浅淡虚拟现实技术在教学中的应用

师白珂

摘要：应用虚拟现实技术进行教学，是现代教育技术武装学校教学的一种发展大势。尽管虚拟现实技术还未发展成熟，但它却具备了教学中的应用价值。通过应用的实践证明，虚拟现实技术对学校教学具有极大促进作用。

关键词：虚拟现实技术;教学;应用

中图分类号：G424      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2021）18-0153-02

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

虚拟现实技术是20世纪80年代提出的一种理论，因受当时信息技术水平制约，再加上使用成本较高原因，致使这一理论一直处在概念这样一个阶段。随着信息技术的快速发展，促进了硬件技术获得很大提高，打破了技术应用瓶颈，形成了虚拟现实技术应用的现实，使虚拟现实技术广泛应用于各个领域。尤其是学校的教育教学，使虚拟现实技术同样发挥了较好的应用作用，进而出现了教学的多元化，既提升了教育教学效果，也提高的学生的学习效果。虚拟现实技术的出现，必将显示其应有的生命力。

1 虚拟现实技术概述

虚拟现实技术将信息化当作一种基础，利用计算机技术造设相关近似真实的环境，用一种虚拟出来的方位感和空间，进行模拟环境当中所需要的触感或声音等感官刺激，为使用者创设一种具有身临其境之感的环境意境。

虚拟现实技术具有专业几个特性：一是沉浸性。既然虚拟现实技术能够模拟类似于一种真实的环境，那么，这个环境就会伴随人脑的转动和人身体的移动，而进行随之移动变化，让使用者能够沉浸在这种环境中，对环境产生一种无缝结合的相关环境感觉;二是互相的交流互动性。在相对近似使真实环境中的感觉或感知，让使用者获得一定的适用性。它是受这种近似真实环境的多元信息影响，并形成交互，然后交给大数据，再行技术处理，让使用者对虚拟环境中的物体进行实时的操控;三是思维的无限延展性。利用虚拟现实技术营造的近乎真实的虚拟环境，可以促使使用者展开无限的空间遐想，感知和悟性诸多而已知的各种客观现象，构建一个虚拟环境，在这个环境中，进行规律性的交互。

2 虚拟现实技术对教学的影响

通过实验证明，人类获取知识信息的渠道85%来自视觉的认知，其他知识信息的获得，又是以听觉、嗅觉、触觉或味觉等渠道而获知的。由此可见，人的感官是获取知识信息的桥梁。将虚拟现实技术用于教育教学，就是要利用学生的感官感知优势，再引入多方位的触摸感应体验，激发学生学习知识的浓厚兴趣。

2.1 虚拟现实技术颠覆了教育教学理念

运用虚拟现实技术进行教学，能够强调人的主体学习性，传统教学方法，是教师充当课堂教学主体，学生则是被动接受者，这种“填鸭式”课堂教学模式，扼杀了学生学习的自主性、针对性和创造性。新课程改革以后，贯彻现代教学理念，并颠覆了传统教学观念，依靠虚拟现实技术教学，创设能够进行主动探究的学习环境，以此为优势，将课堂教学变成一种启发式教学环境，将教师的教育学生的学实施有机契合，运用启发式思维，促使学生提高破解问题能力，使学生将精力投入到课堂教学的整体过程。

2.2 虚拟现实技术影响了教学方式

将虚拟现实技术融入课堂教学当中，对课堂教学效果的影响显而易见。它区别于传统教学的那种抽象而单一的感官体验，以计算机虚拟现实技术，模拟一个宛如置于真实实景的教学内容情境，让学生置身其中，进行直接而形象化的多重感官刺激，强化学生与虚拟的真实性学习情境实现交互，体现一种运用其他教學手段难以营造的学习环境情境氛围，让相对晦涩和难以诠释的知识，以一种生动活泼的方式予以表达，帮助学生开拓形象思维，增强创造和创新意识，促进学生提高学习自主性和主动性。

2.3 虚拟现实技术影响了教学展现形式与内容

虚拟现实技术作用在教学内容上，则起到了一种决定性作用。它能挖掘并可加工相关的教学内容，并通过这样的挖掘与加工，让教学内容体现形象化、直观化和具体化，让学生通过形象的图文，解读相对抽象难懂的知识，促进学生深入理解知识内容本质。同时，针对教学内容的展示方式，也同样不再拘于某些特定的时空。可以这样说，虚拟现实技术能够适用于各种学科的教学，尤其是需要进行动手操作的学科，比如像机械专业、光学、化学、电子和生物学科等。因为通过虚拟现实技术，可以运用虚拟仿真，将运用其他方法不能实现的实验场景，予以虚拟再现，让学生仿佛置于实验环境其中，进行操作。尤其是对含有一定危险因素的实验，运用虚拟现实技术，可以预防危险发生，提高实验安全系数，方便学生深究实验过程，在实验兴趣中，提高实验教学水平。

3 运用虚拟现实技术进行教学的存在问题

3.1 硬件功能相对滞后

有些硬件厂商在不断创造创新产品结构，但因受各种原因制约，不能实现底层技术系统水平提升，形成产品功能较少，又因内容资源缺乏，不能解决信号输入设备的主要技术，造成软件产品品质出现差距，进而限制了整体产业发展。国外主要厂商在与学校实施合作，免费构建虚拟现实技术教学实验室，但在我国，同样也有厂商与学校的合作，却因没有同样技术标准，依然受硬件技术因素制约，不能很好实现双眼分辨清晰率，图像像素版块化严重、创设的场景既简单，又缺少丰富的互动性，致使虚拟现实技术难以发挥更好教学助力作用。

