虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用研究綜述

吳佳蔚

(廣西中醫(yī)藥大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)與信息中心，南寧 530000)

近年來，以計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等新一代信息技術(shù)被廣泛應(yīng)用在教育領(lǐng)域中，促使現(xiàn)階段的教育水平不斷提升，為教育行業(yè)的發(fā)展帶來全新的機(jī)遇。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以促使學(xué)生進(jìn)入到虛擬的環(huán)境中開展學(xué)習(xí)，加強(qiáng)與教學(xué)內(nèi)容的互動(dòng)，使學(xué)生樹立正確的學(xué)習(xí)觀念，深入探索知識(shí)內(nèi)容，掌握問題的實(shí)質(zhì)。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概念與特征

1.1 概念

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Reality Technology)是現(xiàn)階段以計(jì)算機(jī)技術(shù)為核心的信息技術(shù)，生成與現(xiàn)實(shí)環(huán)境相似的數(shù)字化環(huán)境，該環(huán)境在觸感、視覺等方面與現(xiàn)實(shí)存在明顯的相似性，可以為人們提供良好的服務(wù)。以相關(guān)設(shè)備為基礎(chǔ)，構(gòu)建虛擬環(huán)境，與人體進(jìn)行交互，促使人們?cè)谔摂M環(huán)境中產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境相同的感受。該技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用促使現(xiàn)階段的教育方式發(fā)生了明顯變化，改變了傳統(tǒng)理念，提升了教學(xué)的情景性與互動(dòng)性，注重學(xué)生的實(shí)踐，具有廣闊的應(yīng)用前景[1]。

1.2 特征

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在應(yīng)用過程中具有較強(qiáng)的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，特征較為明顯，主要表現(xiàn)在以下幾方面：第一，交互性。使用者可以靈活利用其技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行學(xué)習(xí)，通過傳感設(shè)備與虛擬環(huán)境的交互提升學(xué)習(xí)效果；第二，沉浸性。該特征是指現(xiàn)階段使用者在技術(shù)應(yīng)用過程中呈現(xiàn)出良好的體驗(yàn)感，可以實(shí)現(xiàn)身臨其境的感覺；第三，構(gòu)想性。在使用該技術(shù)過程中，使用者合理應(yīng)用現(xiàn)階段的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以促使其在虛擬的環(huán)境中獲得真實(shí)的感受，創(chuàng)造良好的體驗(yàn)，充分發(fā)揮自身想象力展開分析，達(dá)到學(xué)習(xí)目的，滿足實(shí)際需求[2]。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀

21世紀(jì)以來，傳統(tǒng)的教育理念發(fā)生改變，我國(guó)不斷創(chuàng)新，積極運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等技術(shù)開展教育改革，完善現(xiàn)階段的發(fā)展模式，創(chuàng)新現(xiàn)有理念，為學(xué)生營(yíng)造全新的教育環(huán)境，提升教育質(zhì)量。但虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在發(fā)展和應(yīng)用過程中，還存在一些問題，影響教學(xué)效果的提升。

2.1 具體學(xué)科實(shí)證研究不足

任何新技術(shù)的興起與應(yīng)用都不是一蹴而就的，需要經(jīng)過不斷探索與改進(jìn)才能促使其技術(shù)逐漸完善，進(jìn)而合理應(yīng)用在教學(xué)中，提升教育質(zhì)量。但受其自身性質(zhì)的影響，VR在應(yīng)用中還存在明顯的學(xué)科實(shí)證研究不足的問題，現(xiàn)階段開發(fā)的相關(guān)VR教育軟件中開展實(shí)證研究的較少，如在物理教學(xué)中的應(yīng)用較為常見，在其他學(xué)科中的應(yīng)用實(shí)踐較少，需要根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)一步創(chuàng)新，以滿足現(xiàn)階段的發(fā)展需求[3]。

2.2 教學(xué)評(píng)價(jià)與教學(xué)監(jiān)控不足

在實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)階段VR技術(shù)在教學(xué)應(yīng)用中還存在明顯的問題，部分教學(xué)評(píng)價(jià)與教學(xué)監(jiān)控不足，缺乏系統(tǒng)性管理，教師難以根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行教學(xué)進(jìn)程監(jiān)控，造成整體教學(xué)弱化，影響教學(xué)效果。例如，現(xiàn)有的“微視酷”軟件在應(yīng)用過程中雖然可以根據(jù)實(shí)際情況開展教學(xué)活動(dòng)，通過后臺(tái)技術(shù)優(yōu)勢(shì)進(jìn)行優(yōu)化升級(jí)，但其教學(xué)監(jiān)控不足，造成相關(guān)數(shù)據(jù)信息反饋不夠，影響教師對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)情況的判斷，進(jìn)而影響了整體教學(xué)質(zhì)量的提升。因此，應(yīng)積極開發(fā)相關(guān)評(píng)估工具，加強(qiáng)整體監(jiān)控，做好監(jiān)測(cè)評(píng)估，促使學(xué)生高效開展學(xué)習(xí)。

2.3 現(xiàn)有VR技術(shù)創(chuàng)新不足

VR技術(shù)作為一種新技術(shù)已被廣泛應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)中，促進(jìn)了相關(guān)行業(yè)的全面發(fā)展。現(xiàn)階段，VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在VR視頻、VR語音等方面。但是，現(xiàn)階段VR資源內(nèi)容的標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，相關(guān)內(nèi)容與技術(shù)創(chuàng)新性不足，造成資源質(zhì)量不高，因此需要不斷完善并創(chuàng)新VR技術(shù)，加強(qiáng)VR技術(shù)與教育的融合，不斷滿足教育的發(fā)展需求[4]。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用策略與前景

