虛擬現實技術應用于職業教育中的理論研究

陳婧 聊城職業技術學院，山東 252000

虛擬現實技術應用于職業教育中的理論研究

陳婧 聊城職業技術學院，山東 252000

本文分析了目前我國職業教育中存在的問題，為了解決這些問題將虛擬現實技術應用于職業教育中，從而保證職業教育的持續、高質量發展。

虛擬現實技術； 虛擬現實學習系統；職業教育

virtual reality technology; virtual reality learning systems; vocational education

引言

目前我國職業教育的蓬勃發展給國家的教育發展和經濟建設產生了巨大的影響，但是大部分職業教育院校都面臨著資金短缺、教育資源匱乏和實驗實訓條件差的特點[1]。為了保證職業教育的持續發展和高質量,需要有先進的教育技術的支持。如果能夠利用現有的虛擬現實技術來模擬高職院校的虛擬教學環境，并加強院校之間的相互交流，這將必然會大大提高職業院校的教學質量。

1.虛擬現實技術簡介及發展現狀

1.1 虛擬現實技術簡介

虛擬現實技術是集計算機技術、綜合圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術、軟件工程、人機接口技術以及仿真技術等多種科學技術綜合發展起來的計算機領域的最新技術[2]。它制造逼真的人工模擬環境，有效地模擬人在自然環境中的各種感知系統行為，用戶通過虛擬現實的三維設備與物體接觸，真正地實現人機交互[3]。

虛擬現實技術具有沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和構想性（imagination）的特點，虛擬現實技術的發展始終是圍繞這三個特點進行的[4]。沉浸感（immersion）是指用戶可以對計算機生成的虛擬世界產生真實感，這種真實感可以使用戶難以覺察、分辨出自己正處于一個由計算機生成的虛擬環境中。交互性（interaction）是指用戶可以以很自然的方式跟虛擬世界中的對象進行交互操作或者交流。構想性是指用戶沉浸在虛擬世界的多維空間中，依靠自身的認知能力獲取新的知識，提高感性和理性認識。

1.2 虛擬現實技術的發展現狀

虛擬現實技術是20世紀90年代受到科學界和工程界廣泛關注的技術，經過多年的發展和改進，正在逐步趨于完善。美國是虛擬現實技術的發源地，在該領域的研究主要是基于感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個方面[5]。英國在虛擬現實技術的研究方面主要是在分布并行處理、輔助設備和應用研究。我國的虛擬現實技術起步較晚，較這些國家還有差距[6]。近10年來，虛擬現實技術的研究在我國已經得到了相當的重視，國家科委、國防科工委都已經將虛擬現實技術的研究列為重點攻關項目。國內的許多研究機構和高校在VR研究方面都取得了一定的成績，例如清華大學、浙江大學、北京航空航天大學、中科院研究所等都進行VR技術的研究[7]。

2.目前我國職業教育的教學現狀

職業教育是指為實現以初中后為重點的不同階段的教育分流，開辦或允許開辦各級各類職業教育學校和各種形式的職業技能培訓，其目的是提高勞動者的勞動素質，增加就業渠道，為社會輸送大量的專業型、技術性和應用型人才[8]。

我國目前正處于社會、經濟的快速發展時期，需要大量應用型人才、高技能人才。“加快培養高質量技能型人才，是我國職業教育面臨的緊迫任務；加強實踐教學的建設和改革，是提高技能型人才培養質量的關鍵環節[9]”，因此職業教育要切實做好學生職業技能的培養工作。在職業教育中加強實踐性教學不僅能夠提高教學效果，而且能夠提高學生的創造能力，提高學習效率，從而達到鞏固理論知識、獲得實踐操作能力和職業能力。

職業教育實踐教學中通常存在的問題：（1）由于受資金限制，實驗設備更新速度相對滯后于技術更新的速度；（2）由于實驗故障等原因導致的設備非正常損耗；（3）由于學生沒有實踐經驗，因此在真實實驗和操作過程中存在危險性，但是如果只是采用教師演示講解的方式，則實驗的效果將會事倍功半；（4）文學、管理等文科專業教學中只是單一的語言講授而難于實踐，像旅游這種專業實踐的成本過高。

3.虛擬現實技術在職業教育中的應用

（1）利用虛擬現實技術構成的實驗系統逼真、生動，給學習者提供了一個新穎和諧、身臨其境的學習環境。對那些環境危險、難以重復的過程、成本較大的學習場景等，使用虛擬現實技術就顯得格外的有價值。對一些使用受限制的實驗室，可以使用虛擬現實技術構成的教學實驗系統給學生提供一個仿真實驗室。

