虚拟现实技术在高职实训教学中的应用研究

宋佳艳

（南京铁道职业技术学院，江苏 南京 210031）

相比于其他媒体来说，虚拟现实技术有着显著优势，其在职业教育中的突破性应用，使得动态过程仿真、微观解剖研究、技能技术培训、直观效果设计等比较复杂的教学内容变得更加简单易操作，所以此项技术也正在得到广大高职学校的重视，它也可视为高职教育技术的发展里程碑。

1 虚拟现实技术的概念及其运用优势

简单地说，虚拟现实技术本质上是一种计算机仿真系统，该系统以计算机技术为基础，通过构建动态立体视景和仿真实体行为的情境，使使用者沉浸于逼真的虚拟世界中。伴随计算机信息科技的迅速变革，在艺术教学实践领域，虚拟现实技术得到了广泛应用，其优势集中体现在可以实现课堂的情景化，以及良好的交互性，尤其是能够清晰地展示出艺术设计所强调的空间感以及逻辑属性等，这有助于实现更好的教学效果。

从技术发展历程来看，虚拟现实技术起源相对较晚，它产生于20世纪末期，可理解为是一种融合了人机交互、计算机传感器、立体空间显示、多媒体科技、网络信息等综合性新技术。随着虚拟现实技术的发展，该技术已经能够很好地营造出逼真的虚拟情境，让使用者沉浸其中，以至难辨真假，它凭借产生的模拟环境和感知，表现出很强的交互性、感知性和自主性优势。这里说的虚拟环境，本质上是借助计算机系统构建的动态可视立体虚拟空间，而模拟感知则指使用者在沉浸其中所体验到的感知。这种感知具有多元性，不仅包括对图像的视觉感知，还包括触觉、运动、听觉，以至于味觉、嗅觉等不同感知。得益于计算机信息技术的快速发展，尤其是人机交互技术的兴起，目前虚拟现实技术正在不同领域得到推广和应用。其中教育领域是虚拟现实技术的重要应用对象，包括大家熟知的虚拟课堂、虚拟图书馆、虚拟展馆、虚拟远程教育、虚拟电影厅等。通常来说，虚拟现实技术可以氛围4类，即增强式系统、桌面式系统、网络分布式系统和沉浸式系统。其中，由于受到技术和资金限制，教育领域目前所采用的系统主要为桌面式和增强式，而绝大多数为前者[1]。

2 虚拟现实技术的用于艺术类实训教学的优势

2.1 有利于艺术设计情境创设

对于艺术设计这一学科，由于它十分抽象，缺少实物对照，需要学生具有良好的逻辑思维和空间想象能力，这导致很多学生在学习过程中感觉吃力，甚至会严重打击学习热情。而基于虚拟现实技术的空间和情境构建，能够使艺术设计的学习内容更加形象逼真，当沉浸于虚拟系统之中时，学生能直观地对课程内容进行理解和掌握。一方面，凭借虚拟现实技术所创设的逼真情境，学生能够感知各式各样的艺术设计，提升学生的兴趣和热情，从而增强他们的自主探究能力。此外，逼真的虚拟情境能够让学生更好感知艺术设计效果，并按照自己的思考对方案予以调整，达到锻炼创新能力的目的。

2.2 有利于增强艺术设计认识

由于虚拟现实技术能够很好地展示出艺术设计形式和风格，使原本抽象的艺术设计课程知识变得更加形象，学生在学习过程中能够获得良好的认知体验，从而让教学难点和重点知识变得简单。教师在艺术设计课堂中，通过使用虚拟现实系统，能够充分地向学生展示艺术图像，并对其特点进行灵活的点评和剖析，如分析艺术材料、功能、光影等，这不仅增强了师生互动性，也使学生兴趣大增，并更容易理解知识内容。

2.3 弥补高职教学条件的不足

当前，高职院校在进行实验教学时，所面对的共性问题在于，因为经费短缺，很多配套实验器材和设备难以到位，这就使实验课教学难以达到预期效果。而虚拟现实系统的应用，恰好以低成本的方式解决了这一难题，实现了传统教学向网络化、虚拟化教学的拓展，通过创设出符合实验需要的虚拟实验情境，学生能够在仿真虚拟情境中进行各种实验学习和操作练习，这使学生能够更好理解和掌握实验知识[2]。

3 虚拟现实技术在艺术类高职实训教学中的应用

由于虚拟现实技术具有很强的交互性、构想性和体验感，因而该技术在高职实验教学领域得到了很好应用。学生能够借助于虚拟现实技术构建的仿真实验室，围绕课程实验需要来进行仿真实验操作。