3.2 使用群体感触出现一定差异化

通过调查发现，学生佩戴虚拟现实装备实施学习，却能促进提高学生学习相关知识水平，并认为虚拟现实技术教学带有较强的趣味性。但又因对虚拟现实技术的缺少完善的功能体验，造成认知能力不同学生，难以达到他们应该达到的理解程度。低龄学生容易接受虚拟现实技术教学方式，高龄学生则对虚拟现实技术教学方式，多少有所顾虑，因而造成学生的体验出现了一定折扣。因此，在具体的教育教学过程中，还不能将虚拟现实技术全部用于日常的教学过程当中，充其量，可将虚拟现实技术当作教学的一种辅助性教学措施，使其与目前的常规教学形式进行相关的糅合，进行结合性使用。

3.3 大数据资源不能全力支持教学

有诸多学校并非重视对教学音像或视频等资源进行用心收集，但伴随虚拟现实技术在教学中的逐步运用，将会改变这种被动情况。因为一套相对完整的虚拟现实技术系统，其本身就带有丰富而海量的音像或视频等资源，但它需要以大数据作为一种支撑。虚拟现实技术是通过虚拟近似真实的环境场景，并以较为充分的互动方式，对一些知识信息进行比对，并进行重构而反映一种多维影像，针对这些多量的数据，需要以平时积累的知识多寡作为基础，才能反映数据多维化下的重构影像。这样，大数据技术则在虚拟现实技术教学方式中有了用武之地，因为依靠人为知识的积累毕竟有限，只有通过大数据技术的支持，才能使虚拟现实技术带有丰富而海量的音像或视频等资源，促进虚拟现实技术重构多维影像，将学生学习需要的知识数据，变成可视化数据，进而发挥数据的实用效益作用。

3.4 网络运行状态形成的影响

虚拟现实技术中的分布式，完全打破了以往常规教学中的空间固定式，能让使用者在任何地方，都能在同一个时间内，进入到一个被虚拟现实技术虚拟的空间，既可以单独完成一些学习任务，也可以与他人实施合作，完成相关的学习任务。不过，在不同的地域空间使用虚拟现实技术当中营造的虚拟学习空间，自然需要借助网络，进行相关数据的传播，而且还不是要传播少量的数据。这就产生一个问题，如果需要传播大量数据满足使用者对数据的利用，并且有众多人都在同时在线，网络宽带可能出现被挤占问题，使服务器不能支持正常的访问，则会让服务器形成难以应对响应或无法响应问题。如此形成的后果自然是显而易见，在严重影响一些使用者的正常使用，并由此减弱对使用虚拟现实技术的兴致。

4 教学对虚拟现实技术的应用

4.1 虚拟现实教学

虚拟现实技术为教师和学生均提供了丰富的教学资源和学习资源，为教师的教学和学生的学习创造了选择教学材料和学习材料的机会。应用虚拟现实技术教学，能使教师和学生一同经历一场虚拟环境，并利用这样的环境观察那些关键性的知识问题。同时，还能使学生置身这个虚拟环境中，依靠自主观察力进行观察，用以帮助学生提高思维理解力和分析问题能力。

4.2 实验虚拟教学

利用虚拟现实技术进行实验教学，可以通过建立多种虚拟实验室，并根据实验教学需要，由虚拟现实技术随时生成所需要的各种实验用的虚拟性新设备，促使实验进行内容实现诸多的更新，让实验教学一直都能紧跟变化形势，为学生永远都能提供一种形象逼真而生动的实验学习环境，从而适应学生学习不断出现变化的知识学习，体现实验教学的灵活机动性和紧跟时代性。

4.3 虚拟仿真校园

虚拟现实技术自然能够构建远程教育教学平台，如果学校设有分校，可为学校构建远程教学点，创设可移动的电子移动教学场所，实现依托网站的交互式远程教学课程，打造为各个终端提供一种具有开放性的和远距离性的，可保证相关的持续教育，并在情况允许的情况下，还可利用学校构建的虚拟现实技术教学平台，为社会培养高端技术人才提供培训相关的场所，实现虚拟现实技术平台的最大价值。

5 教学利用虚拟现实技术的前景

现代教学利用虚拟现实技术，还没有完全实现人民的预期，需要提高应用能力，甚或是达到相应的普及性应用程度。仅就目前而言，我国各级各类学校应用虚拟现实技术教学的比例相当偏低，不能发挥虚拟现实技术在教学中的最大效用。伴随虚拟现实技术的不断向前发展，虚拟现实技术的硬件技术固然要跟进提高，再加上计算机技术武装下的智能、信息以及大数据等技术的不断发展，它们都将帮助目前使用的虚拟现实技术逐步走向完善。因此，虚拟现实技术在教学中的应用，必将变成一种主流，改变学校教学现状，朝向更为现代化教育方向发展。

6 结束语

虚拟现实技术在教学中的应用，仅就目前而言，根据我国各级各类学校教学实际，以及虚拟现实技术发展现状，还不能使其获得普遍性应用。主要因为虚拟现实技术硬件技术还未

发展到纯熟阶段，有诸多技术瓶颈不能支持虚拟现实技术获得较好双眼辨识率，营造的虚拟现实环境仅就影像而言，还相对像素版块化，并且单一。但不能否认，已经应用虚拟现实技术进行教学的学校，确实感到它能提高教学效率和效果。

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