虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民族地區(qū)高等教育中的應(yīng)用意義

摘要: 本文針對民族地區(qū)高等教育中存在的問題，討論了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民族地區(qū)高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀及其能夠發(fā)揮的作用，并分析了虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于民族地區(qū)高等教育的意義。

關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實技術(shù) 民族地區(qū) 高等教育 應(yīng)用

1.前言

虛擬現(xiàn)實背后的構(gòu)想是，通過讓眼睛接收到在真實情境中才能接受到的信息，使人產(chǎn)生“身臨其境”的感覺。而除了視覺以外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)還能將計算機(jī)處理的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成人的聽覺、味覺、觸覺，等等，并以適當(dāng)?shù)姆绞綄⑵渲苯虞斔偷饺说南鄳?yīng)感官中去。真實與虛幻、心與身、精神與物質(zhì)、機(jī)器與人之間的界限由此打開了一個通道。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，打破了現(xiàn)實中的地域限制和時空障礙，帶來了新的學(xué)習(xí)方式，人們可以按興趣、需要、價值觀念、文化背景等，自發(fā)地組成大大小小的虛擬社區(qū)，拉近人與人之間的距離，使得學(xué)習(xí)更加社會化。而作為政治、經(jīng)濟(jì)、科技、教育相對落后的民族地區(qū)，如何利用現(xiàn)有的設(shè)施建構(gòu)基于虛擬社區(qū)之上的虛擬大學(xué)，幫助學(xué)習(xí)者完成知識構(gòu)建，實現(xiàn)終身學(xué)習(xí)的目標(biāo)，盡快改變教育落后的窘?jīng)r，就成為其急需解決的問題。

2.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民族地區(qū)高等教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，簡稱VR，也有人譯為虛擬實在、虛擬實境、靈境、臨境)這一名詞是由美國VPL公司創(chuàng)建人拉尼爾(Jaron Lanier)在20世紀(jì)80年代初提出的，它是指綜合利用計算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種顯示和控制等接口設(shè)備，在計算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺的技術(shù)，其中計算機(jī)生成的、可交互的三維環(huán)境稱為虛擬環(huán)境(Virtual Environment，簡稱VE)[1]。

在國外，VR已經(jīng)在教育領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。其應(yīng)用并非只限于發(fā)達(dá)國家，發(fā)展中國家VR方面的應(yīng)用也在日益增多。和一些發(fā)達(dá)國家相比，我國的VR技術(shù)還有一定的差距，但已引起政府有關(guān)部門和科學(xué)家的高度重視。九五計劃、國家自然科學(xué)基金會、國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃等都把VR列入了研究項目，國內(nèi)的一些重點院校已積極開展了這個領(lǐng)域的研究工作[2]。目前其主要應(yīng)用于科技研究、虛擬仿真校園、虛擬教學(xué)、虛擬實驗，教育娛樂等方面[3]。如:清華大學(xué)利用虛擬儀器構(gòu)建了汽車發(fā)動機(jī)檢測系統(tǒng);華中理工大學(xué)機(jī)械學(xué)院工程檢測實驗室將其虛擬實驗室成果在網(wǎng)上公開展示，供遠(yuǎn)程教育使用;四川聯(lián)合大學(xué)基于虛擬儀器的設(shè)計思路，研制了“航空電臺二線綜合測試儀”，將8臺儀器集成于一體，組成虛擬儀器系統(tǒng);復(fù)旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣州暨南大學(xué)等一批高校也開發(fā)了一批新的虛擬儀器系統(tǒng)用于教學(xué)和科研;天津大學(xué)、燕山大學(xué)在網(wǎng)上發(fā)布了以介紹校園風(fēng)光為主的虛擬校園，在導(dǎo)航人的幫助下，瀏覽者可通過鼠標(biāo)等交互設(shè)備瀏覽校園內(nèi)的建筑和風(fēng)景，從而了解校園的概貌;科立華建立的虛擬娛樂網(wǎng)站，將群體式學(xué)習(xí)、協(xié)作式學(xué)習(xí)、競賽式學(xué)習(xí)的模式靈活應(yīng)用，將學(xué)習(xí)、交友、校園生活融為一體。

