虛擬現實技術在教育領域中的應用

胡偉祺

摘要：虛擬下實際數主要基于網絡技術、傳感技術以及計算機技術來實現不同模擬環境的生成，從而達到多源信息的交互、融合，實現系統仿真實體行為和搭建三維動態視景的目的，讓不同事物能夠以數字化方式存在某一虛擬場景當中，通過對其能夠實現現實化的操作和控制，該技術能夠有效應用在教育領域當中，對此該文主要從虛擬現實技術概況角度出發，闡述了虛擬現實技術在教育領域中的應用優勢和影響，論述了虛擬現實技術在教育領域中的應用情況，并從不同角度進行詳細分析，從而為虛擬現實技術在教育領域中的應用研究提供參考。

關鍵詞：科學技術；教學模式；教育領域

中圖分類號：TP37 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2019）09-0233-02

隨著科學技術的不斷創新與發展，虛擬現實技術水平得到快速提升，并廣泛應用于不同行業和領域當中，尤其是教育教學領域的應用能夠充分發揮虛擬現實技術的優勢和作用，從而引入多樣化的教學模式和手段，幫助教師提升教學效率和質量，同時，虛擬現實技術能夠在機床操作、汽車駕駛、飛機操作、醫學學生模擬實習、軍事院校教學中發揮租用，虛擬現實技術在未來發展過程中必定會廣泛應用與教育行業當中，從而實現教育領域的立體化、全方位，進一步促進教育行業的健康可持續發展。

1虛擬現實技術概況分析

1.1虛擬現實技術構成原理探究

虛擬現實技術是基于不同新型技術綜合為一體的現代化技術，其中涵蓋不同的學科知識和技術分支，因此，并沒有對其進行具體的確定和劃分，而從公認角度來分析，虛擬現實技術主要涉及三方面內容，分別為真實存在技術、模擬仿真技術、人機接口技術。首先，真實存在技術又叫作沉浸技術，作為虛擬現實技術的主要組成之一，利用圖像和聲音等對人體進行刺激，從而讓人們能夠真實感受到所處環境所給予的刺激，該技術主要基于計算機技術和大量的尖端多媒體技術。模擬仿真技術主要是對人體動作的模擬來獲取動作特點，從而進行精準的模仿，而仿真技術模型建設水平越高，則模擬的場景和動作真實度越高，使人們能夠身臨其境。最后是人機接口技術，該技術主要指人通過控制相關設備來達到虛擬顯示的體驗，通過相應的可穿戴設備來將信號輸入到計算機當中，利用三維跟蹤系統和傳感器來獲取系統性的數據信息，從而及時調整虛擬環境場景，新的場景會通過力反饋、聲音、觸覺、視覺等輸入到穿戴設備當中，讓人們能夠獲得不同的虛擬體驗。

1.2虛擬現實技術在教育領域中的應用現狀分析

虛擬現實技術在早期出現時受到國內教育行業的廣泛關注，并針對該技術設立了相關的研究課題，對虛擬現實技術的應用和開發有重要作用，比如以北京航空航天大學為例，該高校開發并實現分布式飛行模擬的應用，哈工大在人機交互技術方面進行深入的探究，并獲得一定的成果，但依照實際情況來分析，虛擬現實技術通過深入的研究主要在虛擬仿真校園方面發揮有效作用，通過新型的技術和手段來實現校園環境的模擬仿真。隨著互聯網技術和計算機技術的不斷創新和發展，虛擬校園環境已經難以滿足當下受教育人員的需求，對于搭建3D可視化虛擬校園體系，從而實現校園生活、教務、教學的虛擬現實化，針對該情況，虛擬現實技術能夠充分發揮自身作用，從而體現出相關場景的情節化、真實化、互動化，由此可見，虛擬現實技術在未來發展過程中必定會廣泛應用與教育行業當中，從而實現教育領域的立體化、全方位，進一步促進教育行業的健康可持續發展。

2虛擬現實技術在教育領域中的應用優勢和影響分析

2.1虛擬現實技術在教育領域中的應用優勢分析

通過利用虛擬現實技術，能夠與不同媒體技術進行有效融合，以超鏈接的方式來關聯視頻、圖像、聲音、文本等，從而創建出具有動態和靜態場景的三維環境，在實際應用時能夠讓學生深入的了解有關教學內容和問題，同時，很多教學內容需要通過三維描述的方式來講解清楚，從而讓一些難懂、枯燥、抽象的教學內容生動化和形象化，為學生提供不一樣的學習體驗，并通過增加課程的趣味性讓學生能夠從中體會到不一樣的體驗，增加學生的學習積極性和主動性，同時，利用虛擬現實技術能夠代替部分帶有危險性且不適合現場演示的實驗，從而在保障安全的前提下為學生講解實驗過程，針對部分成本比較昂貴的實驗，同樣可以通過虛擬現實技術來實施，在降低教學成本的同時能夠進一步提升教學效率和質量。最后，利用虛擬現實技術能夠對教學內容進行全方位的闡述，從而將教學內容的每一處細節能夠為學生講解清楚，進一步提升教學的質量和效率。

