虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教育中的應(yīng)用研究

李小慶

摘要：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近來(lái)迅速發(fā)展的一項(xiàng)高新技術(shù)，在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用都非常的廣泛。如今信息技術(shù)發(fā)展迅速，高校教育方面的信息化建設(shè)日漸重要，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中有著極為重要的促進(jìn)作用。本文簡(jiǎn)單介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教育中的應(yīng)用，并結(jié)合我校教育建設(shè)中的實(shí)際需求對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí) 高校教育Research on the Application of Virtual Reality Technology in College Education Li Xiaoqing （Changsha Health Vocational College，Changsha，China，410100）

Abstract：Virtual reality technology is a new and high technology， which has been developing rapidly in recent days，and in various fields of application are very extensive. With the rapid development of information technology， the information construction of college education is becoming more and more important， and the virtual reality technology plays a very important role in the construction of digital campus. The paper briefly introduces the application of virtual reality technology in college education， and studies the virtual reality technology in combination with the actual demand in our school construction.

Key words： Virtual Reality； College Education

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

虛擬現(xiàn)實(shí)（簡(jiǎn)稱(chēng)VR），又稱(chēng)靈境技術(shù)，是一種先進(jìn)的仿真技術(shù)手段，具有沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和構(gòu)思性（Imagination）的重要特征。它綜合利用了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、圖形、仿真等多種先進(jìn)技術(shù)創(chuàng)建一個(gè)虛擬世界，模擬人的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)等多種感知，使用者利用各種交互設(shè)備，通過(guò)語(yǔ)言、手勢(shì)等自然方式與虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)交互，帶來(lái)一種身臨其境般的效果[1]。目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在軍事與航天、醫(yī)學(xué)、教育、娛樂(lè)、建筑工程等方面的應(yīng)用都非常的廣泛，其中在教育方面的應(yīng)用也逐漸成為一個(gè)熱點(diǎn)。如今信息技術(shù)發(fā)展迅速，教育方面的信息化建設(shè)日漸重要，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在數(shù)字化校園建設(shè)中有著極為重要的促進(jìn)作用。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校教育中的應(yīng)用

2.1在高校教學(xué)中的應(yīng)用

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在醫(yī)學(xué)、建筑、機(jī)械等學(xué)科的教育活動(dòng)中都具有廣泛的應(yīng)用。學(xué)校通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生提供一個(gè)接近真實(shí)的模擬學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生在這種交互性的學(xué)習(xí)環(huán)境中可以提高注意力，對(duì)所學(xué)知識(shí)理解更深刻，實(shí)踐操作能力得到提升。與此同時(shí)，學(xué)生還可以利用這個(gè)平臺(tái)與別的學(xué)習(xí)者進(jìn)行溝通與交流，對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行鞏固，具有更好的體驗(yàn)感，增強(qiáng)了學(xué)習(xí)興趣。此技術(shù)可以彌補(bǔ)高校在課程教學(xué)條件上的一些不足，使學(xué)生可以更好的去體驗(yàn)與掌握，提升專(zhuān)業(yè)技能。

（1）課堂教學(xué)。在課堂教學(xué)過(guò)程中，有部分章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)抽象難懂，現(xiàn)在教師普遍都采用板書(shū)的教學(xué)方式，但這種方式的教學(xué)效果往往不佳。事實(shí)上，教師可以通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來(lái)模擬三維的場(chǎng)景或物體，豐富教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和效果顯著提高。例如在醫(yī)學(xué)教學(xué)中，“虛擬人”既是一種通過(guò)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)的對(duì)人類(lèi)的模擬成果[2]，學(xué)生在課堂上可以立體的從各個(gè)角度觀察人體組織結(jié)構(gòu)，其更直觀的顯示組織、器官，使得更能全面了解人體的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。在計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)課程中，有高校教師針對(duì)“計(jì)算機(jī)硬件”這個(gè)知識(shí)點(diǎn)設(shè)計(jì)了相關(guān)方案，將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入到教學(xué)環(huán)節(jié)中來(lái)提高教學(xué)效果[3]。除此之外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械、建筑、物理等學(xué)科的教學(xué)中也有廣泛的應(yīng)用。

