虛擬現實技術在高職實訓教學中的應用研究

宋佳艷

（南京鐵道職業技術學院，江蘇 南京 210031）

相比于其他媒體來說，虛擬現實技術有著顯著優勢，其在職業教育中的突破性應用，使得動態過程仿真、微觀解剖研究、技能技術培訓、直觀效果設計等比較復雜的教學內容變得更加簡單易操作，所以此項技術也正在得到廣大高職學校的重視，它也可視為高職教育技術的發展里程碑。

1 虛擬現實技術的概念及其運用優勢

簡單地說，虛擬現實技術本質上是一種計算機仿真系統，該系統以計算機技術為基礎，通過構建動態立體視景和仿真實體行為的情境，使使用者沉浸于逼真的虛擬世界中。伴隨計算機信息科技的迅速變革，在藝術教學實踐領域，虛擬現實技術得到了廣泛應用，其優勢集中體現在可以實現課堂的情景化，以及良好的交互性，尤其是能夠清晰地展示出藝術設計所強調的空間感以及邏輯屬性等，這有助于實現更好的教學效果。

從技術發展歷程來看，虛擬現實技術起源相對較晚，它產生于20世紀末期，可理解為是一種融合了人機交互、計算機傳感器、立體空間顯示、多媒體科技、網絡信息等綜合性新技術。隨著虛擬現實技術的發展，該技術已經能夠很好地營造出逼真的虛擬情境，讓使用者沉浸其中，以至難辨真假，它憑借產生的模擬環境和感知，表現出很強的交互性、感知性和自主性優勢。這里說的虛擬環境，本質上是借助計算機系統構建的動態可視立體虛擬空間，而模擬感知則指使用者在沉浸其中所體驗到的感知。這種感知具有多元性，不僅包括對圖像的視覺感知，還包括觸覺、運動、聽覺，以至于味覺、嗅覺等不同感知。得益于計算機信息技術的快速發展，尤其是人機交互技術的興起，目前虛擬現實技術正在不同領域得到推廣和應用。其中教育領域是虛擬現實技術的重要應用對象，包括大家熟知的虛擬課堂、虛擬圖書館、虛擬展館、虛擬遠程教育、虛擬電影廳等。通常來說，虛擬現實技術可以氛圍4類，即增強式系統、桌面式系統、網絡分布式系統和沉浸式系統。其中，由于受到技術和資金限制，教育領域目前所采用的系統主要為桌面式和增強式，而絕大多數為前者[1]。

2 虛擬現實技術的用于藝術類實訓教學的優勢

2.1 有利于藝術設計情境創設

對于藝術設計這一學科，由于它十分抽象，缺少實物對照，需要學生具有良好的邏輯思維和空間想象能力，這導致很多學生在學習過程中感覺吃力，甚至會嚴重打擊學習熱情。而基于虛擬現實技術的空間和情境構建，能夠使藝術設計的學習內容更加形象逼真，當沉浸于虛擬系統之中時，學生能直觀地對課程內容進行理解和掌握。一方面，憑借虛擬現實技術所創設的逼真情境，學生能夠感知各式各樣的藝術設計，提升學生的興趣和熱情，從而增強他們的自主探究能力。此外，逼真的虛擬情境能夠讓學生更好感知藝術設計效果，并按照自己的思考對方案予以調整，達到鍛煉創新能力的目的。

2.2 有利于增強藝術設計認識

由于虛擬現實技術能夠很好地展示出藝術設計形式和風格，使原本抽象的藝術設計課程知識變得更加形象，學生在學習過程中能夠獲得良好的認知體驗，從而讓教學難點和重點知識變得簡單。教師在藝術設計課堂中，通過使用虛擬現實系統，能夠充分地向學生展示藝術圖像，并對其特點進行靈活的點評和剖析，如分析藝術材料、功能、光影等，這不僅增強了師生互動性，也使學生興趣大增，并更容易理解知識內容。

2.3 彌補高職教學條件的不足

當前，高職院校在進行實驗教學時，所面對的共性問題在于，因為經費短缺，很多配套實驗器材和設備難以到位，這就使實驗課教學難以達到預期效果。而虛擬現實系統的應用，恰好以低成本的方式解決了這一難題，實現了傳統教學向網絡化、虛擬化教學的拓展，通過創設出符合實驗需要的虛擬實驗情境，學生能夠在仿真虛擬情境中進行各種實驗學習和操作練習，這使學生能夠更好理解和掌握實驗知識[2]。

3 虛擬現實技術在藝術類高職實訓教學中的應用

由于虛擬現實技術具有很強的交互性、構想性和體驗感，因而該技術在高職實驗教學領域得到了很好應用。學生能夠借助于虛擬現實技術構建的仿真實驗室，圍繞課程實驗需要來進行仿真實驗操作。

