn)實技術的真實性，相對于平面媒介、電影電視，虛擬現(xiàn)實技術提供的虛擬空間是最“真實”，虛擬世界中看到的存在物在視覺的角度和真實世界是一樣的，虛擬世界中物體的運動規(guī)律（按照應用目的不同，規(guī)律也可以更改）是和真實世界一樣的。一、虛擬現(xiàn)實技術在教育教學方面的應用現(xiàn)狀早在20世紀80年代，虛擬現(xiàn)實技術剛剛興起，這門技術被當做視覺圖形工具應用于電影、電視和游戲中；本世紀開始，vr技術逐漸被用于展覽展示、社會教

4、育等領域；當前公眾可以在博物館、展覽館和各類公共教育機構(gòu)、社會教育機構(gòu)看到虛擬現(xiàn)實技術的實際應用，例如全息投影等；而在學校教育、課堂教學中，虛擬現(xiàn)實技術的使用率還是非常低的。這是因為，首先虛擬現(xiàn)實技術在技術層面上還不成熟，具體的操作和使用，需要非常復雜的技術支持的和人員支持，例如一項標準的虛擬現(xiàn)實技術的現(xiàn)實，需要由“效果發(fā)生器、實景仿真器、應用系統(tǒng)和幾何構(gòu)造器等四個部組成”；具體包含各眼鏡、頭盔顯示器、立體聲耳機、測定視線方向和手指動作的輸入裝置、頭部方位探測器和數(shù)據(jù)手套等；還有計算機后臺的編程人員做大量的編成工作。因此，虛擬現(xiàn)實是一門綜合計算機、網(wǎng)絡信息技術、視覺現(xiàn)實技術、運動感官等相關科學

5、綜合技術。二、虛擬現(xiàn)實技術比其他教育教學手段優(yōu)勢虛擬現(xiàn)實技術更加高效。使用vr技術不挑剔時間，對空間要求也非常有限，因此學習者可以自主選擇學習時間、地點、學習形式等，所以學習過程更加自主。此外，傳統(tǒng)學校教學是不可逆的，除個別原因以外，授課老師是按照教學進度，逐漸推進課程內(nèi)容的深度和難度的，而vr技術和一般視頻課程的共同之處就是，教學視頻是可以重復演示的，這并不vr的創(chuàng)新優(yōu)勢，是一般視頻課程都具有的特點，但是不同之處在于，vr對學習者學習效果的反饋可能會更加及時。特別是對于職業(yè)教育而言，這一優(yōu)勢更加明顯，例如以烹飪和旅游專業(yè)為例，學生在實訓過程需要特點的實訓材料和實訓場地，借助vr技術，模仿食物

6、原料的質(zhì)感和味道，使用感知傳感裝置，學生可以反復進行烹飪技法的訓練，不但節(jié)約了時間還省去了不必要的資源浪費；再例如旅游專業(yè)，學生在指導教師的引導下，借助vr設備，可以設身處地的感受到不同地區(qū)的景觀和風光，當講授某處歷史名勝，也可以模擬某一個歷史時期，看到當時期發(fā)生了哪些重大的歷史事件，學生的學習效果更好，反觀傳統(tǒng)教學模式，學生的課堂知識大多停留在書本上，一些拓展內(nèi)容僅僅靠著少量的圖片和有限的實驗器材，理論知識常常要在學生工作以后很久才能得到實際的印證。虛擬現(xiàn)實技術足夠安全。由于虛擬現(xiàn)實技術最大的特點是多感知性，因此它所營造的空間是高度仿真的，一些比較危險或者難以估測的課程內(nèi)容是可以通過vr來模

7、擬實現(xiàn)的。例如學習地理、天文、物理學這類知識，學生足不出戶，就可以感受到不同維度的溫度變化。而對于特殊教育和啟蒙教育而言，vr技術的安全性就體現(xiàn)的更加明顯了。學齡前兒童尚處于沒有什么安全防范和自我保護意識的階段，科普知識和安全教知識對他們來說是非常必要的，可是由于設備和人員有限，幼教老師對兒童的啟蒙教育和安全教育大多停留在兒歌和簡單的模擬演練上，真正的火災是什么情況，真正的走失是什么情況，警察叔叔是什么樣子，報警電話如何撥打，對孩子來說都很陌生，而借助虛擬現(xiàn)實技術，這些問題都可以解決，并且能保證兒童的安全。此外，傳統(tǒng)學校教育很難適應特殊教育的人群，例如視覺有障礙的人，通過vr技術，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。利用虛擬現(xiàn)實技術把課程資源做成電影、游戲