简单而言，计算机仿真教学，本质上是借助图画、视频、语音或文字等信息元素，在信息软件的辅助作用下实现人机互动，让学习者感知事物状态或动态变化的过程。对于高职院校来说，由于受场地、时间、资金等限制，很多实践课程难以完全实现，不过教师可以使用现代化教学技术，将实践课程相关知识制作成多媒体课件供学生使用，这些多媒体资源包含图片、动画、声音等多种元素，能够很好地将知识内容予以展示。而对于那些依靠传统教学方式，难以进行展示和接触的事物、环境等，则可通过虚拟现实技术予以展示。比如，在涉及民族艺术考察相关的课程上，要让学生了解和认识分布于国内各地的56个不同民族，显然亲临民族聚集地的做法不现实，那么为了能够让大家更好欣赏、感受这些民族艺术，就可以通过虚拟现实技术，将相关的民族风情制作成多媒体课件，并让学生在课堂上足不出户地感知这些民族知识[3]。

例如，数虎图像作为一家专注于图像服务的公司，该团队在对杨阿苗民居进行虚拟仿真的时候，首先通过三维图像建模的方式，将将民居所用的材料、做法和步骤等信息写入模型，它主要以实物数据为参照，并在程序中进行调试和定位，从而系统地将施工程序展现出来，再利用灯光制造出所需的光影效果，以便展现更加真实的施工流程和艺术形象。从浏览方式上看，该系统能够实现手动和自动两种行走方式，使其互动性和游戏性大大增强。而且，该系统还融入了导航功能和实时截图，使浏览体验更好。显而易见，假如把这一技术引进课堂，那么学生就能沉浸在逼真的虚拟学习环境中，从而提升学习兴趣和学习效果。可以说，相对于传统教学手段来说，计算机仿真教学具有效率高、信息量大、互动性强等众多优势。习惯于采用演示教学的教师，还能以现有教学方式为基础，播放配套多媒体课件，使大家更好感知创设环境，还能根据自己需要调整教学情境，以集中表现事物本质和特点，增强学生对知识难点、重点规律的把握，还可以开展必要的技能培训[4]。

在学习过程中，如果教师能够很好地将课程所涉及的事物状态、发展变化等进行虚拟展现，那么学生就能在很短的时间内获得知识认知。情景模拟教学法的优点明显，它直观、形象、逼真、高效，能够使学生很好地参与到学习互动中，并融入知识理解和探索的世界，而且还能锻炼大家的实践应用能力。在情景模拟教学中，借助虚拟现实技术，可以实现课程知识、操作内容、教学讲解，以及效果评估等环节的完美融合，从而使仿真性更强。比如，在讲解服装设计相关课程时，可利用虚拟现实技术所构建的虚拟环境和平台，对服装进行反复设计和修改，而且能够感知不同材质的手感和视觉效果，并结合模拟的顾客形象，挑选出合适的原材料，并设计最佳的图案。基于网络的“链型”教学，就是以互联网为背景，通过构建虚拟教室，实现教室讲授和学生学习的无缝对接。在这种虚拟学习环境下，学生可以摆脱教室课堂和书本内容的束缚，而通过切实感知实际问题的过程，实现理论知识、实践锻炼的结合，从而提升其应用能力。另外，由于互联网作为沟通媒介，这能够大大增进师生互动和了解，最终形成和睦的人际关系。而且，网络在“链型”教学中的作用，还表现在它使教学不再受时空限制，老师和学生可以借助各种网络交流平台进行沟通，从而更好解决学习中存在的各种疑惑和问题。比如，大家能够使用在线交流、留言板、电子邮件、MSN、微信、QQ等工具进行交流互动。

教师在进行虚拟仿真实验教学的过程中，不但能够对课件的文字内容进行编辑修改，还可以根据需要完成图像、表格等处理，也能设计立体动画和复合图像层，并融入音乐背景、语音播放等效果。也就是说，虚拟现实技术通过计算机软件，能够将视、听、触、嗅等各种感知信息融为一体，从而营造出虚拟的仿真空间和情境。这一虚拟的仿真情境，可以增强教师和学生的教学体验，从而提升教学效果[5]。

4 结语

通过文章研究可知，虚拟现实技术已经成为一项划时代的技术，它是计算机信息技术和虚拟现实技术融合发展和新突破。目前，虚拟现实技术已经广泛应用于各个领域，而在艺术教学中引入该技术，对破解传统教学难题具有重要意义。虚拟现实技术应用于艺术设计实训教学，已经取得了很多成果。然而由于诸多原因影响，当前我国各大艺术高职院校在虚拟现实教学应用方面并不成熟。所以，关于在艺术设计实训教学中，如何更好应用虚拟现实技术，这还需要我们深入探究。

[参考文献]

[1]张文君.虚拟现实技术在木版画教学中的应用与实现[D].北京：北京工业大学，2014.

[2]叶步伟，马德俊.虚拟实验技术及其在远程教育当中的应用[J].继续教育研究，2011（6）：79-82.

[3]王金岗.虚拟现实技术中高职教育实训教学[J].中国职业技术教育，2011（23）：76-80.

[4]李金国，杨林生，李云贵.虚拟现实技术应用于高职模具实训教学的有效性探究[J].职教论坛，2010（3）：69-71.

[5]张建武，孔红菊.虚拟现实技术在实践实训教学中的应用[J].电化教育研究，2010（4）：109-112.