而作為民族地區(qū)的高等教育，其教育質(zhì)量有逐年下降的趨勢。鑒于這一情況在短期內(nèi)不可能得到解決，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還是一片空白，而近年來正在高速發(fā)展的虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以在民族地區(qū)高等教育中發(fā)揮重要作用。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在民族地區(qū)高等教育中可以發(fā)揮的作用

國際21世紀(jì)教育委員會向聯(lián)合國教科文組織(UNESCO)提交的報告《教育——財富蘊藏其中》中明確提出了21世紀(jì)教育的四項內(nèi)容，用四個“L”表示:學(xué)會認(rèn)知(Learning to know)、學(xué)會做事(Learning to do)、學(xué)會合作(Learning to live together)、學(xué)會生存(Learning to be)。[4]

民族地區(qū)的高等教育必須圍繞這四種基本的學(xué)習(xí)能力來重新設(shè)計和組織，才有可能改變其教育落后的窘?jīng)r，而VR在這四個方面的能力培養(yǎng)方面，都可以發(fā)揮積極的作用。

第一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有高度的靈活性，為個別化學(xué)習(xí)提供了良好的認(rèn)知環(huán)境。

第二，虛擬現(xiàn)實技術(shù)很容易實現(xiàn)與網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合，有利于學(xué)生主動搜集知識和獲取知識，培養(yǎng)其做事的能力和合作的能力。

第三，虛擬現(xiàn)實可以很方便地仿真實現(xiàn)各種實際的甚至是想象的實驗場景，從而培養(yǎng)學(xué)生的實踐能力、科研能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造性和想象力。

第四，虛擬現(xiàn)實可以為學(xué)生提供各種各樣的從簡單到復(fù)雜的學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)各種環(huán)境的能力，提高其合作能力和生存能力。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學(xué)生提供生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生能夠成為虛擬環(huán)境的一名參與者，在虛擬環(huán)境中扮演一個角色，這對調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)的重點、難點，培養(yǎng)學(xué)生的技能都將起到積極的作用。VR可以使我們能夠以較低的成本改善民族地區(qū)的教育環(huán)境和手段，使民族地區(qū)的學(xué)生可以直接接觸外面世界最先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)成果，也為民族地區(qū)的學(xué)生發(fā)揮自己的創(chuàng)造性提供了一個良好的實驗場所。

4.虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于民族地區(qū)高等教育中的意義

4.1彌補(bǔ)不足

在實際教學(xué)中，作為偏遠(yuǎn)地區(qū)，受區(qū)域的影響，民族地區(qū)的教學(xué)往往會因為客觀條件的限制，而使一些應(yīng)該開設(shè)的實驗無法開設(shè)和進(jìn)行。我們利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以彌補(bǔ)這些方面的不足。例如:在缺乏儀器的數(shù)字電路的課程實驗中，教師可以通過虛擬的電路器件來達(dá)到電路設(shè)計的目的;在電子商務(wù)課程實驗中，教師可以虛擬商務(wù)環(huán)境，讓學(xué)生進(jìn)入這個虛擬環(huán)境，身臨其境地體驗現(xiàn)場交易的氣氛和參與交易的過程。

