虚拟现实技术在教育领域的应用与研究

许兴鹍

【摘 要】近年来，虚拟现实技术（也称“VR”）伴随着“互联网+”，再次成为业界关注的热点。特别是虚拟头盔的出现，更是引爆了整个产业链。那么当前环境下的虚拟现实技术能为我们的教育行业带来什么，本文将结合笔者开发的“网络综合布线工程”3D虚拟仿真教学系统，谈一谈虚拟现实技术在教育领域的运用，以及带给我们的启示。

【关键词】虚拟现实；教育；综合布线

1 背景分析

虚拟现实并不是现在才出现的新技术，早在上个世纪美国就有相关的设备出现，只不过限于当时的科技水平，无法商业化。伴随科技不断进步，特别是软件技术和互联网技术的发展，计算机已经能够模拟非常真实的虚拟环境，加上设备体积不断变小，特别是移动终端的出现，更是给虚拟现实技术带来了新的发展契机。目前的虚拟现实技术不仅仅能够将视觉和听觉还有触觉完美的结合起来，而且借助于相关设备可以实现用户和虚拟环境的互动，用户可以非常真实的感受虚拟世界的一切，这些良好的体验都是以往的虚拟现实技术无法带给我们的。

现代的虚拟现实技术应用在教育领域，同样也带给了我们很多惊喜。被动的看和听，远远比不上交互式的学习。在医学、生物、建筑专业等教育领域，虚拟现实技术甚至能产生一种摧枯拉朽的变革，它能够让学生更好更深入地理解学习内容。

2 国内外“VR+教育”的研究现状

国外VR公司在技术层面上已经逐步实现了通关，已有部分国外学校开始使用VR技术。专门为VR教育提供解决方案的美国zSpace公司，他们的zSpace由电脑和专门的VR显示器构成，通过触控笔可以让学生操纵虚拟的3D物体，能带来良好的学习体验感。德克萨斯州的Trinity University利用VR设备进行校园文化的推广，取得了良好的效果。互联网巨头google在“VR+教育”领域也动作不断，去年5月份刚宣布旨在提升学生课堂体验的Expeditions Pioneer VR项目，9月份又宣布与加州顶尖公立学校合作，免费推广虚拟现实的教室系统。

国内院校如清华大学、北京航空航天大学、上海交通大学等高等学府已在校内建立了虚拟现实技术实验室，主要从事VR的科学研究和技术开发。国内的VR企业乐视已经同新东方达成初步合作意向，以“沉浸式教学”具体切入教育领域。VR的全景教学模式能够让学生实现“沉浸式学习”，提高英语课堂的学习效率。虽然，国内VR企业多，各个公司也争相获得了不少投资，但是在VR产品分辨率、刷新率等方面跟国外产品存在一定差距，这种差距会导致用户体验方面存在不足，进而影响产品的推广。因此，国内的“VR+教育”暂时未形成燎原之势，但发展潜力依然较大。

3 虚拟现实应用于教育教学中的优势及不足

在教学活动中，运用虚拟现实技术，能带来很多全新的体验和不寻常的视角。

1）虚拟现实技术的沉浸式教学，带给我们不一样的学习体验。

伴随计算机图形图像处理技术还有硬件水平的不断提升，虚拟世界的视觉效果跟真实世界之间的差距越来越小，再加之虚拟头盔、VR显示器的出现，带给用户的体验可以说是全新的。有一些平时看不到的结构和内部工作原理，仿佛一下子都能呈现在眼前，比起传统的老师教，学生听，更加直观和明确。同时，因为虚拟世界的效果逼真，当培训完成后再过渡到真实的情景下，会更加顺畅自然。

2）虚拟现实技术的交互方式多样，能极大激发学生学习兴趣。

现代虚拟现实技术多样化的交互模式，能极大激发学生学习的兴趣。交互的过程如同游戏过程一般，真实而有趣，比起传统的学习过程，更能激发学生自主学习的积极性。

3）基于移動端的虚拟现实，可以随时随地想学就学。

网络技术的发展和智能手机的普及，移动端上的VR产品，也让学生可以离开课堂后，想学就学。充分利用碎片化时间，不受时间和空间的限制。

当然，VR+教育暂时也存在一些不足，在一定程度上制约着它的发展，比如VR头盔产品在长时间佩戴的前提下，依然会产生眩晕的感觉。再者，在VR产品内容上的更新也是目前面临的一个问题，若无新的资源来进行补充，久而久之，学生也会觉得乏味。

4 “综合布线工程”教学仿真系统应用于教学实训的尝试

笔者曾开发过基于Unity3D的“综合布线工程”教学仿真系统，基于PC端和移动端。该系统主要是针对综合布线工程中，一些典型的实训操作内容而设计的，包含了打水晶头实训、打模块实训、安装配线架、光纤熔接实训等。虽然并未采用虚拟头盔的VR方式，但这种基于虚拟现实的实训方式，却让学生产生了浓厚的学习兴趣，调动了学生学习的积极性和主动性。也同时解决了一些实际的困难，比如数量有限价格昂贵的光纤熔接机，可以通过虚拟现实的实训平台得以补充。同样在实训过程中，存在实操难以量化考核的问题，通过虚拟现实实训平台则可以完整的记录实训过程。

5 结语

现代虚拟现实技术以其特有的魅力，给我们带来了全新的体验和感受。“VR+教育”虽然目前仍未形成全面燎原之势，但借助虚拟现实技术的教育领域，必定会带给我们一个美丽新世界。

【参考文献】

[1]陈品帆.虚拟现实技术在网络教学中的应用[J].科技展望，2015（04）.

[2]腊国庆.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].宿州教育学院学报，2015（3）.

[责任编辑：朱丽娜]