3.1 VR技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)在學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用領(lǐng)域不斷創(chuàng)新，促使現(xiàn)階段的教學(xué)模式發(fā)生明顯變化，構(gòu)建出完善的教學(xué)平臺(tái)與教學(xué)工具，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)方式，提升了教學(xué)質(zhì)量，主要體現(xiàn)在以下三個(gè)方面。

第一，在三維物體展示方面的應(yīng)用。教師在開展醫(yī)學(xué)、生物、物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等學(xué)科教學(xué)過程中，通常需要根據(jù)實(shí)際的知識(shí)內(nèi)容為學(xué)生構(gòu)建相關(guān)的實(shí)物模型，進(jìn)而幫助學(xué)生了解較為抽象的概念，以降低學(xué)習(xí)難度，掌握知識(shí)內(nèi)容。通過VR技術(shù)可以促使現(xiàn)階段的抽象概念進(jìn)一步形象化，通過軟件進(jìn)行建模，構(gòu)建與教師教學(xué)所需模型相同的內(nèi)容，該教學(xué)模型相比于傳統(tǒng)模型更具優(yōu)勢(shì)，整體交互性較強(qiáng)，可促使學(xué)生參與學(xué)習(xí)實(shí)踐。例如，Z-Space的醫(yī)療培訓(xùn)應(yīng)用，可使醫(yī)學(xué)類學(xué)生利用人體解剖圖譜探究人體結(jié)構(gòu)，幫助學(xué)生加深對(duì)人體結(jié)構(gòu)的了解，為后續(xù)學(xué)習(xí)奠定良好基礎(chǔ)。

第二，在技能展示方面的應(yīng)用。教師在開展教學(xué)過程中，針對(duì)學(xué)生實(shí)際情況創(chuàng)新教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生開展實(shí)踐，通過VR技術(shù)將現(xiàn)階段的知識(shí)進(jìn)行內(nèi)化，加深對(duì)知識(shí)的理解，在虛擬世界中提升自身實(shí)踐能力，掌握在現(xiàn)實(shí)世界中難以進(jìn)行的技能訓(xùn)練。例如，現(xiàn)階段的醫(yī)學(xué)手術(shù)、物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)等，VR技術(shù)能夠有效降低其成本與外界因素產(chǎn)生的干擾，提升教學(xué)質(zhì)量。同時(shí)，VR技術(shù)還具有較強(qiáng)的沉浸性，學(xué)生可不受外界因素的干擾，更加專注學(xué)習(xí)，保持學(xué)習(xí)動(dòng)力。

第三，在虛擬場(chǎng)景中的應(yīng)用。教師可靈活運(yùn)用VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)構(gòu)建場(chǎng)景，使學(xué)生身臨其境地學(xué)習(xí)知識(shí)，如可將歷史場(chǎng)景、故事場(chǎng)景等重現(xiàn)，為學(xué)生帶來全新的體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)習(xí)動(dòng)力，促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展[5]。

3.2 VR技術(shù)在非學(xué)科教學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)在非學(xué)科教學(xué)環(huán)節(jié)的應(yīng)用也是教育發(fā)展的重點(diǎn)內(nèi)容，如構(gòu)建虛擬仿真校園，將校園虛擬化，學(xué)生可在虛擬的校園中自由學(xué)習(xí)，突破傳統(tǒng)理念的限制，提升學(xué)習(xí)效果。我國(guó)不斷開展實(shí)踐探索，早在2003年就已經(jīng)開展了虛擬校園實(shí)踐，嘗試建立虛擬校園并開設(shè)相關(guān)課程，為學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。將VR技術(shù)應(yīng)用在特殊教育中也是發(fā)展的主要趨勢(shì)，部分學(xué)生由于自閉、多疑、敏感等因素影響，與其他學(xué)生交流過程中存在障礙，可通過構(gòu)建虛擬場(chǎng)景激發(fā)其學(xué)習(xí)興趣，促使其養(yǎng)成良好的學(xué)習(xí)意識(shí)。該方式可以有效提升教學(xué)的安全性與時(shí)效性，引導(dǎo)學(xué)生健康發(fā)展，提升自身綜合素養(yǎng)。VR技術(shù)在數(shù)字教育方面的應(yīng)用也比較常見，如將VR技術(shù)與數(shù)字出版相結(jié)合，可以改變傳統(tǒng)的教育方式，優(yōu)化教育內(nèi)容與質(zhì)量，完善現(xiàn)階段的發(fā)展模式，幫助激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣，使其主動(dòng)開展學(xué)習(xí)，掌握專業(yè)技能知識(shí)，提升自身綜合素養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與遠(yuǎn)程教育相結(jié)合，可以優(yōu)化教學(xué)理念，改變傳統(tǒng)的價(jià)值觀念，優(yōu)化教學(xué)模式，實(shí)現(xiàn)部分實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的遠(yuǎn)程教學(xué)，提升整體教學(xué)質(zhì)量。

4 結(jié)語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用可以優(yōu)化現(xiàn)階段的教學(xué)模式，完善現(xiàn)有技術(shù)，為學(xué)生營(yíng)造全新的發(fā)展環(huán)境，真正意義上構(gòu)建VR虛擬課堂，為教師與學(xué)生提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)，形成全新的教學(xué)模式，提升學(xué)生的綜合素養(yǎng)。