虛擬現實技術在教育中的應用文獻綜述

司福蕊

摘要：虛擬現實技術通過創設虛擬情境和體驗虛擬世界，克服抽象理科知識的教學難題，在教學過程中通過對沉浸感的控制提升學習效果。本文針對虛擬現實技術在教育中的的應用歷史、發展、應用現狀，運用文獻調研法進行了簡要的概述，還對虛擬現實未來在課程中的發展方向做了進一步的展望。

關鍵詞：虛擬現實技術;實驗性教學;應用前景;挑戰

前言

我們的學習主要依賴書本描繪老師講授，或通過簡單的直觀教具等手段去聯想理解知識，可往往會被困擾;數學課講解立體幾何、空間向量，我們要把書上復雜的平面圖聯想成立體造型，由于沒有直觀模型，只能憑借硬想，起初真的是很費力;可是當老師運用虛擬現實技術講解這些抽象知識時，才真正理解了他們。如果讓虛擬現實技術走進課堂，模擬生成逼真的立體圖形，三維立體環境等，每個學生可以沉浸在其中多角度的感知，有了直觀、徹底、地觀察，則能很容易理解知識點，還能擁有探索的樂趣。

那么虛擬現實技術在實驗性學科中應用前景是如何的呢？它是否能夠立足于課堂之中，是否能夠發展更前沿呢。

一、虛擬現實教育應用文獻特征及其在教育中的應用

根據文獻數據得知，從2006到2017年論文數量逐漸增多，2010 年略有下降，隨后開始穩步增長。2012 年間論文數量由2006年的102篇增長到2017年的1126篇（截止到2017年11月22日）?？傮w而言，虛擬現實在教育領域的研究進展與“新技術宣傳曲線”一致，發展中的技術的見報程度隨時間的發展遵循一定的模式"。

高寧婧教授認為：虛擬現實技術由于不受環境、場地、等外在因素的限制，還可以進行反復練習與操作，有效性、經濟性、安全性都比較高，因此，在教育領域受到十分廣泛的歡迎。與傳統的教育教學方法相比，虛擬現實技術的教育應用效果非常明顯。例如在學習過程中，對抽象、難以理解的知識，利用虛擬現實技術，就能創設虛擬教學情境，以供學生直觀地感知，這比傳統教學方式更容易理解。又如王洋洋教授所研究的：通過使用虛擬現實技術能夠為學生提供模擬真實學習環境的場所，學生能夠在交互式的學習環境中更加深刻理解所學知識，提升自身實踐能力，增強學生的體驗感和學習興趣。或者王美霞老師提到：虛擬現實提供一個實驗的機會，對現實生活中有局限性的情境和對象進行實驗，有效避免高度危險性、倫理問題等情況。可以在一個安全的環境中提供實踐和培訓，提升學生的參與度和學習動力，支持不同的學習風格，促進內容理解和記憶。

二、虛擬現實在教育中的挑戰

虛擬現實盡管運用在教育中有很多得心應手之處，但是也存在很多挑戰和競爭。比如劉明教授在對虛擬現實在教育中的應用于挑戰一問中說到：沉浸式虛擬現實技術盡管在教育領域中可以用真實動態的虛擬影像取代枯燥無味的文字信息。但是新型教育技術的應用，也是一個漫長的教育變革過程，將虛擬現實技術應用到課堂教學中是一項任重道遠的工程。為了使教學活動能夠高效進行，掌握學生的學習動態，我們也需要開發有效的監控和評估工具。在職業教育應用中，江宏老師也指明了：首先教學對象適應性不強。虛擬環境極大干擾教學對象的學習注意力。由于資金的問題，新技術的融合，形式大于內容，對于虛擬現實，在教育領域中的應用存在蹭熱度的嫌疑。

筆者在查閱相關文獻后，認為虛擬現實技術也存在很大的機遇與挑戰。首先，虛擬現實技術是一個很熱門的話題，在教育領域的應用也是很常見了，相信很多老師和學生都體驗過，在實際教學中確實解決了很多問題，增添課堂興趣度，調動學習熱情。但是，正如上面幾位學者所述，虛擬現實技術的應用不管是生理還是心理，或者是社會上，都存在不小的問題。例如：引起學習者身體不適，頭暈目眩等癥狀，這可比傳統課堂帶來的問題還要嚴重，畢竟引起了學習者腦部的一些反應;其次資金問題，這個虛擬技術投入課堂不是一天兩天，需要長期投入使用，因為教學是個漫長的過程，所以不能因為一時新鮮就引起浪潮熱，而平白無故的浪費時間和財力。

三、虛擬現實技術應用現狀與展望

以虛實融合、實時交互為主要特征的VR技術，將以獨特優勢在教育領域展現其巨大的應用潛力。2019年《地平線報告》再次指出：VR技術的交互性和虛實結合，可以為學習者構建知識提供支持。對VR技術的內涵、展望在教育領域還是有必要做一個總結。

孔璽在混合現實技術及其教育應用現狀與展望中分析到：VR具有模擬性強、顯示質量優、采用自然方式交互等優點，與學科知識的深度融合將改變傳統教學資源的形式，為學習者提供真實感覺體驗，有效改善教學形態和學習方式。例如：在“3D元素周期表”課程中，3D顯示的元素周期表以懸浮的形式動態呈現，學習者可以采用手勢、語音、體感等自然交互方式與單個元素進行互動，幫助學習者方便理解和記憶枯燥的化學元素周期表;在數學“三視圖”課程中，學習者可以借助VR技術多角度觀察幾何體形狀特點，借此促進知識理解及提高形象化思維能力。同時，王剛教授也提出：虛擬現實技術教育的技術和產品在市場上處于領先地位，虛擬現實技術教育具有八大優勢：產品優勢，品牌優勢，市場優勢，政策優勢，研發優勢，團隊優勢，盈利優勢，發展優勢。

筆者認為：虛擬現實教育技術的應用在國內國外盡管十分火爆，但是基于高耗能，高耗財方面來看，這個技術只能是一個在小范圍內可以興起的，在大范圍內目前無法實現，由于沒有大量專業團隊的合作和專業教師的培訓，這仍然是一個不能“火”起來的技術發展，但是不得不說在有一些高端領域應用很好，也非常有幫助，比如醫學，天文等，筆者更加覺得虛擬現實技術的應在在于醫學院等領域。

結語

我國的虛擬現實技術研究起步較晚，與美國等發達國家相比有一定差距，要追上甚至趕超他們的步伐，不能靠空洞的口號，而是需要技術人員的研發、國家的重視、政策的支持。

虛擬技術也許不再是夢，但是既然踏出去了實現它的第一步，我們就要奮勇向前，頂住壓力，挑戰困難，為教育事業增添一些新鮮色彩，壯大我國的教育事業。

參考文獻

[1]高寧婧.虛擬現實技術在教育中的應用研究[J].教育現代化，2019，6（78）：102-104.

[2]王洋洋.虛擬現實技術在現代高校教育系統建設中的應用[J].中國管理信息化，2019，22（22）：208-209.

[3]王美霞.虛擬現實技術在教學中的作用研究[J].無線互聯科技，2019，16（21）：135-136.