VR虛擬現實技術在高等教育的應用

摘?要：隨著智能信息技術的不斷發展，VR虛擬現實技術應運而生，并應用到眾多領域當中，其中高等教育在新時期改革背景下，也逐漸更新與轉變教學模式，將VR虛擬現實技術滲透到教育教學當中，如虛擬實驗室、數字場館，以及模擬訓練等，賦予了高等教育更多元化的教學方法與發展趨勢。基于此，本文就以VR虛擬現實技術為切入點，探究其在高等教育中的實際應用策略，以期利用人機交互技術實現教學設計和技能培訓等教學任務，同時提高教育質量，促進我國高等教育的可持續發展。

關鍵詞：虛擬現實技術;高等教育;應用

VR虛擬現實技術是一種綜合性技術統稱，其中都包括系統仿真技術、傳感技術，以及大數據網絡信息技術和圖形學，具有較高的實用價值，將此技術應用到高等教育當中，能夠為教學設計和實驗分析，以及專業技能培訓，起到一定的推動和輔助作用。對此，本文就針對VR虛擬現實技術在高等教育中的應用問題，進行全面剖析與探究，通過了解VR虛擬現實技術特征與應用優勢，進一步拓展到實際應用層面，并結合高等教育做出實踐性嘗試與研究。

一、VR虛擬現實技術的特征及應用現狀

VR虛擬現實技術主要以計算機仿真為基礎，將人工智能、大數據、傳感和系統仿真等技術進行綜合，形成了先進的虛擬現實技術，并被應用到各個領域當中。本質上來講，VR虛擬現實技術就是利用人們“視、聽、觸”等感官器官，通過虛擬畫面與聲音傳感，為人們制造高度仿真的虛擬畫面，讓人們身臨其境;同時也可以利用語言和手勢等方式，形成人機交互模式，帶給人們更好仿真體驗。而VR虛擬現實技術具有沉浸性、交互性和想象性等特征，其中重點以人的心理和生理特點為基點，設定人體傳感交互模式，使人沉浸虛擬環境中，充分創造和想象空間，從而獲得豐富的情感體驗。而當前VR虛擬現實技術在高等教育的應用中，主要以“人機交互”為基點，充分發揮VR虛擬現實技術的優勢與特征，從根本上推動高等院校的高質量發展。

二、VR虛擬現實技術在高等教育的優化應用路徑

（一）虛擬實驗室的構建

高等教育教學中，對于不同學科都需要培養學生的實踐操作能力，所以常常會涉及到“實驗操作”，有些會是一些危險系數較高的實驗，而為了保障學生的安全，同時也為了滿足教學需求，就需要利用VR虛擬現實技術，創建虛擬實驗室，如解剖實驗、燃燒、爆炸等一些激烈性、危險性實驗。利用此技術對高等院校進行教學，可以滿足構建主義和情景認知，以及智能媒體教學等多項教學需求，能夠通過為學生提供真實模擬情境，將知識與實踐形成交互模式，使學生通過虛擬觀察、操作與訓練，實現對知識與技能的全面掌握。利用VR虛擬現實技術構建虛擬實驗室，一方面可以讓學生觀察和了解實驗同時，同時還可以參與到虛擬實驗場景當中，全面拓展創新思維，有效提高學習效率。

（二）數字場館漫游

數字場館漫游是VR虛擬現實技術中的重要一項內容，也是高等教育教學中需求性較強的技術項目。其中數字場館的構建，主要是利用Web3D技術，結合大數據技術，將整體系統進行編程，根據高等教育教學的實際需求，構造沉浸式和創造性的虛擬數字場館，為學生創設逼真的教學場景，讓每一位學生都能夠沉浸到虛擬環境當中，跟隨教師的引導，進行觀察、學習和漫游演練，從而激發學生興趣，提高自學效能。此外，在高等教育教學中，教師還可以根據專業特點，利用計算機技術與Web3D技術，將數字場景設定具有差異性，如數字博物館場景、數字城市、校園場景等的，引導學生在不同的場景中扮演不同的角色，通過虛擬場景獲得真實的體驗和感受。以此提高學生學習效率，同時拓展學生的創新思維，促進高等教育教學水平的全面提升，實現虛擬現實+教育教學的發展目的。

（三）模擬訓練

模擬訓練是理論知識之外的一種實操學習模式，主要利用VR虛擬現實技術中，所模擬的多維場景，對學生進行的操作訓練，如教育訓練區、三維仿真軍事文化模擬場、歷史展館，以及室外景觀仿真區等，都是利用3D交互技術，結合互聯網多項技術，來實現的。可以幫助教師引導學生實際操作和訓練，通過佩戴立體眼鏡和頭盔，把握操作手柄等，來實現人機交互，讓學生感受真實的場景，并大膽嘗試各種訓練，并結合教師所傳授的理論知識，一方面提高實際操作能力，另一方面滿足新時期教育改革中，對理論+實踐操作教學模式革新的需求。而VR虛擬現實技術能夠設計出各種仿真的模擬訓練場景，如高等教育教學中針對學生駕駛技能訓練時，可以讓學生進行仿真模擬訓練，利用VR虛擬現實技術構建仿真模擬環境，通過聽覺、視覺和觸覺，獲得真實體驗，在安全的仿真駕駛環境中完成訓練。

三、結論

VR虛擬現實技術是當前信息技術高速發展下的新型產物，將其引進高等教育當中，不僅可以激發學生較高的學習興趣，拓展創新思維，同時還能夠優化教學模式與結構，為傳統教育向現代化多元教育模式發展牽線搭橋，發揮VR虛擬現實技術的潛力與作用，更好的推動高等教育的優質發展。而本文針對VR虛擬現實技術在高等教育中應用所進行的研究，了解了VR虛擬現實技術的實際價值與特征，希望能夠推動“虛擬現實技術+高等教育”全面發展。

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基金項目：本文系北海職業學院2019年度第一批院級教育教學改革課題“VR技術在高職實驗室管理和實驗教學中的研究與開發”（項目編號：2019YJY21）階段性成果之一

作者簡介：鐘強（1979-），男，瑤族，廣西桂林人，本科，講師，畢業院校：廣西師范大學，電子信息工程專業，研究方向：電子電路設計、物聯網應用技術。