虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用研究

劉世彬　劉興彥

摘要：本文從虛擬現實技術的特點和應用出發，論述虛擬現實技術在輔助課堂教學中的實現意義。將虛擬現實技術作為一種新興的教學媒體應用到輔助課堂教學中，豐富了課堂教學方法，提高了課堂教學的效果和質量。

關鍵詞：虛擬現實：實驗：課堂教學

隨著我國教育的不斷改革和科學技術的飛速發展。網絡教育的出現改變了傳統的教學方式。尤其是計算機更新速度非常快的特點使得傳統的教學方式難以滿足學習的需要。虛擬現實技術作為一門新的技術。它在教育領域的發展將為教育提供新的活力。

一、虛擬現實技術

多媒體技術與網絡技術的發展為教育手段的現代化帶來了新的機遇和挑戰。隨著計算機技術的快速發展，現代教育技術的應用已不再是停留在音像技術課堂中應用的常規模式層次上，而是朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展，特別是基于計算機仿真技術的虛擬教學形式，是一種最新出現的教學模式，具有廣闊的發展前景，代表了教育的未來和發展的方向。

虛擬現實(Virtual Reality，簡稱VR)。又稱為靈境技術，它匯集了數字圖像處理、計算機圖形學、多媒體技術、人工智能、人機接口技術、傳感器技術，以及人體行為學等多項技術，是計算機技術的綜合應用。具體地說，就是采用以計算機技術為核心的現代高科技生成逼真的視、聽、觸覺—體化的特定范圍的虛擬環境，用戶借助必要的設備以自然的方式與虛擬環境中的對象進行交互作用，相互影響，從而產生如同真實環境的感受和體驗。

二、虛擬現實技術在輔助課堂教學中的實現意義

隨著計算機、信息、網絡等相關技術的發展，計算機作為一種高效能的信息傳播工具，在輔助課堂教學過程中得到越來越廣泛的應用，如果將虛擬現實技術作為一種新興的教學媒體應用到輔助課堂教學中。這種嶄新的技術會帶給我們嶄新的教育思維，解決我們以前無法解決的問題。

1虛擬現實技術開創了全新的學習場景

利用虛擬現實技術，可以徹底打破空間的限制，學生可以進入物體的內部進行觀察，如學生可以進入虛擬的分子、原子、航天工作站等內部，考察物體內部的工作情況。虛擬技術還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現實技術，可以在很短的時間內呈現給學生觀察。虛擬制造技術還可以應用計算機、交互外設及軟件來構建一個虛擬的生產環境。使學生能如同在制造現場一樣。與熒屏上出現的制造過程進行自由交流。基于網絡的虛擬現實技術為學習者提供了全新的學習場景。構造出開放性的教學環境。

2虛擬現實技術變革了傳統學習方式

運用虛擬現實技術，突破傳統教科書的限制，使每一位學習者都可以根據自己的學習特點，在自己方便的時間從互聯網上自由地選擇適合的學習資源。按照適合于自己的方式和速度進行學習。這種探索性的學習，有利于激發學生的創造性思維，使學習者在具體情境中通過主動的探索獲得知識，從而提高學習者的動力。

3虛擬現實技術豐富了課堂教學內容

利用虛擬現實技術，可豐富教學內容，將實驗、實訓等技能訓練搬到課堂中進行，由于這些虛擬的訓練系統無任何危險，學生可以反復練習，直至掌握操作技能為止。應用虛擬現實技術。還可恰如其分地演示一些復雜的、抽象的、不宜直接觀察的自然過程和現象，全方位、多角度地展示教學內容。利用計算機多媒體技術，制作各種仿真課件。創設所需要的某種虛擬情景，讓學生進行模擬實驗。從而極大豐富課堂的教學內容。

4虛擬現實技術節約了有限的教育成本

虛擬各種實驗設備、實訓環境和操作過程，使大多數課程可以在虛擬實驗室中進行，大多數的技能可以在虛擬實訓車間中進行訓練，從而不必購置昂貴的實驗實訓設備。可以在節約大量昂貴的儀器設備費用的前提下，解決在教學中，因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因而無法進行的教學實驗，虛擬訓練又可避免實驗實訓設備的損壞、訓練材料的消耗等問題。從而有效節約教育成本。

三、虛擬現實技術在輔助課堂教學中的應用實踐

1利用虛擬現實技術進行教學課件的制作

眾所周知，對于實踐性較強的課程，在書本上體現難免會給人們的理解帶來困難。利用虛擬現實技術制作的課件能夠很好地解決這一問題。例如，在計算機基礎課程中介紹計算機中各個組件的結構和講解計算機組裝的過程時，書本的文字難以讓學習者了解組件結構和組裝的過程。利用虛擬現實技術可以將文字、聲音、圖片、動畫等幾種媒體表現形式有機地結合，設計出生動活潑的界面。制作出一些三維的、交式的、具有沉浸感的內容，滿足學習者從各個角度觀察和學習，仿佛身臨其境，更好地理解學習的內容。

2利用虛擬現實技術進行模擬實驗和仿真訓練

在教學中。許多昂貴的實驗、培訓器材。由于受價格的限制而無法普及或有許多實驗是根本不可能做的，如果利用虛擬現實技術。建立虛擬實驗室，學習者便可以走進這個虛擬實驗室，身臨其境般地操作虛擬儀器。如進行各種虛擬的模擬器材的連接與組裝，利用模擬訓練器進行先進設備的操作訓練。這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制。可重復操作，直至得出滿意結果。虛擬實驗室的另一優點還在于其絕對的安全性，不會因操作失誤而造成人身事故。

虛擬現實技術作為一種新型的教學媒體，目前已引起教育界的極大關注。隨著計算機技術的發展，虛擬現實的硬件與軟件成本的逐漸降低。這種新的教學媒體必將廣泛應用于教育教學中，最終在現代教育領域中發揮其重要作用。