虚拟现实技术在继续教育交互式微课教学模式中的应用研究

高仲亮　唐瑞　李智　龙腾腾　崔飞　王秋华

摘  要 概述虚拟现实技术，分析交互式微课教学模式在继续教育中应用的优势和不足，研究虚拟现实技术在继续教育交互式微课教学模式中的应用方式，以期为继续教育教学改革提供借鉴和参考。

关键词 虚拟现实技术;继续教育;微课;虚拟校园;虚拟实验室;虚拟创新平台

中图分类号：G434   文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2020）19-0036-03

1 前言

随着时代进步和信息技术的飞速发展，知识更迭速度不断加快，教师应紧跟时代发展的步伐，掌握时代方向，注重知识积累，同时要了解现代教育新理念，掌握现代教育新方法。继续教育作为我国教育的重要组成部分，对于非在校生在拓寬视野、改善知识架构和提高创新能力方面有着极其重要的意义。随着数字化科技的不断发展，有关教育技术特别是继续教育中常用到的远程教育技术呈现出由电视技术到计算机技术再到网络技术的发展方向。如今，随着教育理念和教育技术的发展，尤其是虚拟现实技术和互联网新媒体技术的发展，远程网络教育平台、微课、虚拟校园、虚拟实验等新概念不断出现在教育技术研究的舞台上，呈现出新的发展局面。近年来，虚拟现实技术不断被运用到继续教育领域，展现出无穷的发展潜力。虚拟现实技术以其独特的优势慢慢成为继续教育技术中的新宠，尤其是对于直观性、生动性、主体参与性强的体育课程，虚拟现实技术可以很好地弥补传统继续教育中的不足，对提高该课程的教育质量有着重要意义。

2 虚拟现实技术简介

虚拟现实技术的定义  虚拟现实技术（Virtual Reality，

VR）指利用动态环境建模技术、立体显示和传感技术、三维图形生成技术、人工智能技术以及系统集成技术等高新科技，形成一种三维仿真的模拟环境。该模拟环境十分逼真，提供给使用者听觉、视觉、触觉等多感官的模拟，让使用者产生共鸣，如同身临其境一般，并且可以打破时间和空间的限制来体验模拟空间中的事物，让使用者与模拟环境之间可以进行多维度的信息交互，让使用者在操作过程中获得对客观世界最真实的反馈，从而引起思维共鸣，深化概念以及改革创新。

虚拟现实技术的特征  随着时代的进步，网络通信技术的更新换代，虚拟现实技术也得到快速发展，呈现出多样化的发展趋势，被应用到教育、影视、设计、医学、军事等多种不同的领域。虚拟现实技术具有如下特征。

1）交互性，主要是指使用者对虚拟环境中物体的操作情况能够从环境获得反馈的自然程度。使用者进入虚拟环境中，与虚拟物体的交互方式和真实环境中的方式一样，计算机系统通过相应的技术让使用者与虚拟环境能够产生相互作用，当使用者通过自身语言和身体机能对虚拟环境中的人或物进行某种操作时，周围的环境也会发出某种对应的反馈。如使用者在虚拟环境中拿起一个物体，手上可以同时感知到这个物体的重量;若使用者对物体做功，物体的状态和位置也会发生相应改变。

2）沉浸性，这是虚拟现实技术的核心特征，是指使用者把自身精力投入所处环境中的效果程度，程度的大小将会直接影响使用者的心理感受。在虚拟环境中，使用者的触觉、视觉、听觉获得的感受与真实环境所感受到的感觉相同，让使用者感受事物具有较高的真实性，并且通过多感官上的刺激，让使用者产生思维共鸣，造成心理沉浸，充分给予使用者一种身临其境的感觉。

3）多感知性，这是虚拟现实技术中沉浸式体验的基础，是指使用者在理想的虚拟环境中除了视觉、听觉两种感知功能之外，还有触觉、嗅觉等所有人在真实环境中所具备的感知功能。感知功能越强，虚拟环境中的事物越真实，这种特征可以让使用者更好地与虚拟环境进行交流互动，感觉就像进入真实世界。由于相关技术特别是传感技术的限制，目前大多数虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、触觉等几种。