（2）實(shí)驗(yàn)教學(xué)。在高校教育中實(shí)驗(yàn)教學(xué)是必不可少的教學(xué)環(huán)節(jié)，但因受到經(jīng)費(fèi)、場(chǎng)地、設(shè)備、人數(shù)等條件限制及安全性等各方面因素的影響，無(wú)法為學(xué)生提供多次練習(xí)的機(jī)會(huì)，部分實(shí)驗(yàn)更無(wú)法進(jìn)行。為了改善實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果，近來(lái)年有些高校嘗試?yán)锰摂M實(shí)驗(yàn)技術(shù)來(lái)彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)條件的不足。例如在醫(yī)學(xué)學(xué)科課程的學(xué)習(xí)中許多知識(shí)需要通過(guò)具體的實(shí)驗(yàn)操作來(lái)體驗(yàn)與掌握，傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)常以兔子、老鼠等小動(dòng)物為標(biāo)本來(lái)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作（如解剖），這樣一方面給學(xué)校資金造成壓力，另一方面學(xué)生親身實(shí)踐的機(jī)會(huì)還是較少。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以產(chǎn)生虛擬的標(biāo)本、病體和設(shè)備，學(xué)生通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作這些虛擬對(duì)象，使得對(duì)知識(shí)有更真實(shí)具體的體驗(yàn)，學(xué)習(xí)效率提高。另外，這些對(duì)象是虛擬的，學(xué)生可以反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，增加對(duì)知識(shí)的掌握度，也可降低學(xué)校教學(xué)成本。

2.2在數(shù)字圖書(shū)館建設(shè)中的應(yīng)用

因虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用投資大，對(duì)硬件要求高，目前國(guó)內(nèi)圖書(shū)館應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究剛剛進(jìn)入起步階段。目前我國(guó)國(guó)家圖書(shū)館應(yīng)用此技術(shù)創(chuàng)建了新館漫步系統(tǒng)，在虛擬現(xiàn)實(shí)體驗(yàn)區(qū)讀者可以虛擬參觀館區(qū)建筑及閱覽室分布情況等，讀者在參觀的同時(shí)還可以進(jìn)行交換視覺(jué)、 自由漫步等交互行為[4]。圖書(shū)館常提供相應(yīng)的咨詢(xún)服務(wù)，美國(guó)俄亥俄大學(xué)圖書(shū)館可通過(guò)實(shí)時(shí)視頻或即時(shí)通訊等參考咨詢(xún)方式，國(guó)內(nèi)有部分重點(diǎn)高校圖書(shū)館則以QQ視Email等方式提供參考咨詢(xún)服務(wù)[5]。雖然國(guó)內(nèi)一般院校還不具備應(yīng)用這一技術(shù)的基礎(chǔ)，但國(guó)內(nèi)圖書(shū)館界對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍十分關(guān)注。

三、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高校數(shù)字化校園建設(shè)中的應(yīng)用策略

我院作為一所醫(yī)衛(wèi)類(lèi)高職院校，學(xué)院的信息化建設(shè)與教學(xué)模式及效果息息相關(guān)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是未來(lái)數(shù)字校園建設(shè)的發(fā)展趨勢(shì)，但不能盲目跟風(fēng)浪費(fèi)資金投入，應(yīng)切合實(shí)際逐步推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的引進(jìn)與應(yīng)用。現(xiàn)初步可以從以下幾個(gè)方面進(jìn)行考慮。

3.1建設(shè)虛擬教室

針對(duì)醫(yī)學(xué)教學(xué)的特點(diǎn)，可以建設(shè)一個(gè)醫(yī)學(xué)專(zhuān)業(yè)的虛擬教室，構(gòu)建人體、器官、牙齒等相關(guān)模型及相關(guān)實(shí)驗(yàn)環(huán)境。對(duì)于一些抽象、難以理解的知識(shí)點(diǎn)教學(xué)，教師可以在虛擬教室中更逼真的演示教學(xué)，提高學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與體會(huì)。另外，針對(duì)教學(xué)課程中的實(shí)驗(yàn)教學(xué)部分，采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營(yíng)造各種虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境，讓學(xué)生可以像在真實(shí)的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，并且可以重復(fù)進(jìn)行實(shí)踐操作，提高學(xué)生的科研能力。

