論虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職教育中的應用

楊小勇 湖南司法警官職業(yè)學院

隨著不斷投入和研究的不斷深入，虛擬現(xiàn)實技術(shù)正在不斷完善。我們可以利用虛擬現(xiàn)實幫助自身快速體會到不同的空間環(huán)境，也為高職教育提供更為現(xiàn)代化的教學技術(shù)手段。虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教育工作的有效結(jié)合，將會更好地幫助學生們了解世界，掌握知識。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)（Virtual Reality，VR）是基于人們希望更好地了解世界的想法而誕生的，主要利用計算機三維圖形處理技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及各種設(shè)備儀器等。人們在計算機中模擬了一個與現(xiàn)實相似的三維世界，通過對于人們立體視覺、動態(tài)聽覺等感官的進一步研究，使虛擬現(xiàn)實世界更加生動逼真，實現(xiàn)更加智能化的人機交互，讓人們沉浸其中。早在上世紀60~70年代，人們就對這項技術(shù)有了一定的暢想，隨著人們思想和技術(shù)的進步，在70~80年代已經(jīng)形成了基本的理論雛形，從90年代開始快速地發(fā)展和完善。隨著一些VR頭盔設(shè)備的推出，2016年成為了VR元年，使這項技術(shù)得到了更廣泛的使用和認可，到如今我們不僅僅需要利用VR技術(shù)完成游戲的生產(chǎn)，還需要將它應用于各行各業(yè)當中，其中教育事業(yè)的應用將會建造出更加真實的仿真系統(tǒng)，便于學生們的學習和應用。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)特性

2.1 想象具象化

虛擬現(xiàn)實技術(shù)很重要的特性體現(xiàn)即是將人們的想象具象化成模擬世界，不僅實現(xiàn)了現(xiàn)實世界的復制模擬，還可能構(gòu)造出不存在的幻想世界。通過對于VR技術(shù)的編程和改良，可以幫助人們設(shè)計出不同種類需求的軟件系統(tǒng)，使設(shè)計者的思路很好地貼合實際需要，幫助各行各業(yè)更好更快地完成本職任務。

2.2 模擬多種感知類型

為了凸顯出虛擬現(xiàn)實的真實性，不僅僅需要利用計算機完成視覺上位置、角度等的設(shè)計，還需要實現(xiàn)對人們聽覺、觸覺等感官的“欺騙”，從綜合角度進行感知類型的模擬，以此豐富虛擬現(xiàn)實的組成要素，完善虛擬現(xiàn)實的相關(guān)功能。

2.3 令使用者沉浸其中

通過對于人們感官系統(tǒng)的模擬，加強了人機交互的聯(lián)系感。當使用者置身于虛擬現(xiàn)實世界中時，他們的大腦會發(fā)送自己真的處于現(xiàn)實世界的信號，并以主人翁的視角與虛擬現(xiàn)實世界中的要素進行溝通，使人們沉浸其中。

2.4 利用硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)實現(xiàn)人機交互

虛擬現(xiàn)實世界的構(gòu)造需要使用者利用專門的儀器設(shè)備與計算機系統(tǒng)進行交互，通過事前安排的程序和設(shè)備的輸出，可以為人們呈現(xiàn)特定的圖像環(huán)境，聲音環(huán)境等，同時也可以實時跟蹤使用者的行為和狀態(tài)，使虛擬世界環(huán)境發(fā)生相應的變化，實現(xiàn)了人機的智能化交互。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職教育應用過程中面臨的挑戰(zhàn)

3.1 教學資源內(nèi)容有限，素質(zhì)不高

理論上來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以很好地完成高職院校的教學目的。然而，在當前發(fā)展階段VR技術(shù)并不足夠成熟完善，而且高職院校通常也是處于VR技術(shù)應用的初步階段，自身的教學資源水平和數(shù)量都不足夠完善。除此之外，教學資源內(nèi)容的豐富與開發(fā)應該是以學校一線教師為主體進行的，目前市場上一些由公司企業(yè)設(shè)計出的教學資源往往不符合高職院校的實際需求，而由于教師們對VR技術(shù)掌握不足，無法主動地完成一項VR教學資源，使得教師們自身的想法和教學手段無法通過VR技術(shù)展現(xiàn)出來，最終致使流通在市場上的教學資源往往流于形式，并沒有實際有效的教學內(nèi)容，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用受到挑戰(zhàn)和阻礙。

3.2 老師沒有適應虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶來的教學改變

作為一種新興的高科技計算機技術(shù)，在高職院校的應用初期需要不停地探索，以更適合的教學模式將其引入到日常的教學過程中。而我們目前的高職院校教學人員并不能很快地適應和調(diào)整教學方式，無法充分發(fā)揮新設(shè)備，新技術(shù)的能力，具體表現(xiàn)在無法利用虛擬的場景環(huán)境充分表達出知識點的相關(guān)內(nèi)容和作用，對于教學內(nèi)容和時間的安排并沒有達到效率最大化等。教師在教育工作過程中發(fā)揮的引導作用是無可替代的，需要改變自身的傳統(tǒng)教學思想，以更加科學的教學評價進行學生的教育工作。具體來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用需要老師將學生們置于主人翁的位置，領(lǐng)導他們進行自主的學習，同時，通過對虛擬現(xiàn)實環(huán)境的構(gòu)建盡可能有效率地凸顯出知識點的內(nèi)容，通過生動形象的虛擬環(huán)境要素，幫助學生們更好地進行教人機交互，保證學生們沉浸在虛擬學習環(huán)境中，進而實現(xiàn)教學目的。