4）自主性，是指物体在虚拟空间内依据物理定律运动的程度。事物在虚拟空间内的运动以及与使用者的交互作用中，其状态都具有一定的表现，这些表现遵循设计者所设想的规则或者服从于自然界中的规律。例如，当受到力的推动时，物体会向力的方向移动、翻倒，或从桌面落到地面等。

3 微课在继续教育方面的优势

继续教育  随着科技的发展、社会的进步，每个工作岗位都进行了技术革新，对于技术人员的能力也有了新的要求。那些处于工作岗位上的技术人员需要不断地更新补充知识，扩大视野，改善知识结构，提高创新能力，以便更好地应对工作的需要。继续教育就是对处于工作岗位上的专业技术人员进行知识更新、补充、拓展和提高创造力与专业技术水平的一种高层次的追加教育，是终身学习体系的重要组成部分。在科学技术突飞猛进、知识经济不断发展的今天，继续教育受到越来越多的人的高度重视，继续教育的概念在不断深化和拓展。

微课  微课是以教学视频为主要内容的一种新型的教学资源。微课时长很短，一般为5～8分钟，最长不宜超过10分钟。微课一节课只对一两个知识点进行透彻讲解，教学主题突出，内容具体，短小精悍，又被称作微课堂。

微课在继续教育中的优势

1）实现碎片化教学。继续教育针对的群体以成年人为主，而其在工作和生活中要花费大把的时间，空闲时间极少，几乎没有可自由支配的大段时间去进行集中学习和培训。微课的出现很好地解决了这个问题。微课教学是一种网络在线学习资源，课程被授课者经过拍摄、剪辑之后上传到网络平台，学习者可以利用电脑进入网页或者使用智能手机、平板等移动终端下载相应的APP进行线上课程学习，因微课主题突出、针对性强、学习耗时较短，学习者完全可以利用业余时间实现碎片化学习。继续教育通过微课进行教学，完全打破了时间和空间的限制，实现了碎片化教学。

2）提高学习质量。我国继续教育领域处于发展阶段，从事继续教育行业的人数相对较少，导致师资匮乏，学习者缺乏专业的学习指导，学习质量难以保证。微课作为一种网络在线学习资源，课程完全是共享的，每个学习者都可以通过网络平台有针对性地选择自己需要和感兴趣的课程去学习，不用担心课程的质量问题，因为每门课程都是由学习或者从事这个领域的专家或优秀学者制作上传，经过层层筛选，都是最优秀的教学资源。微课的应用不仅减少了投资，还可以反复利用，提高学习质量。

3）促进深度学习。微课仅讲解一两个知识点，重点突出、针对性强，学习者可以自主选择满足自身情况的、需要学习的课程，进行个性化自主学习，不再是被动地获取知识。学习者通过微课自觉主动地去学习和丰富自己的知识库，提高学习效率，促进对知识的深度学习。

微课的出现为继续教育带来新的发展方向，打破了时间和地域的限制，使学习者可以充分利用碎片化的时间，随时随地进行学习。微课教学与传统教学方式有所不同，改变了教师讲、学生听的传统模式，学习者可以根据自身需求选择知识点，主体地位突出，教师只在其中发挥主导作用。微课教学模式在一定程度上提高了学生的学习积极性和学习效率，但与传统教育模式相比较，微课仍然存在一些问题，例如：微课无法实现学习者与教师、同学和机器之间的交流互动。

我国著名学者陈麗教授指出，教学交互是学习者以产生正确的意义建构为目的，学习者与学习环境之间的相互交流和作用。而远程教育中实现教与学再度整合的关键过程在于交互，在于以媒介为桥梁的交互。微课教学缺乏交互性，缺少真实的学习环境，容易降低学习者的学习热情，不利于学习者知识框架的建构，学习质量也得不到保证。

4 虚拟现实技术在继续教育微课堂中的应用

虚拟校园  传统的微课教学课程中一般是用图片、视频等方式讲解相关的知识，学习者通过手机、电脑等媒介来学习，这样的学习方式使学习者参与感降低，只是单纯地在接受知识，无法真正理解知识的内涵。而利用虚拟与现实技术构建一个人性化的校园场景，为学习者提供仿真的学习环境进行学习，可以很好地解决学习者与施教者之间互动性少、知识传播僵硬的问题。

