虛擬現實技術在現代高校教育系統建設中的應用

王洋洋

[摘 要]隨著社會經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，在高校教育系統建設中，許多較為先進的技術都得到了廣泛應用，其中就包括虛擬現實技術。近年來，虛擬現實技術成為一種迅速發展的高新技術，在社會各個領域中都得到較為普遍的應用，尤其是隨著當前信息技術迅速發展的態勢，現代高校教育領域信息化建設變得越來越重要，而在現代高校教育系統建設中，虛擬現實技術發揮著十分重要的促進作用，有效推動了教學質量提高，信息技術的應用對高校實驗教學質量有著十分緊密的聯系。本文主要對虛擬現實技術進行了相關概述，分析了虛擬現實技術在高校教育系統建設中的應用，同時探討了影響該技術在高校教育教學中應用的因素及應對策略。

[關鍵詞]虛擬現實技術;現代高校;教育系統建設

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2019.22.099

[中圖分類號]G434[文獻標識碼]A[文章編號]1673-0194（2019）22-0-02

0? ? ?引 言

在當今信息時代環境下，計算機技術在社會各個領域發揮著極其重要的作用，在現代高校教育領域中扮演著十分重要的角色。同時依托于計算機設備的虛擬現實技術也逐漸發展了起來，起初被創建應用于軍事領域，在不斷發展中開始應用于社會其他領域，在高校教育系統建設領域中也逐漸得到了較多重視。虛擬現實技術融合了圖形圖像技術、仿真技術、人工智能、傳感技術以及顯示技術等多種先進技術，在虛擬現實系統中，用戶可以通過視覺、聽覺和觸覺來感知虛擬的環境。隨著信息技術發展，虛擬現實技術已經成為提高教學質量的重要手段，尤其是在高校實踐教學中，不僅能夠模擬真實實驗的全過程，也能夠有效克服真實實驗中存在的各種弊端，從而提供高質量的教學，促進高校教育系統建設。虛擬現實技術的發展越來越成熟，具有沉浸性、交互性、互動性和構想性等特點，將會有力推動現代高校教育系統建設。

1? ? ?虛擬現實技術相關概述

1.1? ?概念

虛擬現實技術也可以稱為靈境技術，在當前環境下是一種十分先進的仿真技術手段，具有沉浸性、交互性和構想性等特點。虛擬現實技術綜合了圖形圖像技術、計算機網絡、仿真等多種較為先進的技術，能夠對相應的真實環境進行很好模擬，用戶通過視覺、聽覺和觸覺，并利用多種交互設備與虛擬環境中的對象進行相應交互，能夠讓用戶感受到一種身臨其境的感覺。當前在高校教育系統建設中，虛擬現實技術逐漸得到越來越多的重視，隨著高校信息化建設不斷發展，虛擬現實技術會在高校教育系統建設中發揮出十分重要的促進作用。

1.2? ?層次分析

虛擬現實技術具有沉浸、交互、構想等3個基本特征，而沉浸、交互是其中重要的特征。在當前社會各個領域中都有應用到虛擬現實技術，不同場景的需求形成的虛擬現實系統不同，一般可以劃分為4個層次，其中包括桌面式虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、分布式虛擬現實系統以及增強式虛擬現實系統。桌面式虛擬現實系統使用普通的計算機就可以模擬出虛擬環境，可以直接利用計算機屏幕讓參與者感受，在交互上也只是使用鍵盤或者鼠標與系統進行相應控制;沉浸式虛擬現實系統通過利用高檔工作站、高性能圖形加速卡以及相應交互設備，能夠將參與者真正與外界環境進行隔離，使用戶完全沉浸在虛擬環境中;分布式虛擬現實系統能夠將不同位置的虛擬現實系統進行有效連接，從而充分利用不同的資源，為達到某一個目的而創造出相應虛擬環境;讓用戶看見現實環境中的物體，將真實的環境和虛擬的環境進行相應融合。

2? ? ? 虛擬現實技術在高校教育系統建設中的應用

2.1? ?在高校教學中的應用

虛擬現實技術在高校醫學、建筑、機械等學科領域中得到了較為廣泛的應用，通過使用虛擬現實技術能夠為學生提供一個模擬真實學習環境的場所，學生能夠在交互式的學習環境中更加深刻理解所學知識，并提升自身實踐操作能力。在虛擬現實技術的支持下，學生還可以與其他學生很好地進行交流，增強自身的體驗感和學習興趣。

2.1.1? ?在課堂教學方面

在課堂教學過程中遇到較為抽象難懂的知識點時，傳統的教學方式是采用板書的形式進行相應講解，但是往往得不到較好的教學效果。通過使用虛擬現實技術，教師在課堂教學過程中可以模擬三維的場景或者物體，不但豐富了教學內容，也能夠很好地提高學生的學習興趣和教學效果。比如在高校的醫學領域中，通過應用虛擬現實技術可以創造出一個“虛擬人”，學生通過相關設備就能夠從各個角度立體觀察人體組織結構;在高校計算機應用課程教學中，教師將虛擬系現實技術引入“計算機硬件”教學環節中，以便提高教學效果。同時在其他學科的教學中，虛擬現實技術也有較為廣泛的應用。