4 高職教育虛擬現(xiàn)實技術(shù)的具體應用

4.1 豐富教學手段，完善教學內(nèi)容

我國教育多以老師主動傳授，學生被動聽講的模式為基礎(chǔ)。按照傳統(tǒng)的教學手段，老師不得不按照書本教材的概念一板一眼地進行教學，有時候利用文字、圖片、多媒體PPT并不能有效地幫助學生們理解和接受，特別是一些抽象難懂的知識點無法與現(xiàn)實世界進行有效搭接，而此時利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為教師們提供更加智能先進的教學手段，按照自身的教學要求，將一些知識點內(nèi)容以三維立體的虛擬形態(tài)展示出來，可以凸顯出知識點的實際應用以及其內(nèi)容說明，也使學生們通過對虛擬環(huán)境的感受，沉浸在課堂教學環(huán)境中，便于激發(fā)興趣進行理解和學習。

4.2 創(chuàng)造虛擬仿真系統(tǒng)，強化實訓教學

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的強大之處在于可以通過計算機系統(tǒng)憑空地為學生們創(chuàng)造出實際的現(xiàn)實環(huán)境，并利用自身新鮮有趣的特性吸引學生們的注意力，以此實現(xiàn)良好的實訓教學工作。比如我們可以通過計算機模擬創(chuàng)造生產(chǎn)制造工廠的日常操作，模擬危險性較高的工作環(huán)境，甚至可以對行星、衛(wèi)星等太空環(huán)境進行仿真，以此幫助學生們了解不同的實際生活，以便于培養(yǎng)他們的實踐能力。除此之外，教師與學生們還可以互相溝通，根據(jù)自身興趣和培養(yǎng)需求，創(chuàng)建出不同的虛擬仿真環(huán)境，利用先進智能的計算機技術(shù)，強化學生們的實踐操作手法，達到高職院校培養(yǎng)技術(shù)型人才的目的。

4.3 激發(fā)學生好奇心

教育事業(yè)的科學完善不僅僅是教師們單方面地進行傳授工作，更重要的是引導學生進行有效的學習，使學生們愿意主動接受課堂上知識的熏陶。所以，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的利用可以充分實現(xiàn)教育工作者激發(fā)學生學習興趣的愿望，通過這種新型的科學技術(shù)為學生們創(chuàng)造了不同的學習感受，以真實有趣的虛擬環(huán)境刺激學生們的好奇心，讓學生們愿意積極配合教師們的教學工作，從而在虛擬環(huán)境中以愉悅的身心狀態(tài)，獲取知識，增強能力。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的進一步利用，將會潛移默化地影響學生們的想象力和創(chuàng)造力，通過主動參與和學習取得更多的收獲。

4.4 培養(yǎng)學生自主學習能力

高職院校的教育事業(yè)需要盡可能保證每一個同學都能獲得實際能力的提升，然而不同的學生有不同的特點，對于各個知識點的掌握情況有所不同。如果只是采取傳統(tǒng)的課堂教學模式，沒有進行針對性的輔助調(diào)整策略，將會導致一部分學生跟不上學習進度，致使成績下滑，信心下降，而另一部分學生則會認為教學內(nèi)容太過平淡，不符合自身的需求，希望教師加快教學進度，這種情況往往會使老師陷入比較尷尬的境地。通過高職教育引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，教師們可以把不同的知識點制作成不同的虛擬教學資源，并下發(fā)到同學們的手中，讓同學們利用計算機系統(tǒng)針對性的進行輔助學習，如此一來，既可以豐富課堂上的知識，又可以創(chuàng)造生動形象的場景進一步培養(yǎng)學生們的理論實踐能力，幫助學生們根據(jù)自身情況進行自主學習。

5 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職教育應用的前景

VR技術(shù)的教育應用依然在不斷的摸索過程中，在其應用初期設(shè)備投入成本較多，技術(shù)門檻較高，對于一項虛擬仿真系統(tǒng)的搭建并不是容易的事情。隨著我國各大高等院校的研究和應用，為我們的高職院校提供了很好的經(jīng)驗案例，隨著技術(shù)水平的逐漸深入，將會使虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育事業(yè)應用前景越來越廣，不僅帶來了教學硬件上的改變，更是改變了高職院校的教育方式，結(jié)合VR技術(shù)的特性和院校本身的發(fā)展目的，可以一定程度上為教師和學生構(gòu)建出比較適合的教學和學習環(huán)境，通過合理的教學制度改變，將會充分發(fā)揮院校的師資力量，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)為契機不斷地實現(xiàn)教育工作的創(chuàng)新與進步，讓學生們更好更便捷地了解這個信息化時代，獲得人生的教育啟迪。

6 結(jié)語

總之，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的成熟和進步為高職教育帶來了新的契機，不僅僅實現(xiàn)了對學生能力的綜合培養(yǎng)，更實現(xiàn)了對于教師團隊的進一步革新。通過高科技虛擬仿真場景的建立，更加方便地實現(xiàn)了高職院校的實踐教學工作，并通過教學方式的改變和教學素質(zhì)得提升將會有效地達成高職院校培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新人才的教學目的。