探析虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校教學(xué)中的應(yīng)用及前景

張英馳

摘 要：本文簡要列舉了國內(nèi)外虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)上應(yīng)用的現(xiàn)狀，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)高校教學(xué)應(yīng)用進行了詳細論述，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)走進高校教學(xué)的優(yōu)勢進行了分析，隨著時代的高速發(fā)展對其在高校的應(yīng)用進行了展望。

關(guān)鍵詞：高校教學(xué);虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以生成逼真的視、聽、觸覺一體化的特定范圍的虛擬環(huán)境，體驗者通過媒介與虛擬空間進行互動，從而產(chǎn)生身臨其境的感受和體驗。在近些年計算機技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)的高速發(fā)展下虛擬現(xiàn)實技術(shù)已經(jīng)走進了我們的生活，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以制造出虛擬的環(huán)境場景，將這種特性應(yīng)用于高校教育教學(xué)中會給學(xué)生帶來一個無邊界的想象世界。學(xué)生可以在虛擬世界中充分發(fā)揮自己的想象力與無限的發(fā)散思維，使知識自然地與學(xué)生進行交互，未來教育領(lǐng)域與虛擬技術(shù)的融合值得期待。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 國外現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的效果極佳的教學(xué)手段，目前在國外軍事、體育、醫(yī)學(xué)等方面的一些操作中已經(jīng)廣泛應(yīng)用，在教學(xué)方面一些普通中學(xué)也已使用。英國計劃開發(fā)用于生物教學(xué)的虛擬系統(tǒng)，學(xué)生在虛擬環(huán)境中探索動物世界和植物世界，學(xué)習(xí)如何解剖。在美國為培養(yǎng)飛行員，空軍院校為了滿足一些階段訓(xùn)練的要求，特意建造了虛擬訓(xùn)練倉“超級駕駛艙”。麻省理工學(xué)院媒體實訓(xùn)室建立了虛擬的實訓(xùn)實驗系統(tǒng)，為實驗提供幫助。在牛津大學(xué)，建立用于觀察和展示化學(xué)實驗中形成的化學(xué)反應(yīng)的虛擬化學(xué)實驗室，虛擬實驗室生動詳細地呈現(xiàn)了化學(xué)課程中的化學(xué)反應(yīng)。

1.2 國內(nèi)現(xiàn)狀

目前，我國著名大學(xué)、科學(xué)研究單位都認識到和發(fā)現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)的潛力與價值，紛紛開始了虛擬現(xiàn)實的研究工作，絕大部分高校企業(yè)都計劃參與到虛擬現(xiàn)實技術(shù)與教育的研究中。國內(nèi)研究和應(yīng)用成果絕大多數(shù)存在于“虛擬實驗”領(lǐng)域，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在設(shè)計類的實踐能力培養(yǎng)中的應(yīng)用研究寥寥無幾，而設(shè)計類的實踐能力培養(yǎng)通常是在室外或野外大環(huán)境中展開的，其實踐方式、實踐目標有別于工程科技領(lǐng)域的“虛擬實驗”模式。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在課堂教學(xué)中的應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過與其他媒體，如文本、聲音、圖像、視頻等建立超鏈接的方式，呈現(xiàn)靜態(tài)或動態(tài)的逼真的三維環(huán)境，在教學(xué)中可以廣泛地應(yīng)用于教學(xué)中需要三維描述才能講清楚的問題，用生動形象的形式表現(xiàn)那些抽象、枯燥、難懂的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生真切地體驗到課程的樂趣。通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，學(xué)生身處虛擬世界中，封閉式的環(huán)境促使學(xué)生全身心地投入學(xué)習(xí)環(huán)境，虛擬環(huán)境的學(xué)習(xí)是無任何危險的。在學(xué)習(xí)中，類似具有潛在危險的實驗這種不便于現(xiàn)場演示的實驗，還有硬件設(shè)備昂貴的實驗等都可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)得以實現(xiàn)，避免實驗反應(yīng)產(chǎn)生的危險。

在高校教學(xué)中利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)（VR）全方位進行講解，確保學(xué)生能夠理解教師在課堂中傳授的每一個細節(jié)，為學(xué)生與教師在教學(xué)當中的及時溝通提供基本保障。

3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校教學(xué)中的影響

隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，這種高效的信息傳播工具被廣泛應(yīng)用于教學(xué)活動中，對教學(xué)而言將產(chǎn)生重要的意義的是虛擬現(xiàn)實技術(shù)以一種新興的教學(xué)媒介的身份運用到教學(xué)活動中。

