VR在教育領域應用研究

曹凡

摘要：虛擬現實技術是仿真技術的一個重要方向，是仿真技術與計算機圖形學、人機接口技術、多媒體技術、傳感技術、網絡技術、等多種技術的集合。是一門富有挑戰性的交叉技術前沿學科和研究領域。虛擬現實技術（VR）主要包括模擬環境、感知、自然技能和傳感設備等方面。模擬環境是由計算機生成的、實時動態的三維立體逼真圖像。VR在教育中也有很多的應用。

關鍵詞：VR；教育

信息革命給教育帶來巨大的變化，計算機輔助教學（Computer Aided Instruction，CAI）是推動教學質量提高的重要手段。近 50 年來，CAI 發展經歷了 20 世紀 50 年代的初始階段、60—70 年代的發展階段。20 世紀 90 年代隨著多媒體計算機的出現，CAI 的發展產生了質的飛躍。如今多媒體教學已成為各中小學、高校教師的必備工具。近幾年，隨著虛擬現實（Virtual Reality，VR）技術方興未艾，特別是 VR 設備的突破，基于 VR 的教育方法煥發生機，VR 教育已經成為 CAI 進化的必由之路，也必將是 CAI 發展的新階段和里程碑。VR 教育，即 VR 在教育領域中的應用，它可以構建虛擬學習環境，創造虛擬學習伙伴，為學習者提供超時空性、交互性和趣味性、安全性的學習環境。可以說，VR 與教育的結合顛覆了傳統教學方法中的被動學習方式，是教育發展的主要趨勢之一。

一、VR教育“體驗感”

虛擬現實技術的優勢在于沉浸感與交互體驗性，教育 VR 的真正利用價值，不是“美化”，而是徹底改變過去的學習模式，讓學習者真正地身臨其境。VR 教育的巨大機會在于學習模式的革命，顛覆過去學校里“說教+服從式”教育，替換為“體驗+反思式”教育。目前，在教育領域，沉浸感已較為突出，但是體驗性仍有待加強。2017 年 7 月國務院印發《新一代人工智能發展規劃》，針對虛擬現實提出具體要求，“重點突破虛擬對象智能行為建模技術，提升虛擬現實中智能對象行為的社會性、多樣性和交互逼真性，實現虛擬現實、增強現實等技術與人工智能的有機結合和高效互動”。這里也強調虛擬現實技術的“交互體驗性”。

鑒于 VR 教育環境的使用背景及使用頻率，人體運動數據采集設備最好價格低廉且輕便易使用，避免被采集人的不適感，在環境中以及人體上都要布置盡量少的傳感器VR 技術能。夠讓使用者體驗更真實的虛擬世界。這種體驗是一種全身心的投入與沉浸，參與者可以完全投入到虛擬現實構建出的虛擬世界中，并在虛擬世界中形成幻覺。在虛擬現實呈現的虛擬世界中，參與者往往會達到真假難辨的程度，甚至有時覺得比現實還要真。這種全身心的沉浸感可以讓參與者的注意力高度集中。

將VR 技術結合在實際的專業教學過程中，最主要的實踐方式是要通過真實法服務來凸顯出教學的實際目標。就VR 教育技術來說，其對于工作崗位的平臺的促進是具有較強的沉浸性、交互性、多感知性以及模擬性。這樣的教學方式能夠很好的和實際的應用結合起來，使得現實的服務在虛擬的平臺被有效模仿和測驗，尤其是一些不會常常發生，但還是會存在安全隱患的突發事件，一方面是為老師和學生提供一種充足的身臨其境的教學環境，另一方面還有助于將這種現代化的 VR 教育技術推廣應用。就學生本身而言，學生由于 VR 教育技術的真實模擬性，也獲得了一定的參與感，才能夠激發其學習的主觀能動性和積極性，促進了學習方法的快捷和學習記憶的加深。與此同時，為了促進對學生實際學習效果的檢驗，還需要老師能夠在實際的教學情境過程中來進行講解實訓，這樣的做法突破了傳統教學過程中的弱點，對書本教育和授課教育的變革做出了巨大的貢獻。

二、明確學生為主體

運用大量的VR 教育手段能夠充分發揮出一定的關鍵性作用，而且對于傳統意義上“老師為主、學生為輔”的教學理念提出了挑戰，讓學生在實際的學習過程中，能夠利用虛擬平臺來進行一些業務、實踐業務的操作，注重服務人員對于實踐技能的提升。而且老師可以在 VR教育平臺中扮演角色，以虛擬的角色來測試學生的學習能力，一旦出現不對的地方還可以進行糾正的評價，使得學生能夠在學習的過程中不斷地提升自己的學習水平。現代社會的大學課堂，上課玩手機的現象很嚴重，

即使被禁止，學生也會想方設法去玩手機，導致不能集中注意力在學習上。而 VR 技術的應用，將更加直觀的呈現所學內容，使學習的內容更加立體的展現在學生眼前，豐富多樣的學習環境，寓教于樂的學習方式，讓每個學生在學習的過程中都能夠身臨其境，此舉不止是創新了學習手段，同時也是對傳統面對面授課的革命性突破，教育催生科技，科技反作用于教育，二者相輔相成，注定是全新性的突破，對學生的學習途徑，老師的授課方式都將具有跨時代的意義。

應用創新教育理念，打破傳統常規教育模式，肯定會受到很多質疑與批評，但應用 VR 技術并不意味著摒棄傳統，與其說改革，不如說是繼承傳統的發展。VR技術與課堂的合，不僅減少了實質性物體的耗損，也減少了投入的教學資金。語言類課程，進行學習和場景對話時，需要實質性的物體進行教學和實踐，也就需要教學資金的投入。而 VR 技術就很節省資金和綠色環保，也不會產生難以處理的垃圾。在課堂學習過程中，VR 所展示的物體都不是真實存在的，但同時又可以讓學生真實的看到、聽到、觸到、學習到，實現以“ 教師為中心”向“ 學生為中心” 的轉變，提高教學質量，可謂“ 一舉兩得”。

虛擬現實應用于教育是教育技術發展的一個飛躍。它營造了“自主學習”的環境，由傳統的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。

（作者單位：杭州師范大學）