浅谈将虚拟现实技术引入四平市教育事业

李红梅

[摘要]根据目前四平市教育事业的软件及硬件环境，以一个学校为试点，在教学中引入了虚拟现实技术。主要介绍近两年来四平市教育事业中虚拟现实技术的使用情况，以及利用虚拟现实技术的特点，将其应用到教学的几个基本方面所带来的影响及优势，及其对四平市教育理念、教学手段、教育职能所带来的变化。

[关键词]虚拟现实教育实验

中图分类号：G43文献标识码：A文章编号：1671—7597(2009)0620152-01

一、引言

随着科学技术的迅猛发展，教学技术领域又出现了一个新型教学媒体虚拟现实技术。虚拟现实技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，生成三维逼真的虚拟环境。

二、虚拟现实技术的使用状况

下面我们分别介绍一下虚拟现实技术三种基本类型的使用：

(一)沉漫型虚拟现实系统。沉浸型虚拟系统是一套价格昂贵、复杂的系统，使用者必须戴头盔、手套等传感跟踪装置，才能与虚拟世界进行交互，这种系统的优点是用户可完全沉浸到虚拟世界中去，但是限于四平市的经济现状，我们没有将其应用于教学。

(二)简易型虚拟现实系统。简易型虚拟现实系统由一台普通的计算机系统组成，使用者通过键盘、鼠标便可与虚拟环境进行交互。这种系统的结构简单、价格低廉，是一套经济实用的系统，所以我们先以一个学校为试点进行使用。准备将来在有条件的学校进行普及推广。

(三)共享型虚拟现实系统。共享型虚拟现实系统是利用远程网络，将异地的不同用户联结起来，共享一个虚拟空间，这种基于Internet的虚拟现实技术有着巨大的教育应用潜能，期望以后在四平的电大和远程教育中能够有效地利用这种学习环境。

三、应用虚拟实技术在教学中的优势

(一)弥补了教学条件的不足。在实际教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足，使学生获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识，加深对教学内容的理解。

(二)避免真实实验或操作带来的危险。一般对于有危险的实验，我们常常采用看录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验，则可以免除这种危害，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种实验。

(三)彻底打破时间、空间的限制。利用虚拟现实技术，突破时间的限制，一些需要几天年甚至几百年才能观察到的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。虚拟技术还可以彻底打破空间的限制，使学生可以进入这些物体的内部进行观察。例如学生可以进入虚拟的工厂，了解整个生产流水线，这是电视录像所无法比拟的。

(四)可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟各种人物形象，创造一个人性化的学习环境，使学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。例如，在虚拟的课堂学习中，学生可以与虚拟的教师、学生一起交流、讨论。进行共同学习。

四、虚拟现实技术在教学中的应用

基于目前四平市的教学软件及硬件条件，虚拟现实技术在教学中的应用主要有以下四个方面：

(一)虚拟学习环境。虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，从而加速和巩同学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。如地理课上，为了加深学生对地理环境的了解，可以利用虚拟现实技术构建出对应的全景图，这样就可以足不出户，深入地学习地理知识。

(二)虚拟实验。利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如化学实验，利用虚拟现实技术演示它们的反应过程，拥有传统实验室难以比拟的优势，不仅可以节省成本，还可以规避真实实验或操作带来各种危险。

(三)虚拟实训基地。利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”多是虚拟的，可以根据需要随时生成新的设备，使实践训练能及时跟上技术的发展。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在全身心地投入到虚拟的学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。

(四)虚拟仿真校园。教育部在一系列相关文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。不过我们目前只是简单的虚拟了校园环境供游客浏览，还没有形成比较全面的功能相对完整的三维可视化虚拟校园。

五、虚拟现实技术对教学的影响

(一)教学理念的变化。虚拟现实技术极大地促进了教学理念的变化，它强调学生主动参与，真正的成为学习的主人，在学习的过程中，教师只起组织、指导的作用，在时间安排上，更多的是学生的自主性、探索性的学习活动。这样的教学方式显然与被动地接受教师的知识传输的学习方式不同，对于学生创新精神和实践能力的培养也较为有利。

(二)教学手段的变化。虚拟现实技术应用于教学过程后，可以促使教学手段向科学化方向发展，其变化可以体现在以下几个方面；

1启发式教学。借助虚拟现实技术，学生可以与认识对象之间可以实现互动，使学生从对文字、对抽象公式符号的空间性理解转化为互动式的逼真体验。这也是形成启发式教育的基础。

2发现式教学。教师可以有针对性地建构虚拟情景，引导学生进行探究，让学生从已知事实或现象中推导出未知，从中发现事物的发展变化的规律性，并培养学生的科学态度和独创精神，掌握科学研究的方法。

3情境式教学。虚拟现实技术能够把教学中的抽象的概念原理、实验等形象生动地表现出来，给学生建立一个真实的学习情境，帮助学生获得知识，把握问题的本质。

(三)教育职能的变化。随着网络技术及虚拟现实技术的发展。一种没有围墙的开放式的学校“虚拟学校”会应运而生。在“虚拟学校”中，教师的基本职能和工作方式也将发生根本的变化。教师的责任主要是引导学生从众多的信息中找到自己真正需要的东西，而不使学生在众多信息中迷失方向。

六、结束语

目前虚拟现实技术在四平市的教学领域的使用只是刚刚开始，随着时间的推移，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，必将会受到教育工作者的重视，虚拟现实技术大规模进入教育领域已是必然趋势。

项目：本文是四平市哲学社会科学规划项目