4.2規(guī)避危險

對于危險的或?qū)θ梭w健康有危害的實驗，民族地區(qū)的教學(xué)往往通過口述來取代實驗，學(xué)生無法參與到真實實驗中。同時，民族地區(qū)的學(xué)生由于與外界缺乏交流，對新鮮事物和環(huán)境存在抵觸感，更不利于開展相關(guān)實驗。教師利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進(jìn)行虛擬實驗，則可以免除這種顧慮。例如，對于新聞學(xué)學(xué)生的危險新聞訪談培訓(xùn)，教師可通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，重構(gòu)在信息傳播過程中有危險的新聞現(xiàn)場，讓學(xué)生在虛擬的戰(zhàn)爭、火災(zāi)、水災(zāi)、地震、雪崩及火山噴發(fā)等新聞現(xiàn)場切身感受到全程的信息，不僅能看到現(xiàn)場的形色與動態(tài)，能聽到現(xiàn)場的聲音，還能嗅到現(xiàn)場的氣味，能觸到現(xiàn)場的質(zhì)感與分量等。

4.3打破限制

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破空間的限制。例如，在體育訓(xùn)練課中，民族地區(qū)的教學(xué)往往缺少體育器件，更不用說諸如足球場等大型體育場所，而在虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)建的環(huán)境中，“球員”不僅可以在逼真的虛擬球場中真正地踢球，感受到球員的沖撞，體驗到踢球時球的反作用力，而且可以聽到球員的喊聲、觀眾的叫嚷聲及裁判的笛聲，甚至在不經(jīng)意之中被迎面飛來的足球撞痛面門。虛擬技術(shù)還可以突破時間的限制，一些幾百上千年的歷史流變，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在極短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)對象觀察。例如導(dǎo)游專業(yè)學(xué)生，可以通過虛擬的歷史空間，游歷《清明上河圖》所描述的繁華美紊、感受天安門城樓上一代偉人莊嚴(yán)宣布“中華人民共和國成立了”的激情等。

4.4虛擬形象

虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠虛擬歷史上曾經(jīng)出現(xiàn)過，但由于事過境遷已不復(fù)存在的事物形象，它也能虛擬過去和現(xiàn)在并不存在，但通過人的努力將來會出現(xiàn)的事物形象，創(chuàng)設(shè)一個人性化的學(xué)習(xí)環(huán)境，增強(qiáng)學(xué)生的民族認(rèn)同感，使學(xué)生能夠在更加自然、親切的氣氛中進(jìn)行學(xué)習(xí)。例如，在思想品德課教學(xué)中，學(xué)生可以與虛擬的先進(jìn)人物如孔繁森、韋拔群等同志一起座談、交流，通過本地區(qū)先進(jìn)人物的言行來感化學(xué)生，從而達(dá)到思想品德教育的目的;在虛擬的未來世界中，教師可以充分發(fā)揮學(xué)生的想象力、創(chuàng)造力。

5.結(jié)語

隨著計算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，加上地方政府的支持，虛擬現(xiàn)實技術(shù)正掀開其神秘的面紗，逐漸走進(jìn)教育。新教學(xué)手段的應(yīng)用，使學(xué)校與學(xué)習(xí)者突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，形成新的教與學(xué)形態(tài)，使教與學(xué)之間的種種限制逐步消除，讓民族地區(qū)每個想學(xué)習(xí)的人都有能通過虛擬環(huán)境獲得完善、良好的學(xué)習(xí)機(jī)會，從而有利于降低教育成本，推廣素質(zhì)教育，推進(jìn)教育的大眾化、個性化，提高全民素質(zhì)，推動地方的發(fā)展，最終改變民族地區(qū)高等教育落后的窘?jīng)r。

參考文獻(xiàn):

[1]郭天太，王引童.虛擬現(xiàn)實技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實技術(shù)[J].機(jī)械制造，2003，41，(6):7-9.

[2]姜學(xué)制，李忠華.國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J].遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報，2004，23，(2):238-240.

[3]虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社，2007.

[4]聯(lián)合國教科文組織總部中文科譯.教育——財富蘊藏其中:國際21世紀(jì)教育委員會報告[M].北京:教育科學(xué)出版社，1996.

【基金項目】河池學(xué)院重點課程立項項目:現(xiàn)代教育技術(shù)(院教學(xué)〔2006〕11號文件)。