VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育的應(yīng)用

摘?要：隨著智能信息技術(shù)的不斷發(fā)展，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，并應(yīng)用到眾多領(lǐng)域當(dāng)中，其中高等教育在新時(shí)期改革背景下，也逐漸更新與轉(zhuǎn)變教學(xué)模式，將VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)滲透到教育教學(xué)當(dāng)中，如虛擬實(shí)驗(yàn)室、數(shù)字場(chǎng)館，以及模擬訓(xùn)練等，賦予了高等教育更多元化的教學(xué)方法與發(fā)展趨勢(shì)。基于此，本文就以VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為切入點(diǎn)，探究其在高等教育中的實(shí)際應(yīng)用策略，以期利用人機(jī)交互技術(shù)實(shí)現(xiàn)教學(xué)設(shè)計(jì)和技能培訓(xùn)等教學(xué)任務(wù)，同時(shí)提高教育質(zhì)量，促進(jìn)我國(guó)高等教育的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);高等教育;應(yīng)用

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種綜合性技術(shù)統(tǒng)稱，其中都包括系統(tǒng)仿真技術(shù)、傳感技術(shù)，以及大數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和圖形學(xué)，具有較高的實(shí)用價(jià)值，將此技術(shù)應(yīng)用到高等教育當(dāng)中，能夠?yàn)榻虒W(xué)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)分析，以及專業(yè)技能培訓(xùn)，起到一定的推動(dòng)和輔助作用。對(duì)此，本文就針對(duì)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育中的應(yīng)用問題，進(jìn)行全面剖析與探究，通過了解VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特征與應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步拓展到實(shí)際應(yīng)用層面，并結(jié)合高等教育做出實(shí)踐性嘗試與研究。

一、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特征及應(yīng)用現(xiàn)狀

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要以計(jì)算機(jī)仿真為基礎(chǔ)，將人工智能、大數(shù)據(jù)、傳感和系統(tǒng)仿真等技術(shù)進(jìn)行綜合，形成了先進(jìn)的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中。本質(zhì)上來講，VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就是利用人們“視、聽、觸”等感官器官，通過虛擬畫面與聲音傳感，為人們制造高度仿真的虛擬畫面，讓人們身臨其境;同時(shí)也可以利用語言和手勢(shì)等方式，形成人機(jī)交互模式，帶給人們更好仿真體驗(yàn)。而VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有沉浸性、交互性和想象性等特征，其中重點(diǎn)以人的心理和生理特點(diǎn)為基點(diǎn)，設(shè)定人體傳感交互模式，使人沉浸虛擬環(huán)境中，充分創(chuàng)造和想象空間，從而獲得豐富的情感體驗(yàn)。而當(dāng)前VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育的應(yīng)用中，主要以“人機(jī)交互”為基點(diǎn)，充分發(fā)揮VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)與特征，從根本上推動(dòng)高等院校的高質(zhì)量發(fā)展。

二、VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育的優(yōu)化應(yīng)用路徑

（一）虛擬實(shí)驗(yàn)室的構(gòu)建

高等教育教學(xué)中，對(duì)于不同學(xué)科都需要培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐操作能力，所以常常會(huì)涉及到“實(shí)驗(yàn)操作”，有些會(huì)是一些危險(xiǎn)系數(shù)較高的實(shí)驗(yàn)，而為了保障學(xué)生的安全，同時(shí)也為了滿足教學(xué)需求，就需要利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，創(chuàng)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，如解剖實(shí)驗(yàn)、燃燒、爆炸等一些激烈性、危險(xiǎn)性實(shí)驗(yàn)。利用此技術(shù)對(duì)高等院校進(jìn)行教學(xué)，可以滿足構(gòu)建主義和情景認(rèn)知，以及智能媒體教學(xué)等多項(xiàng)教學(xué)需求，能夠通過為學(xué)生提供真實(shí)模擬情境，將知識(shí)與實(shí)踐形成交互模式，使學(xué)生通過虛擬觀察、操作與訓(xùn)練，實(shí)現(xiàn)對(duì)知識(shí)與技能的全面掌握。利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建虛擬實(shí)驗(yàn)室，一方面可以讓學(xué)生觀察和了解實(shí)驗(yàn)同時(shí)，同時(shí)還可以參與到虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景當(dāng)中，全面拓展創(chuàng)新思維，有效提高學(xué)習(xí)效率。