3.2構(gòu)建虛擬圖書(shū)館

高職院校信息化建設(shè)中數(shù)字化圖書(shū)館的建設(shè)也是相當(dāng)重要的一個(gè)部分，引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以完善數(shù)字化圖書(shū)館的服務(wù)，組織更多樣化的圖書(shū)活動(dòng)。每年圖書(shū)館工作人員都會(huì)對(duì)新生進(jìn)行入館培訓(xùn)，對(duì)圖書(shū)館的分布及功能進(jìn)行介紹。如果引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以構(gòu)造出一個(gè)虛擬的導(dǎo)讀和咨詢(xún)平臺(tái)，師生通過(guò)人機(jī)交互可以方便快捷的了解圖書(shū)館，提供多樣化的服務(wù)。圖書(shū)檢索是圖書(shū)館為師生提供的一項(xiàng)重要服務(wù)，師生使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)檢索圖書(shū)，如站在書(shū)架前身臨其境般看到圖書(shū)的作者、出版社等重要信息。另外還可以為師生智能推薦相關(guān)圖書(shū)，提升服務(wù)質(zhì)量。

3.3虛擬培訓(xùn)

學(xué)院每年都會(huì)對(duì)師生進(jìn)行安全教育培訓(xùn)及消防演習(xí)，但并沒(méi)有引起相應(yīng)的重視。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在防災(zāi)和救災(zāi)訓(xùn)練中體現(xiàn)出的應(yīng)用能力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于傳統(tǒng)的培訓(xùn)形式，在國(guó)際上也正在獲得越來(lái)越多的認(rèn)可。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的沉浸感將人們置身于火災(zāi)、洪水和地震這些“真實(shí)的”災(zāi)害場(chǎng)景中，可以讓人們從心底認(rèn)識(shí)到災(zāi)害預(yù)防和快速逃生的重要性。除此之外，學(xué)院有設(shè)置成人教育及臨床學(xué)習(xí)班。傳統(tǒng)的培訓(xùn)模式主要以教師口述為主，往往停留在書(shū)本上，缺乏實(shí)戰(zhàn)演練，因此效果往往不佳。在培訓(xùn)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，在保障學(xué)生安全的基礎(chǔ)上，不僅能使學(xué)生身臨其境，增加真實(shí)感，而且還能縮短培訓(xùn)時(shí)間，減少培訓(xùn)成本。

四、結(jié)論

隨著計(jì)算機(jī)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越多。在高校教育中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可改善教學(xué)環(huán)境，提高教學(xué)效果和校園信息建設(shè)水平。雖然其具有很多優(yōu)勢(shì)，但也存在很多不足，在實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)根據(jù)自身實(shí)際需求開(kāi)展研究，避免過(guò)度追求新技術(shù)造成資源浪費(fèi)。相信在不久的將來(lái)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)廣泛應(yīng)用于高校教育中，使教育技術(shù)更上一個(gè)層次。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]姜學(xué)智，李忠華. 國(guó)內(nèi)外虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究現(xiàn)狀[J]. 遼寧工程技術(shù)大學(xué)學(xué)報(bào)，2004（04）

[2]王偉，陳輝. 虛擬現(xiàn)實(shí)在醫(yī)學(xué)教育中的應(yīng)用[J]. 中國(guó)教育技術(shù)裝備，2009（04）

[3]鄧衛(wèi)民.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在信息技術(shù)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究[J].四川工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2015，10

[4]王晨晨. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在圖書(shū)館的應(yīng)用[J]. 圖書(shū)館學(xué)研究，2011（20）

[5]劉高翔. 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在高校數(shù)字圖書(shū)館服務(wù)方面的應(yīng)用研究[J]. 中國(guó)科教創(chuàng)新導(dǎo)刊，2014（13）