淺析虛擬現實技術在教育中的應用

冉婧

摘? 要：自2016年“虛擬現實元年”被提出以來，隨著科技的迅猛發展，各種VR應用研究層出不窮。其中，VR在教育領域的應用十分廣泛，已經有相關研究者證明“VR+教育”能夠創造“1+1 >2”的效果。虛擬現實技術是繼多媒體技術、計算機網絡技術之后，為現代教育事業提供一種全新的技術支持。

關鍵詞：虛擬現實技術；教育

自2016年“虛擬現實元年”被提出以來，隨著經濟的發展，科技的不斷進步，各種VR應用研究層出不窮。其中，VR在教育領域的應用十分廣泛，目前主要應用在技能訓練、三維物體展示等學科教學和數字出版等非學科教學教育。VR教育打破時空限制、身臨其境的敘事方式都成為傳統教育改革的切入點，可以為學生提供更加直觀、形象的多重感官刺激，而國家政策層面支持的VR教育更被專業機構視為未來教育領域的標配。那么VR教育有什么優勢，我國VR教育又面臨什么困境呢？

一、虛擬現實技術的概念

虛擬現實（Virtual Reality，簡稱VR）技術是20世紀80年代初由美國VPL公司創建人拉尼爾（Jaron Lanier）提出的，一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統。“現實”可以是實際上可實現的，也可以是實際上難以實現或者根本無法實現的，泛指在物理意義上或者功能意義上存在于世界上的任何環境或事物。其具體內涵是：仿真技術與計算機圖形技術、多媒體技術、傳感技術、人機交互技術、網絡技術等多種技術的集合，利用計算機生成一種逼真的模擬環境，使用戶通過適當的裝置沉浸到該環境中，產生自然的體驗。

二、虛擬現實技術的特征

與傳統的人機界面相比，虛擬現實是人們通過計算機對復雜數據進行可視化操作與交互的一種全新方式，在技術思想上有了質的飛躍。

1、交互性

VR技術的交互指的是，參與者借助專用的三維交互設備與虛擬環境進行交互，產生自然的體驗，這樣的交互比二維交互擁有更加豐富的形式。

2、沉浸性

沉浸性是表征虛擬現實環境性能的重要指標，又稱臨場感，指的是虛擬環境給參與者帶來的身臨其境的體驗，除一般計算機所具有的的視覺感知外，還有聽覺感知、觸覺感知、運動感知、味覺感知、嗅覺感知等。理想的虛擬現實應該具有一切人所具有的的感知功能，仿佛置身于真實的客觀世界中。由于技術的限制，目前虛擬現實技術所具有的感知功能僅限于視覺、聽覺、觸覺、力覺、運動等。

3、想象性

VR技術具有廣闊的可想象空間，不僅可以再現真實的環境，也可以隨意構想不存在的甚至是不可能實現的環境，產生認知上的新意。

三、虛擬現實技術對教育的影響

從歷史的發展進程看，任何一種新技術、新媒體的出現，都會引起變革。印刷術和紙的發明、廣播和電視技術的發展、計算機的出現以及網絡技術的發展，都引起了教育的重大變革。毫無疑問，VR技術與教育相結合，也一定會給教育領域帶來量和質的飛躍。已經有相關研究者證明“VR+教育”能夠創造“1+1 >2”的效果。華為iLab與Strategy Analytics聯合發布虛擬現實教育白皮書《教育和培訓應用點燃VR市場——運營商和VR產業伙伴合作共贏》指出，虛擬現實教育價值在于提升學生學習效率，并輔助教師高效授課。

虛擬現實技術所擁有的獨特魅力決定了它在教育領域運用的鮮明特點。

1、突破教學中時間和空間上的限制

利用虛擬現實技術可以徹底打破時間和空間上的局限，能夠讓很多不同地域的學習者，通過傳感器、顯示器等設備，來體驗模擬的教學氛圍。一些需要很長時間才能觀察的變化過程，通過虛擬現實技術，可以在很短的時間內，真實生動地呈現出來，更好地提升學習者實際操作的能力。

2、創建虛擬學習環境，有效提升技能訓練

虛擬現實技術可以創造出一個生動、逼真的三維立體學習環境，其沉浸性和交互性使學習者感覺身臨其境，這非常有利于技能訓練。包括手術技能、體育技能、汽車駕駛技能、維修技能等各種訓練，虛擬的訓練系統沒有任何危險，教學內容也可以進行不斷的更新，學習者可以反復練習，直至掌握技能為止。

3、促進知識的內化

在傳統的教學中，知識的呈現主要依靠文字、圖片、視頻等形式。利用虛擬現實技術，可以將抽象難懂的知識點形象化、具體化，構建三維立體的呈現效果，以更加直觀、容易理解的方式呈現出來，幫助學生理解學習，大大提高課堂效率。

四、虛擬現實技術的未來展望

隨著計算機技術的發展，虛擬現實的軟硬件成本會逐漸降低，進入我們的生活是必然的事情。虛擬現實技術作為一種新的教學媒體，其教育功能正在不斷地被發掘和發揮。虛擬教學是一項需要長期探索的過程與實踐，需要教育工作者共同參與虛擬教學資源的開發。

虛擬現實技術在教學的應用范圍是無限廣闊的。有了虛擬現實，在不遠的將來，必將為教育界帶來一場變革，教師和學生能以全新的、更有效的方式進行學習，教學也將更加個性化、個別化。未來，虛擬現實技術配合人工智能、物聯網技術、大數據技術和5G領域的最新發展，將持續對教育教學產生深遠的影響。

參考文獻

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