在虚拟课堂中，学习者通过传感设备，可以直观地感受到在真实教室里学习时课堂上的积极活跃氛围，与教师、同学、课堂之间形成十分真实的交流互动。对于一些需要实操的课程，虚拟教室利用相应的硬件设施模拟操作环境，供学习者练习操作，提高学习的参与度。这样不仅使学习者的真实体验得到增强，学习积极性得到提高，而且教学效果也可得到大大改善。在虚拟校园中，图书馆和交流社区也是必不可少的，学习者在这里可以面对面地交流互动、相互学习，激发学习兴趣。

虚拟实验室  对于实验课程的学习，需要一定的实验设备以及实验场地的配合来共同完成，而传统微课平台只能通过视频或动态图片为学习者进行演示实验，学习者无法直接参与其中，教学效果会大打折扣，学习者的积极性会大大降低。在虚拟现实技术的支持下，学习者可以通过外接设备观看并参与实验，在实验中所呈现出的现象将通过外接设备将仿真模拟出的触觉、听觉、视觉等传递给学习者;还可以通过设备自己动手配置和使用实验仪器和药品，以此达到自主操作的目的。

在真实的实验室中，有些实验受到场地的制约且存在不安全因素，在实验过程中稍有操作不当，轻则毁坏仪器，重则会对操作者的生命安全造成严重威胁。而在虚拟实验室中，这些危险都不复存在，实验全程通过传感设备完成，所有的操作和触感都是仿真模拟出来的，因此，学习者和施教者的生命安全得到很好的保障。

由此可见，微课实验教学与虚拟现实技术相结合，不仅可以提高学习者的参与感和体验感，加深对实验的理解，还能保障学习环境的安全性，这样就使得教学效果得到很好的保证。

虚拟创新平台  继续教育不断倡导创新性学习，学习场所也从校园教室逐渐转变为手机、电脑等移动设备，学习变得更加便捷，不再受时间和空间的限制。但是学习者失去一个集中的学习环境，缺少与他人之间的交流互动，没有思想上的碰撞，也无法使用到校园提供的用于创新创造的平台和设备，导致动手创新能力下降，创新性思维受到限制。而在虚拟现实技术的辅助下，可以为学习者创建一个近乎真实的创新互动平台来打破这种思维的禁锢。在这个虚拟的创新平台上，学习者之间通过外接设备可以实现面对面的交流互动，互相讨论自己对问题的观点和看法，进行头脑风暴。同时，虚拟创新平台会为学习者提供一个创新设计环境，学习者在这个环境中可以发挥自己的想象，展开天马行空的设计创造，在提高动手能力的同时加强创新思维的培养。虚拟创新平台增强了微课的交流现场感，提高了学习者的学习质量。

5 结论

微课教学模式的出现使继续教育变得高效、便捷，但在学习交流互动方面依然存在很大的局限性。虚拟现实技术与交互式微课教学模式相结合，很好地弥补了其中的不足。本文明确了虚拟现实技术的定义及其特点，分析交互式微课教学模式在继续教育中应用的优势和不足，探索虚拟现实技术在继续教育交互式微课教学模式中的应用方式，得出虚拟现实技术的加入可以增强学习者的感官体验，增强课程的现场交流感，提高教学质量，激发学习兴趣，为未来虚拟现实技术在教育中的应用打下基础。

总之，虚拟现实技术的融入，可以很好地弥补继续教育交互式微课教学模式在学习环境构建、学习者积极性调动及学习效果保障中存在的不足。随着AI时代的到来，虚拟现实技术会不断升级换代，其在教育中的应用也会有更广阔的发展空间。

参考文献

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项目来源：西南林业大学继续教育改革课题“基于‘互联网+的继续教育交互式翻转微课新体系构建”（2019SWFUCE17）;西南林业大学教育科学研究课题“基于岗位胜任力的消防工程人才培养质量提升路径研究”（YB202018）;西南林业大学思政课题“新工科背景下高校实践育人路径的多元协同与联动融合研究”（XLDJSZKT004）;中国学位与研究生教育学会农林学科工作委员会课题“新农科背景下林业高校研究生实践育人路径的多元协同和联动融合研究”（2021-NLZX-YB77）。

作者：高仲亮，西南林业大学土木工程学院，副教授，主要从事森林消防、3S技术应用教学和研究;唐瑞、李智、龙腾腾、崔飞、王秋华，西南林业大学土木工程学院（650224）。