2.2虛擬現實技術在教育領域的影響分析

首先，虛擬現實技術能夠有效轉變以書本為中心、以課堂為中心、以教師為中心的傳統教育理念，以新型的技術平臺來更新教育觀念，傳統教育模式僅僅能夠滿足學生的視覺需求，難以發揮其他感觸覺的作用，而通過虛擬現實技術能夠實現學習環境的逼真化和生動化，從而有效激發受教育者的學習積極性和主動性。其次，在教育領域引入虛擬現實技術能夠有效改革教學內容，基于新媒介方式來發揮虛擬現實技術的優勢和特點，從而為激發學生的創新能力提供保障，學生在虛擬教學環境中學習時，能夠通過與環境互動的方式來加深對教學內容的理解程度，從而降低學習的難度，同時，通過虛擬現實技術能夠引入更為專業的教學知識，從而幫助教師提升教學質量。最后，通過虛擬現實技術能夠進一步開發教育的潛能，對教學環境進行優化，從而提升教育領域的承載能力，降低因學生規模擴大、教學設施更新等需要花費的成本，從而滿足當下教育事業的發展。

3虛擬現實技術在教育領域中的應用分析

3.1虛擬現實技術在虛擬實驗室中的應用分析

通過虛擬現實技術能夠建設非常逼真的虛擬實驗環境，從而讓學生能夠在虛擬實驗環境當中達到自然交互和情景化的目的，早期在應用虛擬現實技術搭建虛擬實驗室時，美國一些大學主要用在人體解剖數字化方面，同時，其他國家相繼開發相應的虛擬教育實驗室，早在2016年，英國就已經能夠通過虛擬現實技術以直播的方式讓學生觀看一臺癌癥手術操作過程。中國的上海交通大學、復旦大學、清華大學等高校依照虛擬現實技術積極搭建和開發屬于自己的虛擬儀器庫，從而基于有關高新技術來有效完善虛擬實驗系統，從而在開展不同學科和領域教育教學過程中能夠降低實驗的成本和危險性，例如在實施汽車駕駛虛擬教學過程中，通過虛擬現實技術訥訥夠有效避免因事物發生意外事故，通過對飛機駕駛系統的建設和完善，引入虛擬現實技術能夠防止在操作過程中出現飛機墜毀事故的現象。同時，利用虛擬現實技術能夠搭建和完善不同類型和不同教育活動的虛擬技能訓練場景，設置相應的重復操作和訓練模式，從而讓受教育人員能夠在重復操作和練習當中掌握相關技能，并有效降低教育經費的投資規模，為教育教學實驗資源的節約提供保障。

3.2虛擬現實技術在虛擬教學中的應用分析

隨著科學技術的不斷創新和發展，虛擬現實技術水平得到快速提升，并廣泛應用于不同行業和領域當中，教育行業也不例外，通過虛擬現實技術的應用能夠有效創新教學模式，擴充教育內容，以多樣化的表現方式來為學生提供不同的交互方式和學習方式，在實際教學過程中能夠通過虛擬現實技術對教學過程進行優化，從而形象化、生動化對教學內容進行表現，從而為學生搭建一個科學化、合理化的虛擬化教學環境，為提升教學效率和質量，加強學生學習效率和知識掌握程度提供幫助，針對部分教學內容中存在的難點和重點知識能夠通過虛擬教學場景來進行優化。同時，通過虛擬現實技術能夠對情景化學習和協作學習進行真實再現，并融入大量的益智游戲來提升學生的學習積極性和主動性，比如利用機器人的交互功能來實現人與人之間的交流，從而保障合作學習環境的高效性，為教育教學質量提供有效保障。

3.3虛擬現實技術在虛擬數字化校園中的應用分析

隨著互聯網技術應用范圍的不斷擴大，網絡教育受到社會廣泛關注，對此，校園網站建設需要積極順應時代發展潮流，積極引入新的技術手段，實現校園的可視化、虛擬化，并基于虛擬現實技術來實現校園生活、教學、教務的三維立體化，通過互聯網技術和虛擬現實技術能夠實現虛擬校園體系的情節化、互動化、真實化以及完整化，從而以分布式虛擬校園系統來搭建遠程教育和分校區校園環境的設置，通過虛擬教學場所的移動來遠程、公開化的虛擬教學，從而幫助更多的社會人員參與到高等教育學習當中，實現社會效益和經濟效益的最大化。在搭建數字化虛擬校園過程中要積極引入不同的技術手段，以并行技術和分布式技術法規和來實現高速傳輸多媒體數據的目的，同時能夠有效處理和存儲大量的教學數據，從而為實現虛擬數字化校園提供保障，實現教育部技術的創新和發展，實心教育的全面化和有效化。

4 結束語

綜上所述，通過虛擬現實技術能夠建設非常逼真的虛擬實驗環境，從而讓學生能夠在虛擬實驗環境當中達到自然交互和情景化的目的，搭建和完善不同類型和不同教育活動的虛擬技能訓練場景，設置相應的重復操作和訓練模式，讓受教育人員能夠在重復操作和練習當中掌握相關技能，有效創新教學模式，擴充教育內容，以多樣化的表現方式來為學生提供不同的交互方式和學習方式，對教學過程進行優化，從而形象化、生動化對教學內容進行表現，對情景化學習和協作學習進行真實再現，從而保障合作學習環境的高效性，實現校園的可視化、虛擬化，并基于虛擬現實技術來實現校園生活、教學、教務的三維立體化，從而為實現虛擬數字化校園提供保障，實現教育部技術的創新和發展，實心教育的全面化和有效化。

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【通聯編輯：謝媛媛】