（2）利用虛擬現實技術構成的系統可以實現課堂教學中全新的師生關系。在虛擬現實學習系統中教師是知識系統的設計者，學生完全是主動、自主、自由的學習者。學生可以不必按照教師安排的學習計劃，完全可以根據自己的個人情況自由地安排個人的學習計劃。虛擬現實學習系統逼真的學習環境可以大大地提高學生的學習興趣和學習的自覺性。

（3）利用虛擬現實技術構成的系統是一個高級的多媒體學習系統，也應該是一個高級的e-learning系統[10]。在這個系統中視覺效果、聽覺效果和學習互動性大大地優于傳統的教學方式。虛擬現實學習系統給學生帶來了多種感官的綜合刺激，大大地提高了學生的想象能力、思維活躍程度，從而更好地實現了教學目標，這是傳統的教學手段無法比擬的。

4.應該注意的問題

盡管虛擬現實技術可以應用在職業教育中，但是本身還存在著一些尚未解決的理論和技術難題。因此，在將虛擬現實技術應用于職業教育的過程中應該注意以下幾個方面：

（1）虛擬現實系統的硬件、技術成本較高，因此職業技術院校應該根據本校的財力以及教學目標來選擇適合的虛擬現實系統。

（2）虛擬現實技術實現的模擬環境與實際有一定差距，因此不能完全依賴于虛擬現實系統，而忽略了實際現場的實踐。

（3）同時要充分調動專業教師和實習指導教師推廣虛擬現實技術的積極性。

5.總結

隨著計算機技術的發展，虛擬現實技術正掀開神秘的面紗，逐步走進教學，虛擬現實系統的應用也為教學媒體的應用開辟了一條新的道路。將虛擬現實技術很好地應用到教學環節中，可以為學生創造更好的學習環境。虛擬現實技術這個領域的技術潛力是巨大的，應用前景也是很廣闊的，21世紀將是虛擬現實技術的時代[11]。隨著虛擬現實技術的不斷發展和完善，以及虛擬現實系統價格的不斷降低，軟件的適用性不斷增強，虛擬現實技術對職業教育所產生的積極作用將會越來越大，從而使個別化教學成為可能，雖然存在著一些需要解決的理論和技術上的問題，但是虛擬現實技術的應用前景還是相當廣闊、有發展潛力的。

[1]翟衛青，孫小軍．虛擬現實技術在職業教育實踐教學中的應用[J]．內江科技.2006，(2)

[2]劉耀林，孔建益，蔣國璋，孫亮波．虛擬現實技術的發展[J]．湖北工業大學學報.2005，(3)

[3]鄭彥平，賀鈞．虛擬現實技術的應用現狀及發展[J]．信息技術. 2005，(12)

[4]趙士濱，吳秋峰．虛擬現實技術進入高等試驗教育的研究[J]．教育發展研究.2000，(8)

[5]蘇建明，張續紅，胡慶夕．展望虛擬現實技術[J]．計算機仿真.2004，21(1)：18-21

[6] 許妮．大有作為的虛擬現實技術[J]．科技潮.2005(2)：11

[7]劉曉巍，胡小強．基于虛擬現實技術的CAI [J]．科技成果縱橫.2005(01)：48

[8]陳孝強．虛擬現實技術越來越“現實”[J]．微電腦世界.2005(8)：28

[9]陳至立．全面落實科學發展觀努力開創職業教育工作新局面——在全國職業教育工作會議上的講話[J]．云南教育：視界版A.2005 (11)：5-10

[10]周濟．高等職業教育要把就業導向作為主要辦學方向[J]．職業技術教育.2004(6)：6-7

[11]曾建超，徐光佑．虛擬現實技術的發展現狀與趨勢[J]．微電腦世界.1995(12)：20-26

The Theory Research of the Virtual Reality Applied in the Vocational Education

Chen Jing (LiaoCheng Vocational And Technical Co，lleSgheandong Province, 252000)

This paper analyzed the problems existing in the vocational education. In order to resolve these problems the virtual reality was applied in vocational education, thus ensure the sustained and highquality development of vocational education.

G712

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.108

此論文為聊城職業技術學院教學改革課題《高職計算機專業＜IT新技術＞課程教學實踐》研究論文（項目編號：11LZYJ19）

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