基于虚拟现实技术在教育中的创新性应用研究

方颖莹 司静静 王及时

摘 要：虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是现如今最热门的研究领域之一，它在教育领域中已经得到了广泛应用，包括虚拟实验室、模拟训练、室内设计、数字场馆漫游等教学。笔者阐述虚拟现实国内外的研究现状，并对VR在教育中的应用进行了多方面的了解，从而觉得VR在教育中的作用十分重要。作为一种模拟人在多重环境下，视觉、触觉与听觉高度逼真的人机交互技术，VR的优势主要在于价钱较低，便于应用，正是由于如此，人们以前觉得价钱不菲的VR机器在如今也可以普遍应用了。虚拟现实技术虽有无限的发展潜力，但依旧处于VR可以尽可能发挥自身的优势。

关键词：VR；教育；仿真

中图分类号：G43 文献标志码：A 文章编号：2095-9214（2016）05-0105-01

VR的应用为教学仿真的学习环境提供更加便利的条件，对现阶段课堂教育进行虚拟仿真提供必要的支持，为学习活动的设计以及应用给予了新的教学方式。与“互联网+”一样，虚拟现实技术也是各行业都可以采用并助力自身发展的一项重要技术。虚拟现实+X（应用领域）成为一种新的发展趋势，这就证明了“VR+”时代已然到来。

一、国内外虚拟现实技术的现状

VR技术起源于美国，起先是因为美国的国防以及航天的需求。如今随着科技的飞速发展，虚拟现实技术的发展主要得益于美国许多科研机构的研究与发展。在亚洲，日本、马来西亚、泰国等许多国家也都积极开展虚拟现实技术，并取得了较好的反响。

我国的虚拟现实技术最早开始于上世纪90年代初期，与其他国家相比，基础薄弱、技术落后，正是由于这种现状，相关专家以及政府相关单位开始对虚拟现实技术进行着重的研究，依据这种落后的状态也做出了相应的对策及改变，并且为VR的发展制定了一系列的发展规划。许多学校也为虚拟技术的发展做了一定的工作，比如数字场景漫游，建筑全景展示，远程网络教学模拟系统等等都取得了不错的效果。

二、虚拟现实技术在教育中的应用

（一）虚拟实验室

学校常常利用虚拟现实技术可以让学生做许多的虚拟实验，其中有一些是在平常的实验室中可以操作的，还有一些有危险性质的实验利用VR也可以进行，比如新手医生在做解剖实验的时候，或者是学生在做观察燃烧、爆炸等激烈且具有危险的化学反应时虚拟现实技术就为他们提供了安全的学习环境。

在我们的物理实验中，学生可以在这个虚拟的物理环境下进行单摆组装、挑选自由落体的材质甚至可以将虚设的物体搬运到其他星球，这些都能够让学生们掌握教师所想让他们了解的物理知识。通过此项技术可以大大提高学生的开放性思维能力，让学生能够积极地去学习。

医学方面，虚拟现实技术可以进行新一代医学仪器的使用教学，比如在模拟微创手术的时候，学生操作的是同样的设备，然而目标却不是活生生的、致命的人体，是取而代之的虚拟器官。不仅让学生熟悉对仪器的操作，还能根据实验经验避免仪器对敏感器官的碰触。

（二）数字场馆漫游

虚拟现实技术的特点主要就是给人良好的沉浸感和交互，这就使得现在的数字场馆漫游得到了普及，让虚拟现实技术的优势又得到了进一步的发展。这无论是对于旅游院校教育学习，还是对于城市规划、调控城区经济结构乃至建设信息化城市，展示城市规划成果，都是十分直观显著的。综合运用虚拟现实技术、Web3D技术和数据库技术，学生就利用虚拟现实技术可以随意行走，多角度、多方位去游览校园的美景，让我们更进一步全面的观看校园的景观。

（三）模拟训练

采用虚拟现实技术模拟出逼真多维的战场环境，让战士带上具有立体眼镜、头盔以及手柄等多种传感设备，并依据一些指令做出相对应的行动。虚拟现实技术可以设置教育训练区、图书阅览区、军史展馆区、休闲娱乐区和室外景观区等三维仿真军事文化 生活区域，通过3D交互技术，多媒体互动，实现多项思想政治教育功能。

在学习驾驶技能时，也可以让学员体验仿真的虚拟驾驶，在这样虚拟环境中让学员可以更真实的感受到逼真的音效、视觉、听觉以及体感，这种做法可以让学员处于一个安全的驾驶环境当中。近几年，虚拟驾驶技术已经逐渐走进了人们的视野。

（四）室内设计

对于学习设计的学生来说，虚拟现实技术被应用于设计作品上。在设计者构思时，他要对房屋的结构、房屋的外观等多方面进行设计。他们可以利用虚拟现实技术去将所要表现的效果进行展示，如果不满意就可以立即的修正，直至满意为止。在许多设计公司，现在也利用这项技术，让顾客去观看他们设计房屋的装修效果，可以更好地去给客户沟通，设计出客户心目中温暖的家。

三、虚拟现实技术在教育教学中的重要性

在这个信息技术越来越发达的时代，传统的教育模式已经不能满足社会对人才培养的需求，通过虚拟现实技术解决了老师讲课枯燥乏味的一大缺陷。课堂上教授的内容与教师所采用的教学模式应该有所创新，让学生更加积极主动地去学。虚拟的学习环境为学生的学习提供了多种可能性，学生是学习活动的主体，在虚拟的教学环境当中，学生也是当中的一员，学生也扮演着一定的角色，他们可以亲身体验，从而能够调动学生的积极性，满足他们的好奇心，最终通过学生对知识的建构培养他们的学习兴趣及信心。随着虚拟现实技术的发展，虚拟现实在教育行业中也做出了突破性的贡献。虚拟现实技术打破了空间、时间的限制，人们可以足不出户也能领略到城市的美景；好多需要很长时间能够观测的变化是，利用虚拟现实技术可以在短时间内能到结果。例如，学生在生物课堂中学习孟德尔遗传定律，用果蝇做实验往往要需要很长的时间才能够获取实验的结果，而虚拟现实技术则在一堂课内就可以实现。

参考文献：

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