3.1 促進教學(xué)觀念的變化

虛擬現(xiàn)實技術(shù)這種教學(xué)媒介不同于以往，將傳統(tǒng)的以教師為中心、以課堂為中心、以書本為中心的教育模式進行革新，需要教師充分應(yīng)用新的技術(shù)平臺，更新教學(xué)觀念。傳統(tǒng)課堂教學(xué)技術(shù)僅能夠為學(xué)生提供視覺效果，無法調(diào)動學(xué)生其他的感觸覺。但全新的技術(shù)在課堂教學(xué)中應(yīng)用時，徹底轉(zhuǎn)變了傳統(tǒng)的教學(xué)效果和質(zhì)量。虛擬現(xiàn)實技術(shù)成為教學(xué)媒介，給學(xué)生呈現(xiàn)出一個生動、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，促使學(xué)生成為參與者，極大地調(diào)動學(xué)習(xí)的積極性、學(xué)習(xí)熱情和創(chuàng)造力，對培養(yǎng)學(xué)生將起到積極的作用。

3.2 提高課堂教學(xué)效率，使課堂教學(xué)得到優(yōu)化

虛擬現(xiàn)實技術(shù)這種新媒介引入教學(xué)后，需要對教學(xué)內(nèi)容進行改革。根據(jù)技術(shù)的特點與優(yōu)勢，從更好地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造和實踐能力出發(fā)，針對每一門課程整體規(guī)劃設(shè)計教學(xué)內(nèi)容。

在高校教學(xué)中合理運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，打破傳統(tǒng)教學(xué)模式的局限和束縛，可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，提高課堂教學(xué)的效率。學(xué)生在教學(xué)中置身于虛擬教學(xué)環(huán)境中，通過自身與周邊環(huán)境的相互作用獲取知識。這種獲取知識的方法讓難度較高的知識點簡單化，大大增強了學(xué)生對知識的理解和掌握效果。在具體的教學(xué)活動中，教師能夠按照教學(xué)需求適當運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)專業(yè)知識，以更好地實現(xiàn)教學(xué)目標，輔助教師提高課堂教學(xué)效率。

3.3 有利于挖掘高校潛能

虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用有利于挖掘高校潛能，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學(xué)媒介的使用可以優(yōu)化高校的教學(xué)環(huán)境，有效地拓展高校的承載能力。實驗和實習(xí)資金的嚴重短缺以及學(xué)生規(guī)模的迅速擴大，還有實驗基礎(chǔ)設(shè)施的嚴重失衡以及實驗發(fā)展的規(guī)模，長期以來一直是高校困擾的問題，并且暫時也沒有找到解決方法，虛擬現(xiàn)實媒介可以從根本上解決這類問題，很好地適應(yīng)當前我國高校擴招的發(fā)展需求。

4 結(jié)語

當下，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以作為一種新型的教學(xué)媒體在教學(xué)活動中廣泛使用，在教學(xué)過程中引入虛擬現(xiàn)實技術(shù)，創(chuàng)新了原有的教學(xué)手段和途徑，將引起教育領(lǐng)域的極大關(guān)注。可以預(yù)見的是，高等教育的模式會隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的普及而發(fā)生巨大的變化。正如多媒體教學(xué)技術(shù)對傳統(tǒng)黑板教學(xué)模式的改變一樣，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其交互性、沉浸感和想象力強的特點也將改變傳統(tǒng)的高校教學(xué)模式，真正實現(xiàn)線上、線下的情景化、形象化教學(xué)，掀起一場新興的教育革命。其合理使用在一定程度上彌補了傳統(tǒng)課件在使用過程中存在的不足，憑借自身強大的交互功能為學(xué)生創(chuàng)造了一個更加逼真而直觀的學(xué)習(xí)環(huán)境，確保學(xué)生能夠“身臨其境”地學(xué)習(xí)到更加專業(yè)的知識。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前仍屬于新生事物，在高校教育實踐中的運用尚未完全成熟，在實踐過程中還應(yīng)從明確實踐教學(xué)的目標和內(nèi)容入手，以滿足實踐教學(xué)的需要為前提。可預(yù)見的是，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高校教學(xué)中具有值得期待的前景。

參考文獻：

[1] 段曉波，張蕾.虛擬現(xiàn)實技術(shù)普及化浪潮與高校教學(xué)變革[J].科技展望，2016.