MOOC教学模式与虚拟现实技术在工科教育中的综合运用浅析

王栓杰 李华 陈智博

摘要：当前，由于受计算机及互联网技术发展的影响，虚拟现实技术已经广泛应用到游戏娱乐、建设设计甚至航空航天等重要领域。在教育领域中，虚拟现实技术也有了广泛的功用。本文主要从MOOC教学模式及虚拟现实技术的概念及特點入手，重点阐述了MOOC教学模式与虚拟现实技术在工科教育中的综合运用及未来面对的挑战，希望给行业相关人士一定的参考和借鉴。

关键词：MOOC；虚拟现实技术；工科教育1虚拟现实技术的概念

所谓的虚拟现实技术，实际上是一种可以建立和感受虚拟世界的网络系统，是一种网络科普宣传的技术手段，其主要利用计算机技术形成一个具有视觉、听觉、触觉等感知的虚拟环境，用户主要是通过各类设备在这种环境中实现相互间的交流与感知，从而产生身临其境之感。与传统的模拟技术比较，虚拟现实技术主要有以下四个方面的特点：

1.1 交互性

虚拟现实与三维动画最大的区别就是交互性，即使用者通过运用输入及输出设备及人类的自然技术实现对模拟环境的操作程度。虚拟现实技术中的人机交互是一种与自然技能非常接近的交互，使用者充分利用视、听、触、嗅等感官功能，通过对话、手势等自然技能对虚拟环境中的实体进行交互操作，因此其是一个开放的动态环境，而非静态世界。

1.2 沉浸感

虚拟现实技术最主要的技术特征是沉浸感，主要指的是作为人机环境主导者的计算机操作人员也存在于虚拟环境中，并借助各种设备及自身的感知系统进行交互，使体验者完全沉浸在由计算机技术所形成的三维虚拟环境中，因此，此时的体验者可以从视、听、嗅、触等多方面感知虚拟世界中的一切。

1.3 构想性

所谓的构想性主要指的是借助虚拟现实技术，使抽象的思维具体化。而虚拟现实技术正是为解决培训、建筑、卫生及军事等方面问题而研发出来的计算机软件，其以夸张的形式反映出设计者的抽象思想。

1.4 全息性（多感知性）

所谓的全息性指的是虚拟现实技术所能提供的感知通道及获得信息的深度与广度。在虚拟现实中，体验者可通过全息传感及各类反应装置获得视、听、触、嗅等多种感知，从而达到身临其境之感。

2MOOC教学模式与虚拟现实在工科教育领域的综合应用

2.1 电力系统教学应用

在电力系统的教育教学领域中，电力操作培训是一项极为重要但是危险性又很高的的实践项目。由于电力网络在全国范围内遍布，而电力设备却集中设置，因此在电力系统中远程操作成为必然。而准确性低与电力系统操作精度高则成为电力系统中极为尖锐的矛盾对立，因此这就要求我们在学习过程中，加强对电力设备的操作训练。

2.2 建筑规划与城市规划教学

利用MOOC教学模式及虚拟现实技术就能够以可见的、动态的手段全面的将建筑物所处的周边环境展示出来，同时设计人员在虚拟现实环境中还可以在建筑物内漫游，及时获得一手资料。众所周知，在建筑设计过程中，除了要考评建筑物的强度、结构之外，其采光、隔音、通风等问题也在设计师的考虑范围之内。利用虚拟现实技术逼真的模拟建筑物及内部环境，可以让设计师充分感受室内环境，便于前期设计及方案的修改。

2.3 计算机专业教育教学

采用MOOC教学模式可以方便的模拟那类现实中存在的但是难以在课堂环境中展示的各种事物，特别是对于较难懂的机械装置教学过程中，虚拟现实技术不仅可以向学生直观展示机械运行的复杂原理，还能逼真模仿其各个部件出现问题时的状态及原因，为学习者提供全方位的观察视角，从而使教育教学达到事半功倍的良好效果。

3虚拟现实技术应用于工科教学的局限

总体来说，虚拟现实技术在工科教育领导还是存在一定的局限性，主要表现为虚拟现实技术的交互性存在一定问题，其未能完全替代具体真实的操作，建议在教育教学过程中还是要加强理论研究性的学习，并对现有MOOC教学模式进行革新。众所周知，在虚拟现实环境中，学生所做的试验大部分都是重复前人的试验过程，其主要原因是学生进行试验的前提和程度都是计算机预先设置好的，学生无法进行创新，其试验的结果也是固定的。所以，在虚拟现实技术下进行的试验并非真正意义上的试验，其只能在一定程度上替代工科教学中的一些重复性的试验，而不能完全取代实践教学，特别是一些有创造性意义的试验。

4结语

作为一门新兴科学，虚拟现实技术及MOOC教学模式应用非常广泛，但仍旧因其自身技术尚未成熟、硬件设施比较昂贵等问题限制了其在工科教育领域中的普及应用。但是毫不犹豫的说，MOOC教学模式将会是继互联网技术、多媒体之后，在教育领域最有应用前景的技术，其将使未来的教育与培训工作发生革命性的变化。

[参考文献]

[1]徐纪涛,李鑫.虚拟现实技术的教学应用探析[J].武警学院学报，2008(01).

[2]赵珏.虚拟现实技术与计算机、网络教学[J].中国信息技术教育,2011年12期.

[3]许秀文,郝勇,周矛欣.浅谈虚拟现实技术在教学中的应用[J].中国教育信息化,2011年06期.