VR技术在当前教育、教学体系中的应用

庞征

摘要：教育关乎关乎个人的成长，更国家的命运。信息化时代的到来，教育工作进入到了一种前所未有的新环境，这就意味着教育工作面临着全新的挑战，因而，教师需具备更好的开展教育工作的能力。作为信息时代的新兴产物，VR技术在大大小小的领域都得到了一定程度上的应用，当然也包括教育领域。本文通过阐述VR技术概念、VR技术在教育领域应用中的现状、问题、可行性，提出VR技术在当前教育、教学体系应用的实现方法，希望能更好的在教育教学中应用VR技术，从而满足信息化时代教育发展需求。

关键词：VR技术;教育;教学体系;应用

引言：信息化时代的到来对人们的生活产生了重大的影响。随着信息化的深入推进，教育行业的发展受到了人们的广泛关注，家长、老师更加重视对学生教育的培养。教育工作的良好开展需要教育领域紧跟信息时代潮流，通过应用新技术不断扩充丰富自身，优化教育流程与结构，不断前进发展。在这过程中，VR技术为教育行业的快速进步提供了可能。近些年来，VR技术取得了一定的完善进步，其功能不断丰富，用户体验颇为乐观。然而，就目前开看，VR技术主要在旅游、游戏、航天、军事领域应用良好，而在教学领域应用还不足够，在学校中，VR技术大多被用于科研、实验，在辅助教学方面应用亟待增强。

一、VR技术概述

（一）VR技术教学理论基础

VR技术是伴随着信息化的大踏步迈进而产生的计算机技术。它能够通过仿真的虚拟环境，使用户充分感受到一次丰富的多感官体验，从而帮助用户加深对真实情形的感知。VR教学是建立在一定的理论基础之上的，相应的理论基础如下：

1、情境认知理论

该理论注重说明学习往往发生于情境之下。在情境中，学生积极寻求新知识、学习新思想，完成教师布置的作业。这不仅可以让学生在学习中正确认知自我，产生并加强学习的热情，还可以让学生在情境之中搭建起知识的桥梁，使学生通过情境来认知，增加学习经验，感受学习乐趣，将自身完全沉浸在情境之中，从而促进学生学习进步，推进课程向前迈进。

该理论认为学生在学习知识的时候往往是将自己的理解融进其中。他们往往根据所听、所想、所看去吸收知识、加工知识、记忆知识。这样，知识通过教师运用的授课资源、设备、工具被学生以十分具有个性化、多样化、具体化的形式存在脑海中，供学生进一步丰盈自身的知识库。VR提供给学生思考、总结、提升自我的机会，使学生可以充分在学习中建构自己的知识体系，完善自身知识储备，为学生学习创建有利的环境。因此，通过将VR投入课堂教学中，学生获取到大量由VR提供的学习素材，并根据这些素材进一步观察、探索、发现，建构起自身的知识架构，然后尝试更进一步探索知识的无限可能性。

该方法在工程学中应用较为普遍，包括数学模拟、物理模拟。VR应用于教育教学中，主要采用物理模拟思维方法。物理模拟就是将不好研究的一个具体模型作为原型，然后设计出一个与原型相似的可以用来观察的模型，通过观察的模型来探索原模型的思维方法。通过运用这种方式，学习者可以在简单可利用的模型中进行真实实验，了解和掌握原模型架构以及原理、应用，从而更好地学习知识，提升思维能力。

（二）VR 技术特征

1、交互性

用户在通过VR技术提供的虚拟环境中体验、操作物体，同时该虚拟系统给予用户一定的反馈，这便是VR技术的交互性体征。 借助交互系统，用户可以充分在虚拟世界进行交互活动。根据用户的需求，虚拟环境通过一定的指令进行操作，从而与用户实现交互，使用户体验到置身其中的感觉，增强用户体验。

构想性是指VR技术构造的虚拟环境能够提供给用户充足的空間去想象，从而突破人类已有认知局限性，使得人类认知范围日益增大，从而能够逐步去构建新的环境，从而超越客观世界的范围，提升人类认知。

沉浸式体验就是指用户完全融入到虚拟环境中，并产生出真情实感的体验。VR技术便提供了这样一种沉浸式体验，它使得用户投入到一种虚拟环境中，所见、所闻、所听、所感皆为亲身体验。用户身处其中体验它所构造的世界，感受、思考、发现，从而获得一些认知，取得更快进步。

