虛擬現實技術在教育領域的應用與研究

許興鹍

【摘 要】近年來，虛擬現實技術（也稱“VR”）伴隨著“互聯網+”，再次成為業界關注的熱點。特別是虛擬頭盔的出現，更是引爆了整個產業鏈。那么當前環境下的虛擬現實技術能為我們的教育行業帶來什么，本文將結合筆者開發的“網絡綜合布線工程”3D虛擬仿真教學系統，談一談虛擬現實技術在教育領域的運用，以及帶給我們的啟示。

【關鍵詞】虛擬現實；教育；綜合布線

1 背景分析

虛擬現實并不是現在才出現的新技術，早在上個世紀美國就有相關的設備出現，只不過限于當時的科技水平，無法商業化。伴隨科技不斷進步，特別是軟件技術和互聯網技術的發展，計算機已經能夠模擬非常真實的虛擬環境，加上設備體積不斷變小，特別是移動終端的出現，更是給虛擬現實技術帶來了新的發展契機。目前的虛擬現實技術不僅僅能夠將視覺和聽覺還有觸覺完美的結合起來，而且借助于相關設備可以實現用戶和虛擬環境的互動，用戶可以非常真實的感受虛擬世界的一切，這些良好的體驗都是以往的虛擬現實技術無法帶給我們的。

現代的虛擬現實技術應用在教育領域，同樣也帶給了我們很多驚喜。被動的看和聽，遠遠比不上交互式的學習。在醫學、生物、建筑專業等教育領域，虛擬現實技術甚至能產生一種摧枯拉朽的變革，它能夠讓學生更好更深入地理解學習內容。

2 國內外“VR+教育”的研究現狀

國外VR公司在技術層面上已經逐步實現了通關，已有部分國外學校開始使用VR技術。專門為VR教育提供解決方案的美國zSpace公司，他們的zSpace由電腦和專門的VR顯示器構成，通過觸控筆可以讓學生操縱虛擬的3D物體，能帶來良好的學習體驗感。德克薩斯州的Trinity University利用VR設備進行校園文化的推廣，取得了良好的效果。互聯網巨頭google在“VR+教育”領域也動作不斷，去年5月份剛宣布旨在提升學生課堂體驗的Expeditions Pioneer VR項目，9月份又宣布與加州頂尖公立學校合作，免費推廣虛擬現實的教室系統。

國內院校如清華大學、北京航空航天大學、上海交通大學等高等學府已在校內建立了虛擬現實技術實驗室，主要從事VR的科學研究和技術開發。國內的VR企業樂視已經同新東方達成初步合作意向，以“沉浸式教學”具體切入教育領域。VR的全景教學模式能夠讓學生實現“沉浸式學習”，提高英語課堂的學習效率。雖然，國內VR企業多，各個公司也爭相獲得了不少投資，但是在VR產品分辨率、刷新率等方面跟國外產品存在一定差距，這種差距會導致用戶體驗方面存在不足，進而影響產品的推廣。因此，國內的“VR+教育”暫時未形成燎原之勢，但發展潛力依然較大。

3 虛擬現實應用于教育教學中的優勢及不足

在教學活動中，運用虛擬現實技術，能帶來很多全新的體驗和不尋常的視角。

1）虛擬現實技術的沉浸式教學，帶給我們不一樣的學習體驗。

伴隨計算機圖形圖像處理技術還有硬件水平的不斷提升，虛擬世界的視覺效果跟真實世界之間的差距越來越小，再加之虛擬頭盔、VR顯示器的出現，帶給用戶的體驗可以說是全新的。有一些平時看不到的結構和內部工作原理，仿佛一下子都能呈現在眼前，比起傳統的老師教，學生聽，更加直觀和明確。同時，因為虛擬世界的效果逼真，當培訓完成后再過渡到真實的情景下，會更加順暢自然。

2）虛擬現實技術的交互方式多樣，能極大激發學生學習興趣。

現代虛擬現實技術多樣化的交互模式，能極大激發學生學習的興趣。交互的過程如同游戲過程一般，真實而有趣，比起傳統的學習過程，更能激發學生自主學習的積極性。

3）基于移動端的虛擬現實，可以隨時隨地想學就學。

網絡技術的發展和智能手機的普及，移動端上的VR產品，也讓學生可以離開課堂后，想學就學。充分利用碎片化時間，不受時間和空間的限制。

當然，VR+教育暫時也存在一些不足，在一定程度上制約著它的發展，比如VR頭盔產品在長時間佩戴的前提下，依然會產生眩暈的感覺。再者，在VR產品內容上的更新也是目前面臨的一個問題，若無新的資源來進行補充，久而久之，學生也會覺得乏味。

4 “綜合布線工程”教學仿真系統應用于教學實訓的嘗試

筆者曾開發過基于Unity3D的“綜合布線工程”教學仿真系統，基于PC端和移動端。該系統主要是針對綜合布線工程中，一些典型的實訓操作內容而設計的，包含了打水晶頭實訓、打模塊實訓、安裝配線架、光纖熔接實訓等。雖然并未采用虛擬頭盔的VR方式，但這種基于虛擬現實的實訓方式，卻讓學生產生了濃厚的學習興趣，調動了學生學習的積極性和主動性。也同時解決了一些實際的困難，比如數量有限價格昂貴的光纖熔接機，可以通過虛擬現實的實訓平臺得以補充。同樣在實訓過程中，存在實操難以量化考核的問題，通過虛擬現實實訓平臺則可以完整的記錄實訓過程。

5 結語

現代虛擬現實技術以其特有的魅力，給我們帶來了全新的體驗和感受。“VR+教育”雖然目前仍未形成全面燎原之勢，但借助虛擬現實技術的教育領域，必定會帶給我們一個美麗新世界。

【參考文獻】

[1]陳品帆.虛擬現實技術在網絡教學中的應用[J].科技展望，2015（04）.

[2]臘國慶.虛擬現實技術在教育中的應用研究[J].宿州教育學院學報，2015（3）.

[責任編輯：朱麗娜]