VR技术在课堂教学中的应用

河南省鹤壁市淇滨区淮河路鹤壁高中 王 青

关键字：VR技术 教育应用 课堂教学

教育技术随着时代的发展在不断的革新，从神话时代伏羲教民结网捕鱼，到孔子言传身教，从一支粉笔走天下到多媒体视听教学，教育越来越现代化，而现在VR技术正在为教育带来一股新浪潮。

一、VR的概念

VR（Virtual Reality）,是虚拟现实的英文缩写，是利用计算机为用户提供一个交互式的可沉浸的虚拟三维动态视景空间，是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它的特征主要有多感知交互性和沉浸性等。

VR虚拟按实际应用大致可分为四类：桌面虚拟现实系统，适用于汽车拆装、机器人拆装、重型货架拆装、动物解剖等理工科专业，成本相对较低；沉浸虚拟现实系统，使用VR头盔显示器把用户的视觉、听觉及其他感觉封闭起来，产生身临其境的错觉；分布式虚拟现实，是在沉浸式虚拟现实系统和分布式交互仿真的基础上建立的。本文所涉及的虚拟现实主要指第一种窗口中的VR。

二、VR在课堂教学中的应用

课堂教学是教学的主要方式，也是虚拟现实运用于教学的主要战场。目前国内大多数的VR教育企业都采用头盔式VR装备应用于教学当中，事前把课堂教程编排好，情景式教学内容设置给用户带来沉浸式的教学体验，学习就像看电影，从一定程度上增加了学习的乐趣，补充了教学素材。根据不同的学科，虚拟现实发挥着不同的作用，主要有以下方面的应用：立体物体的展示，立体空间的展示，展品的介绍，虚拟空间的营造与构建，虚拟场景的构造。

在课堂教学中我们往往需要向学生展示一些实物，如高中数学三视图的学习中，为了让学生更直观的感受立体图形的三视图，教师常采用的方法有：1.做好三棱锥、正方体等模型，从不同角度让学生观察，很实用，但是由于学生所处位置不同，观察角度实际是不同的，教师做模型也比较费时费力；2.利用图片，通过投影仪展示，方便快捷，但不够直观；3.利用计算机三维造型或动画软件如几何画板，建立模型，通过旋转展示各个视角，相对前两种比较理想，但学生不能按照自己意愿随意选择视角。通过虚拟现实，我们可以构建一个与实物同样的三维物体。让学生在各个视角去观察，一则省却了实物的制作，二则学生可按照自己的意愿去观察。

立体空间是指在现实世界中存在的或者根据历史资料在历史中曾经真实存在的空间。在教学中，由于条件的限制，不方便让学生进入这些空间，只能够通过教师的描绘来激发学生的想象，在学生的头脑中创建出这个虚拟的空间来。但是使用虚拟现实，我们不仅能在学生头脑中建立这些空间，而且可以让学生看得见、听得见，甚至可以摸得着。在虚拟现实的教学课堂上，不论是造价上亿的高铁动车，还是复杂抽象的机器模型均可在空间中呈现立体的虚拟影像，手指仿佛可以穿透影像，所见即所得，苦思冥想却终不得解的难题迎刃而解，这些的确都是VR赋予教育的强大助力。

虚拟场景是指在现实生活中可能出现的一些场景，通过虚拟现实在不同的时间或地点表示出来。这在中学语言教学中应用非常广泛。作为语言学科的语文或英语在教学过程中经常采用情境教学法。在以往，学习情境的创设只能通过教师的言语，图片的展示，或者一些录像。而现在，可以通过计算机虚拟出这些场景。如：在中学语文教学中，经常会讲究情景交融，讲究意境，比如为了体会黛玉葬花的凄美，可以重新构造黛玉葬花的场景，学生进入这个完全虚拟的世界，可以同扮演着各种角色的虚拟演员谈话，可以了解大观园的周边环境，从而更好地理解黛玉葬花中所蕴含的情感和思想。

VR技术还可广泛应用于科学研究、虚拟实训、虚拟仿真校园、课堂教学、情景化测试等各种教育场景。利用虚拟现实技术进行虚拟实验，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。例如：在大学中，虚拟的飞机驾驶教学系统，可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故。

三、VR技术应用在课堂教学的优势和不足

虚拟现实技术有利于创造以学生为中心的个别化教学环境，能够把教学中的抽象概念原理、真实的实验过程等形象生动地表现出来，给学生创设真实学习情境。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式，促进教育方式的创新和教学方法的变革。此外VR技术学，能够使得教学手段更科学化、更高效化，能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料。利用虚拟技术开发出一系列由硬件、软件、控制系统、教材、教案、试卷等组成的教学方案，实现教学创新、学科融合及延伸，让学习更有趣、更安全、更主动，有利于学生知识的获取和增长，培养有创新意识的综合性人才。

但是，VR技术在教育应用中也存在一些问题。第一，硬件环境不足，虚拟现实技术相关设备使用起来还存在不方便、效果不佳等问题，且有些设备价格昂贵，普及使用还存在困难。第二，虚拟现实的效果有待加强，缺乏逼真行为模型。

随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到教师的重视和青睐，最终在教育、教学以及培训领域广泛应用并发挥其重要作用。