（二）數(shù)字場(chǎng)館漫游

數(shù)字場(chǎng)館漫游是VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的重要一項(xiàng)內(nèi)容，也是高等教育教學(xué)中需求性較強(qiáng)的技術(shù)項(xiàng)目。其中數(shù)字場(chǎng)館的構(gòu)建，主要是利用Web3D技術(shù)，結(jié)合大數(shù)據(jù)技術(shù)，將整體系統(tǒng)進(jìn)行編程，根據(jù)高等教育教學(xué)的實(shí)際需求，構(gòu)造沉浸式和創(chuàng)造性的虛擬數(shù)字場(chǎng)館，為學(xué)生創(chuàng)設(shè)逼真的教學(xué)場(chǎng)景，讓每一位學(xué)生都能夠沉浸到虛擬環(huán)境當(dāng)中，跟隨教師的引導(dǎo)，進(jìn)行觀察、學(xué)習(xí)和漫游演練，從而激發(fā)學(xué)生興趣，提高自學(xué)效能。此外，在高等教育教學(xué)中，教師還可以根據(jù)專業(yè)特點(diǎn)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)與Web3D技術(shù)，將數(shù)字場(chǎng)景設(shè)定具有差異性，如數(shù)字博物館場(chǎng)景、數(shù)字城市、校園場(chǎng)景等的，引導(dǎo)學(xué)生在不同的場(chǎng)景中扮演不同的角色，通過虛擬場(chǎng)景獲得真實(shí)的體驗(yàn)和感受。以此提高學(xué)生學(xué)習(xí)效率，同時(shí)拓展學(xué)生的創(chuàng)新思維，促進(jìn)高等教育教學(xué)水平的全面提升，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)+教育教學(xué)的發(fā)展目的。

（三）模擬訓(xùn)練

模擬訓(xùn)練是理論知識(shí)之外的一種實(shí)操學(xué)習(xí)模式，主要利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中，所模擬的多維場(chǎng)景，對(duì)學(xué)生進(jìn)行的操作訓(xùn)練，如教育訓(xùn)練區(qū)、三維仿真軍事文化模擬場(chǎng)、歷史展館，以及室外景觀仿真區(qū)等，都是利用3D交互技術(shù)，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)多項(xiàng)技術(shù)，來實(shí)現(xiàn)的。可以幫助教師引導(dǎo)學(xué)生實(shí)際操作和訓(xùn)練，通過佩戴立體眼鏡和頭盔，把握操作手柄等，來實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互，讓學(xué)生感受真實(shí)的場(chǎng)景，并大膽嘗試各種訓(xùn)練，并結(jié)合教師所傳授的理論知識(shí)，一方面提高實(shí)際操作能力，另一方面滿足新時(shí)期教育改革中，對(duì)理論+實(shí)踐操作教學(xué)模式革新的需求。而VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠設(shè)計(jì)出各種仿真的模擬訓(xùn)練場(chǎng)景，如高等教育教學(xué)中針對(duì)學(xué)生駕駛技能訓(xùn)練時(shí)，可以讓學(xué)生進(jìn)行仿真模擬訓(xùn)練，利用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建仿真模擬環(huán)境，通過聽覺、視覺和觸覺，獲得真實(shí)體驗(yàn)，在安全的仿真駕駛環(huán)境中完成訓(xùn)練。

三、結(jié)論

VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是當(dāng)前信息技術(shù)高速發(fā)展下的新型產(chǎn)物，將其引進(jìn)高等教育當(dāng)中，不僅可以激發(fā)學(xué)生較高的學(xué)習(xí)興趣，拓展創(chuàng)新思維，同時(shí)還能夠優(yōu)化教學(xué)模式與結(jié)構(gòu)，為傳統(tǒng)教育向現(xiàn)代化多元教育模式發(fā)展?fàn)烤€搭橋，發(fā)揮VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的潛力與作用，更好的推動(dòng)高等教育的優(yōu)質(zhì)發(fā)展。而本文針對(duì)VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高等教育中應(yīng)用所進(jìn)行的研究，了解了VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的實(shí)際價(jià)值與特征，希望能夠推動(dòng)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)+高等教育”全面發(fā)展。

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基金項(xiàng)目：本文系北海職業(yè)學(xué)院2019年度第一批院級(jí)教育教學(xué)改革課題“VR技術(shù)在高職實(shí)驗(yàn)室管理和實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的研究與開發(fā)”（項(xiàng)目編號(hào)：2019YJY21）階段性成果之一

作者簡(jiǎn)介：鐘強(qiáng)（1979-），男，瑤族，廣西桂林人，本科，講師，畢業(yè)院校：廣西師范大學(xué)，電子信息工程專業(yè)，研究方向：電子電路設(shè)計(jì)、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用技術(shù)。