簡單而言，計算機仿真教學，本質上是借助圖畫、視頻、語音或文字等信息元素，在信息軟件的輔助作用下實現人機互動，讓學習者感知事物狀態或動態變化的過程。對于高職院校來說，由于受場地、時間、資金等限制，很多實踐課程難以完全實現，不過教師可以使用現代化教學技術，將實踐課程相關知識制作成多媒體課件供學生使用，這些多媒體資源包含圖片、動畫、聲音等多種元素，能夠很好地將知識內容予以展示。而對于那些依靠傳統教學方式，難以進行展示和接觸的事物、環境等，則可通過虛擬現實技術予以展示。比如，在涉及民族藝術考察相關的課程上，要讓學生了解和認識分布于國內各地的56個不同民族，顯然親臨民族聚集地的做法不現實，那么為了能夠讓大家更好欣賞、感受這些民族藝術，就可以通過虛擬現實技術，將相關的民族風情制作成多媒體課件，并讓學生在課堂上足不出戶地感知這些民族知識[3]。

例如，數虎圖像作為一家專注于圖像服務的公司，該團隊在對楊阿苗民居進行虛擬仿真的時候，首先通過三維圖像建模的方式，將將民居所用的材料、做法和步驟等信息寫入模型，它主要以實物數據為參照，并在程序中進行調試和定位，從而系統地將施工程序展現出來，再利用燈光制造出所需的光影效果，以便展現更加真實的施工流程和藝術形象。從瀏覽方式上看，該系統能夠實現手動和自動兩種行走方式，使其互動性和游戲性大大增強。而且，該系統還融入了導航功能和實時截圖，使瀏覽體驗更好。顯而易見，假如把這一技術引進課堂，那么學生就能沉浸在逼真的虛擬學習環境中，從而提升學習興趣和學習效果。可以說，相對于傳統教學手段來說，計算機仿真教學具有效率高、信息量大、互動性強等眾多優勢。習慣于采用演示教學的教師，還能以現有教學方式為基礎，播放配套多媒體課件，使大家更好感知創設環境，還能根據自己需要調整教學情境，以集中表現事物本質和特點，增強學生對知識難點、重點規律的把握，還可以開展必要的技能培訓[4]。

在學習過程中，如果教師能夠很好地將課程所涉及的事物狀態、發展變化等進行虛擬展現，那么學生就能在很短的時間內獲得知識認知。情景模擬教學法的優點明顯，它直觀、形象、逼真、高效，能夠使學生很好地參與到學習互動中，并融入知識理解和探索的世界，而且還能鍛煉大家的實踐應用能力。在情景模擬教學中，借助虛擬現實技術，可以實現課程知識、操作內容、教學講解，以及效果評估等環節的完美融合，從而使仿真性更強。比如，在講解服裝設計相關課程時，可利用虛擬現實技術所構建的虛擬環境和平臺，對服裝進行反復設計和修改，而且能夠感知不同材質的手感和視覺效果，并結合模擬的顧客形象，挑選出合適的原材料，并設計最佳的圖案。基于網絡的“鏈型”教學，就是以互聯網為背景，通過構建虛擬教室，實現教室講授和學生學習的無縫對接。在這種虛擬學習環境下，學生可以擺脫教室課堂和書本內容的束縛，而通過切實感知實際問題的過程，實現理論知識、實踐鍛煉的結合，從而提升其應用能力。另外，由于互聯網作為溝通媒介，這能夠大大增進師生互動和了解，最終形成和睦的人際關系。而且，網絡在“鏈型”教學中的作用，還表現在它使教學不再受時空限制，老師和學生可以借助各種網絡交流平臺進行溝通，從而更好解決學習中存在的各種疑惑和問題。比如，大家能夠使用在線交流、留言板、電子郵件、MSN、微信、QQ等工具進行交流互動。

教師在進行虛擬仿真實驗教學的過程中，不但能夠對課件的文字內容進行編輯修改，還可以根據需要完成圖像、表格等處理，也能設計立體動畫和復合圖像層，并融入音樂背景、語音播放等效果。也就是說，虛擬現實技術通過計算機軟件，能夠將視、聽、觸、嗅等各種感知信息融為一體，從而營造出虛擬的仿真空間和情境。這一虛擬的仿真情境，可以增強教師和學生的教學體驗，從而提升教學效果[5]。

4 結語

通過文章研究可知，虛擬現實技術已經成為一項劃時代的技術，它是計算機信息技術和虛擬現實技術融合發展和新突破。目前，虛擬現實技術已經廣泛應用于各個領域，而在藝術教學中引入該技術，對破解傳統教學難題具有重要意義。虛擬現實技術應用于藝術設計實訓教學，已經取得了很多成果。然而由于諸多原因影響，當前我國各大藝術高職院校在虛擬現實教學應用方面并不成熟。所以，關于在藝術設計實訓教學中，如何更好應用虛擬現實技術，這還需要我們深入探究。

[參考文獻]

[1]張文君.虛擬現實技術在木版畫教學中的應用與實現[D].北京：北京工業大學，2014.

[2]葉步偉，馬德俊.虛擬實驗技術及其在遠程教育當中的應用[J].繼續教育研究，2011（6）：79-82.

[3]王金崗.虛擬現實技術中高職教育實訓教學[J].中國職業技術教育，2011（23）：76-80.

[4]李金國，楊林生，李云貴.虛擬現實技術應用于高職模具實訓教學的有效性探究[J].職教論壇，2010（3）：69-71.

[5]張建武，孔紅菊.虛擬現實技術在實踐實訓教學中的應用[J].電化教育研究，2010（4）：109-112.