二、VR技术在教育领域应用中的现状

（一）VR教学的现有教学形式

1、电脑仿真教学

现有教学中，教师应用VR技术的软件搭建虚拟环境，通过图片、声音等方式展现教学内容。通过教学内容与可视化的图片以及以音频的结合，将课本上原本抽象的理论知识形象化，或是将用言语难以说明的知识通过虚拟环境呈现出来，为学生构建新颖有趣的学习环境，提升学生学习兴趣，增强学生的学习能力。

VR情境教学生动形象，可以充分达成学生学习互动交流的目标。在VR教学中，学生置身于充满想象力的空间，思维活跃度大大增加，丝毫可以不受外界束缚，学生之间相互交流互动，并积极向教师寻求意见，增进了师生以及学生间的关系，学习氛围浓厚，学习效果显著。此外在大家的谈论下，教学内容也不断丰富完善，学生学习可利用的资源也越来与丰富。

在当前教学中，教师往往运用VR技术设计VR立体模型来向学生讲解图形知识。课本中往往存在大量图形，对于立体化的图形，课本中并不能较好的展现，学生也就难以发挥空间想象力。VR技术教学可以充分解决这个问题，它可以设计出来三维立体模型，从而方便学生观察、理解图形。通过直观地观察图形，学生可以学会透过现象看本质，把握事物内在发展规律，从而掌握图形背后要表现的知识。

VR技术提供的技能虚拟训练是指学生在现实世界的学习中产生的疑问、设想都可以通过VR模拟演练，得出成果。VR模拟训练实现简单，学生容易上手。在VR模拟环境中，学生能够进行多种模拟训练。该特征可以激发学生多思多考多问的欲望，以及动手实践能力，提高自己的技能水平，增强学生的获得技能的满足感。

（二）VR教学面临的问题

1、硬件配置问题

VR技术目前在教学领域还尚未普及，应用进教学中后，对原本理性化、抽象化的教学内容改变并不大。其实，VR技术的硬件配置还尚未成熟，而教学对于VR技术往往有着更高的要求。因此，VR技术需要不断完善，连续不断地加强三维建模、图像处理、物理建模、数学建模等等，使用户体验到較为丰富的通过VR技术实现的产品，感受到VR技术的便利性、有用性。此外，针对新的硬件配置，其价格应该相应符合物品的价值以及用户的消费水平，确保充分满足用户需求，实现VR技术的价值。

2、教育内容问题

在应用VR技术教学之前，应该首先规划好VR课程要走什么样的流程以及最终要达到什么样的效果。然后，在实际VR课堂上，教师充分按照自己设计好流程展开教学。教师通过一系列角色设定、情境交互、课堂互动、音视频展示、动画制作、设备实施和资源整合共享等，来完成VR教学。这一套流程虽然优化教学结构、吸引学生兴趣，但是也会造成一系列的问题。比如工作量大、制作成本高、用户群小，从而导致很多VR教育产品商不愿意去做教学内容方面的设计，而是朝着硬件设备方面创作。

三、VR技术在当前教学中应用的可行性

（一）模拟各个教学场景

教学内容往往由于多种因素的影响不易展开，包括教学方式古板、教学内容抽象、教学地点不适当等。这些在一定程度上影响教学质量、使教学体系不尽完善。VR技术可以充分弥补方面这方面的不足，通过图片、视频、音频等方式展开教学内容，模拟教学场景，呈现给学生多方位的感官体验，开阔学生视野。学生很容易被这些精彩的画面、图片所吸引，以便更加集中注意力去听课，更加配合教师完成教学任务，教师的课堂教学工作也会更加顺利完成，从而推进教学进度。

（二）动态化的学习监控体系

在学校监控体系中，同样应用到了VR技术。在监控体系中的软件和程序中运用VR来对学生学习情况进行跟踪、记录、反馈。这样极大地方便了教师对学生学习进度的掌握，并积极分析当前情况以便做好下一步的计划。同时，学生也能够更加认真对待学习，做到不敷衍，充满动力地投入到学习中。

（三）拓展性、多元化的功能

VR技术不仅拥有开展多媒体教学的功能，更拥有合并教学内容、引领学习学科前沿、监控学习状态等多项功能。而在当前应用教学中，VR技术实际被应用的方面尚显不足。教师要积极学习VR技术专业性知识，并动手实践，积极拓展VR技术其它功能，使VR技术得到最大限度应用，从而完善VR在教育中的影响，促进教育体系进步与发展。

