虛擬現實技術在教育中的應用研究

許偉

摘要：在信息化的時代背景下，虛擬現實技術也應用在了教育領域，并取得了一番成績。本文針對虛擬技術在教育中的應用方向、虛擬現實技術在教育應用中的一些優缺點進行了相應的分析，以求虛擬現實技術可以在教育領域做出更長遠的發展。

關鍵詞：虛擬現實技術;教育應用

引言

在今下，我們已經進入了一個數字化的信息時代，信息技術與教育的融合和創新已是必不可免的趨勢。虛擬現實技術作為一項新技術，在教育教學領域得到了廣泛的應用。在國外一些軍事教學和體育專項訓練，汽車駕駛等教學中已經應用到了相應的教學領域，特別是在美國的軍事教學中。因此，虛擬現實技術在教育中的應用值得我們進行開展相應的研究工作。

一、虛擬現實技術概述

所謂，虛擬現實技術（Virtual Reality）簡稱VR，是利用三維圖形生成、多傳感交互、多媒體、人工智能、人機接口、高分辨顯示等高新科技，對現實世界進行全面仿真的一種技術。20世紀60年代，虛擬現實技術在美國誕生了。隨著計算機信息技術的快速發展而在越來越多的領域得到了推廣應用，它以三維立體場景出現在人們面前，有利打造學習環境的真實情景和畫面感。因此，被應用于教育領域。

虛擬現實技術最早的被美國應用于相應的教育教學領域，1985年美國醫學圖書館進行了人體解剖圖像數字化研究。德國的漢諾威大學，緊隨其后，建立了虛擬自動化實驗室。西班牙大學電子系也開發出了虛擬工作平臺，新加坡國立大學開發出了遠程試播實驗實驗等。在1995年，互聯網上首次出現了“虛擬解剖”的實驗。虛擬現實技術在國外的應用可以說是如火如荼。

對于虛擬現實技術的應用，我國對它的開發和應用存在著一定的距離，這也引起了我國有關部門的專家對虛擬顯示技術的開發與應用，開始根據我國的具體情況進行了相關的研究。目前，虛擬現實技術只是停留在高校的教學和科研工作之中，如清華大學利用虛擬儀器構建了汽車發動機檢測系統;華中理工大學機械學院工程檢測實驗室將其虛擬實驗室成果在網上公開展示，供遠程教育使用。虛擬現實技術對我國的基礎教育投入和普及尚未形成一定的氣候，面對的受眾也只是一些大學生及以上文化層次的人。

二、虛擬現實的教育應用意義

目前虛擬現實技術已經受到教育界認識的普遍關注利用網絡教學和教師備課，虛擬技術已經開始投入到教育教學過程，但虛擬現實技術作為一個新生事物，還沒有被更普遍的人們所熟知，但虛擬現實技術具有廣泛的應用潛力。

第一，它能夠激發學生的學習興趣，帶給學生一個全新的學習體驗。就教學模式來說，這是一種全新的教學模式，利用網絡虛擬技術增強學習者對于學習活動本身的興趣感，虛擬現實技術，通過自身的技術優勢利用一些網絡投屏的模式，帶給學習者，輕松愉快的情緒激發學生學習的內發力。虛擬現實技術通過營造一個真實的情景，讓學生置身于解決問題的真實情景之中，在真實情景中完成角色扮演。比如學習者被賦予護士的身份，那么就會在模擬真實的情境中更能夠仔細的照顧病人，完成一系列的嗯打針。等工作通過一系列的虛擬情景設置，在接觸到真實情景時，能夠快速的進行打針，減少患者的疼痛感。一方面有利于學習者自身技能的提升，另一方面可以減少患者自身的疼痛。

第二，建構真實場景，促進知識的理解與掌握。虛擬技術應用到現代的教學中，與傳統的教學模式不同，它能夠營造一個真實的情景，使學生在真實的情景下進入相應的學習角色。加強對于知識的理解力，進而增強對于知識的掌握。虛擬現實技術，憑借虛擬現實技術打造真實學習情景，讓學生在其中體會豐富的情感。通過一定感知能力，來幫助學習者將虛擬情景中所學的知識運用到生活中來。為學習者提供一定的支架，讓其進行清晰的反思表達。借助虛擬現實技術加強學習者自身對于知識的掌握和理解能力。比如，針對企業的銷售模式，就可以通過模擬一個真實的情景，讓學生在其中進行相應的銷售工作，等轉換到現實的場景時，便于促進知識的遷移與應用。

三、虛擬現實技術教育應用的缺陷

在技術層面上，虛擬顯示技術存在著以下幾種問題。第一，虛擬現實技術的投屏分辨率不高。 目前，虛擬現實技術的分辨率不足，不能夠呈現出清晰的畫質和分辨率，有礙正常的視覺體驗，在一定程度上影響真實情景的打造。 第二， 與真實世界的反應暫時性缺失，在進行相應的虛擬現實技術體驗時，有可能缺乏對于現實世界的視覺和觸覺感知，假如身邊發生一些重要的事情時無法做到準確地處理和操作。第三，影響身體健康。研究顯示，長期使用虛擬現實頭顯會產生一系列的健康問題，如頭暈、疲勞和惡心等。第四， 教育資源設計和開發技術門檻 高。學科教師很難像設計開發課件那樣設計和開發? 虛擬現實資源。

在教學方法上，虛擬技術的應用存在以下的缺陷。

第一，學生在認知上存在一定的困難，虛擬現實場景常常利用豐富的色彩畫面，吸引學生的注意力。學生對于這種虛擬現實技術打造的畫面感沒有抵抗力，常常被其中所包括的聲音、圖像、文字等信息刺激，以至于對于教學內容產生了短暫性失憶。

第二，無法判斷學生的學習情況。在進行虛擬現實的情境下，教師對于學生自己的學習情況，很難做出準確的判斷，難以發覺學生是處于一種游戲狀態還是學習狀態。 有相關研究發現，教師可以利用學生的具體動作，豐富的肢體語言來檢查學生是否處在積極的學習狀態，此外教師還可以加強對于知識點的考核。在結束虛擬現實技術后，利用微信視頻的形式進行及時性的抽測檢查，教師也應該不斷去發掘研究，找尋相對成熟的解決方案。

第三， 虛擬現實技術對于教師的主導性產生了一定程度的影響。在面臨虛擬現實教學情景中，過分強調學習者的學習主觀能動性、自控力、自主動手能力，鼓勵學習者進行自我學習。相比傳統模式的面對面教學，教師能夠對課堂擁有一定的把控力、引導力。而虛擬現實技術打破了這一特點，對于那些自學能力差，沒有恰當的學習方法的學生，缺乏教師的引導，就會產生厭惡學習的情緒。總之，教師的引導是十分重要的，而虛擬現實技術沒有考慮到教師主導的作用，導致一些學習能力差者不能很好的進行學習。即使兩人共同使用虛擬技術進行學習但一個學習自主能力強，一個學習自主能力較差，兩者的學習效果也會天差地別。

結語

綜上所述，虛擬現實技術出現到應用，已經受到人們的廣泛關注，其應用領域已經被擴展。虛擬現實技術在教育領域的應用，必將是一件兩全其美之事。既能夠被更多人熟知，又能夠推動我國教育事業的進步與發展，增加學習內容的形象性和趣味性。目前，我國呼吁加大虛擬現實技術在教育領域的應用，相信虛擬現實技術在未來可以走得越來越遠，越來越好。

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項目來源2017年度河南省高等學校青年骨干教師培養計劃 2017GGJS228