2.1.2? ?實驗教學方面

在高校教育系統中，課程實驗教學是其中十分重要的環節，但對于一部分高校來說，在經費、場地、設備、人數等因素限制下，高校不能很好地為學生提供多次練習的機會，甚至有一些實驗無法開展。為了改善高校實驗教學的效果，高校開始嘗試使用虛擬現實技術完善實驗教學條件，比如對于醫學領域的課程而言，許多醫學知識需要經過相應實驗操作進行掌握，在傳統的實驗教學中，大多利用小動物進行實驗操作，這不僅增加了學校實驗教學的成本，而且學生進行實驗操作的機會也非常少，通過利用虛擬現實技術可以模擬相應標本、病體和設備，學生通過對虛擬對象進行實驗操作，能夠達到比實際實驗更加真實的體驗，從而更加有助于掌握學科知識，提高學習效率。同時，學生可以進行反復實驗操作，進而達到熟練掌握的地步。

2.1.3? ?虛擬實訓方面

隨著我國政府對職業教育的重視，職業教育得到了快速發展，高職院校也在加快實訓場地建設來滿足實訓教學需要。但是實訓場地建設往往會受到較多因素影響，具有較長的建設周期，而且實訓設施的先進性也會跟不上時代發展的潮流。隨著高職院校學生人數不斷增加，實訓器材的消耗量也在不斷增加，應用和維護成本也在不斷上升，并且學生也不能進行自主實訓，實訓內容比較單一。而利用虛擬現實技術結合計算機技術、網絡技術，與實訓儀器進行有效配合，能夠很好地提升實訓的整體性能，而且虛擬實訓還表現出較強的交互性，學生可以根據自己的想法進行大膽創新和探索，不斷提高學生的動手能力、創新能力等。

2.2? ?在高校數字圖書館建設中的應用

利用虛擬現實技術需要投入大規模的資金，且對硬件的要求比較高，圖書館應用虛擬現實技術的研究剛剛起步，我國目前環境下，在圖書館中應用虛擬現實技術創建了新館漫步系統，在圖書館相應虛擬現實體驗區，學生可以在虛擬環境中參觀圖書館建設和閱覽室分布。隨著高校教育系統建設不斷推進以及科學技術的不斷發展，虛擬現實技術一定會在高校圖書館中得到普遍應用。

3? ? ?影響虛擬現實技術在高校教育系統建設中應用的因素及其應對策略

3.1? ?應用虛擬現實技術的成本及其應對策略

虛擬現實技術通常能夠劃分為桌面式虛擬現實系統、沉浸式虛擬現實系統、分布式虛擬現實系統以及增強式虛擬現實系統4個層次，在這些虛擬現實系統中，桌面式虛擬現實系統是一種較為低級的虛擬現實系統，通過使用普通的計算機就可以模擬出虛擬環境，可以直接利用計算機屏幕讓參與者進行感受，在交互上也只是使用鍵盤或者鼠標與系統進行相應控制，雖然具有較差的沉浸性，但具有相對較低的成本，能夠滿足高校教學相關需求。面對虛擬現實技術較高的應用成本，想要充分發揮虛擬現實技術在高校教育系統中的應用作用，高校需要對虛擬現實技術的成本和體驗感進行綜合考慮，進而進行相應決定。但相對來說，使用桌面虛擬現實技術具有更高的性價比。對于高校教育系統建設工作而言，虛擬現實技術具有十分重要的作用，高校需要進行相應頂層設計，合理支持虛擬現實技術的應用。

3.2? ?傳統教學平臺的影響及其應對策略

在傳統教學模式和教學體系下，傳統教學平臺已經不能適應社會發展，也無法更好地滿足高校教學的需求，同時也不能滿足虛擬現實技術對教學平臺的需求，所以高校應該針對傳統教學平臺進行相應升級改造，從而滿足開展虛擬教學的相關需求。建設相應虛擬教學平臺，需要依靠虛擬現實技術的軟硬件平臺，軟硬件平臺可以是工作站也可以是個人計算機設備。在構建虛擬教學平臺時，要借助一定的虛擬現實教學開發工具，同時也要綜合考慮多方面的內容。

3.3? ?傳統教學模式的影響及其應對策略

傳統的教學模式過于注重知識體系的系統性，教師在教學過程中處于主導地位，教學方式過于單一，缺少對新技術的使用，教學效率也不高，學生處于被動接受知識的狀態，自身的主觀能動性得不到有效發揮，不能很好地激起學生的學習興趣。隨著教育信息化建設，新技術的應用需要有相應教學模式來引導，從而適應虛擬現實技術的應用。通過積極構建相應虛擬教學平臺和系統，開展基于虛擬現實技術的教學模式，可以有效實現教學過程的虛擬化，改變教師在教學過程中的主體地位，突出學生的主體作用。在虛擬教學模式下可以充分共享和及時更新相應教學資源，設置更加多元化的教學目標，同時也有助于學生進行動態學習。

4? ? ?結 語

隨著社會經濟的快速發展和科學技術的不斷進步，虛擬現實技術在高校教育系統建設中發揮著越來越重要的作用。虛擬現實技術融合了圖形圖像技術、仿真技術、人工智能、傳感技術以及顯示技術等多種先進技術，具有沉浸性、交互性和構想性等特點。本文分析了虛擬現實技術在高校教育系統建設中的應用，同時探討了影響該技術在高校教育教學中應用的因素及其應對策略，從而為虛擬現實技術在高校教育系統建設中的應用提供一定參考。

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