（四）提供全新体验和视角

学生对于新生事物总是会产生着浓厚的兴趣。于学生而言，VR技术便是一种新事物，因而，会对它的一切功能充满着好奇。VR技术通过应用图形处理技术、计算机技术提供给用户全新的体验，用户沉浸在虚拟世界里体验真实世界的东西，获取了大量的知识信息。在VR技术的引领下，学生感受到的学习舒适度、新颖度不断增加。立体化教材、多媒体教学、VR产品等的出现，大大丰富了学生学习知识的途径，大量抽象。晦涩的知识通过VR技术的融合而变得丰富而又形象，生动而有具体，学生拥有了全新的体验和视角去学习，大大增强学生对知识的掌握。教师要根据学生的特点，发挥自己引导的作用，将VR技术融入课堂教学中。通过VR技术展示给学生趣味十足的课程内容，使学生愿意配合教师进行知识的吸收，学习积极性较大程度上被激发，学习效率得以有效提升。

四、VR技术在教育应用中实现的路径

（一）国家政策层面

政府需要充分发挥自身的主导作用，为提高教育领域中VR技术的应用效益做好充分的准备。政府要重视技术引导下的教育进步，建立VR教育应用研究体系，并且注重产学研相结合。为了充分发挥主导作用，政府要注重运用法规制度完善VR技术规范，支撑以及VR教育体系发展。政府要调动经费资助VR教育教学，鼓励支持相关课题立项、研究，构建VR技术教学系统，建立跨学科学习团队。以此，国家真正站在群众角度思考问题，使VR教育得到大力推进，促进教学体系稳固并发展。

（二）VR产业方面

VR技术属于新兴技术，各方面制作包括内容、架构、研发等都十分新颖。然而对于教育领域而言，不仅仅要考虑到拥有先进的技术，还要大力重视教育的社会性、人文性，这也要求VR产业包含更多的因素，考虑多方面的内容。VR教育功能丰富，集感受、监管、实践、锻炼于一身，教师要充分考虑到自身的能力水平，确保最大限度在课堂中应用VR技术。此外，VR产业提供的教育教学软件要开放和共享，通过共享机制使得众多开发者掌握到开放的技术，从而开发者可以提供给教育机构更多的学习资源，以此促进VR教育软件优化升级，进而推动VR技术与教育产业进一步融合。

（三）教师不断学习提升

教师要保持不断学习的心态，认清自己的不足，创新教学观念，发挥自身的引领作用，细心观察各个学生的学习情况以及性格状态，真正站在学生角度出发，思考适合学生的学习方式。因此，教师要跟上时代的步伐，通过技术辅助开展教学活动。教师要有运用VR技术教学的意识，正确选取适宜的VR产品、教材，确保学生可以充分接受这样的教学方式，并提升兴趣，从而可以改善学生的学习效果，同时也促进教学取得更明显的成效。

（四）构建VR教学反馈系统

任何系统都要不断进行反馈才可以进步，VR教学系统亦是如此。教师在应用VR教学时，要注重学生的反馈，定时定期像学生收集学生对VR教育的感受，鼓励学生多发言，提出问题，教师将学生以及自己的反馈信息收集起来，反馈给VR系统，从而助力VR系统优化升级，为教学提供最佳的服务，推动教学进程。

五、总结

信息化时代的教育显得更为重要。VR技术作为信息化时代的产物，需要充分融入教育体系，助力教育事业发展，今后，VR技术将会受到越老越多教育者的推崇。当然，在应用VR技术教学时是一种兼顾传统教学，并超越传统教学的教学形式。目前的VR教学存在着硬件配置、教育内容不足够的问题，教育行业要充分认识到VR教育的优势、可行性，重视VR技术的渗透;国家层面、VR产业方面都要积极做出响应;教师也要不断学习VR技术，提升自己的能力，并构建VR教学反馈系统进行系统反馈，通过这些方法手段，促进VR技术在当前教育、教学体系中的充分应用。

参考文献：

[1]元伟霞. 虚拟现实技术在教育领域中的应用研究[J]. 创新创业理论研究与实践， 2019（10）：52-53.

[2]黄展博，杨艳芳，刘志平. VR技术在个性化虚拟教学中的应用研究[J]. 物流工程与管理， 2020（2）：169+188-189.

[3]林琳. 虚拟现实技术在建筑设计教学体系中的应用[J]. 电大理工， 2008（1）：20-22.

[4]赵梦媛， 王雯慧， 温胜胜. 虚拟和增强现实VR技术在高校教学中应用的可行性研究[J]. 技术与市场， 2019（2）：158-158.

[5]张志祯. 虚拟现实教育应用：追求身心一体的教育——从北京师范大学"智慧学习与VR教育应用学术周"说起[J]. 中国远程教育， 2016（6）：5-15.

[6]周碧静， 江丽. 基于VR技术的数字媒体技术专业课程建设研究[J]. 科幻画报， 2020（3）：151-151.