關于VR技術背景下虛擬教學應用的思考

摘要：虛擬技術能夠實現多媒體的三維立體的交互，將看起來是虛擬的實則較為逼真的多媒體教學環境應用于課堂，給予學生身臨其境的真實感受。虛擬技術的應用能夠激發學生的學習興趣，引導學生發揮想象力，提升學生的創新思維。將VR技術應用到教學實踐中，還需要不斷的探索與研究，因此本文就VR技術虛擬教學應用進行相關研究與分析。

關鍵詞：虛擬現實;虛擬場景;VR技術

信息技術的飛快發展促使著教學方式的改變，也增加了新教學媒體的使用。虛擬現實技術VR的出現實現了多媒體技術、數字與圖像、傳感器等相關技術的融合。

一、虛擬教學的概念

虛擬教學是指將傳統教學適應新技術的發展，培養現代型人才的一種新型教學模式，是人類進入虛擬空間進行教育與活動的一種教學方式。在這種環境內，學生能夠通過VR技術所表現出來的虛擬感受、虛擬視覺等信息來獲取更多的自我感受與自我價值觀。在某種程度上來說符合新課改對教師教學模式上的要求，更加注重了學生的主體感受，培養了學生的自主學習能力與自我思考的能力。虛擬教學能夠將技術與教學相結合，拓寬師生的視野，在教學的空間上能夠極大程度的進行延伸，同時在教學資源上也能夠實現大量的擴充。在具體的意義上來說，虛擬教學突破了傳統教學在時間、空間上的限制，采用模擬的場景，彌補了教師在創設情境時的不相符合的問題。虛擬教學不僅能夠為課堂帶來相關服務與相關技術支持，也促進了教學模式的進一步發展。

二、VR技術在教學中的意義

通過虛擬現實技術進行教學，教師能夠利用仿真、模擬、借用等方式，使教學環境更為逼真，接近現實生活。將VR技術用于教學，能夠將事物的本質最大程度上的進行揭示與展現，將事物的運動規律以及之間的聯系進行虛擬的展示。有效地發揮學生自主感受能力，使學生能夠接受更多更具體的信息，加深對知識的理解與記憶，也能夠使學生對于專業技能更加熟練的掌握。

將VR技術用于教學具有以下重大意義：

1.它將傳統教育模式進行分解，引領著教育研究者們進入一個可重構教學的教學模式，沖破了傳統教學的束縛，開拓了教學手段的新空間，確立了非現實性的合理化、超越與創新的新平臺、新空間。2.虛擬教學將嶄新的教學模式樹立在教師眼前，使課堂多元化，提升了教學質量與教學手段。3.虛擬教學方式拓展了學生的眼界，突破了認識空間的有限性，豐富了學生的感知世界。4.虛擬教學加快了教育信息化的研究與探索，促進了教學的改革與發展，也提高了教學的質量。5.虛擬教學將學習網絡與學習主體相結合，將不同的學習者建立集中在同一個學習網內，有利于學生性格的開放以及人際關系的融洽處理。虛擬教學手段是高科技發展的一個重要現象，將信息化完整的應用于教學，創造出高水平，高收益的教學模式與學習方式，大大豐富了教育界的研究成果。

三、VR技術下虛擬教學的技術研究

（一）計算機仿真

隨著計算機的不斷發展，多媒體技術在教學上的應用都為虛擬教學提供了堅實的基礎。同時這些技術在社會各個領域的應用都非常廣泛，對社會的進步與生活的管理都有著重要的作用，為計算機仿真教學提供了良好的技術支持。當前眾多高校聯合辦學，在教學管理等方面的技術與課堂實現了完美的對接。學生在校期間，僅局限于課本上的文字與教師所傳授的知識，不能參加所有的實踐活動，對于本專業也只能局限于模擬演練。對于有技術操作要求的學生也不會親自進行機械的維修與安裝，更沒有接近先進技術與儀器設備的機會。

（二）模擬演示

虛擬教學可以通過模型的演示向學生展現教學內容，使學生更直觀的感受與了解所學知識與已知認知之間的聯系，從而更好地理解新知識。模型教學可分為實際的模型與數學模型。實物模型能夠將事物的運動方式更直觀更形象的表達給學生，是最理想的教學媒體。而數學模型是公式、邏輯表達等組成的數學結構，其所表達的內容與要研究的對象有相似性，這種數學結構即是數學模型。通過對模型的建立、分析與解答，認識所要研究的對象，通過數學模式對其進行相關描述從而認識其發展規律與運動變化。

教師利用VR技術將所學知識分為兩種進行展示，一種是可視的實際模型，如數學教學中多面體的組成與構建，另外一種是數學模型，如三角函數的變化規律都展現在虛擬現實世界中，利用其對學生視覺的沖擊進行知識的記憶強化與吸收，讓學生更直觀的感受數學的奇妙之處。

（三）互動合作

虛擬教學能夠幫助教師利用虛擬的場景，讓學生進行探索與研究，在虛擬的世界里進行學習上的互動。在1995年時，美國大學就開發了一個二維的網絡環境，將每個參加者在屏幕上都有相對應的代表并處于一個共享的世界里，當某個學生在活動時，大家都能看到其結果。這種教學模式在教師的指導下選定相關的學習內容，讓學生們按照自己的想法與理解建造一個虛擬的世界，并向其他學生傳遞學習的相關內容。

這種教學模式是基于虛擬的文本世界，為學生提供能夠探索與研究的情境，同時也提高了可以想象的空間。能夠實現在虛擬世界中人物、狀態、知識三者之間的和諧關系與交流，為處在不同等級的學生創造平等的學習交流的機會。

（四）技能訓練

虛擬教學能夠打破時間與空間的限制，將所有不可能變為可能。對學生提出的各種假設在虛擬世界中進行模擬從而得到相關結論。同時，也可以給學生提供專業技能的培訓機會，比如機械的安裝與維修等實戰經驗都可以在虛擬訓練中進行。

結論：在計算機軟件飛速發展的今天，VR技術逐漸被應用到各個領域，成為時代的新寵兒。而教育領域的使用更是對教育界改革的重要手段，促使著教學手段的快速更新。教師要嚴謹的利用VR技術進行教學實踐，謹慎把握方向，將虛擬現實技術完美的與課堂教學相結合，在有限的空間提供無限的可能。

參考文獻：

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[2]趙立承，劉國有.可視化教學中VR技術在課件制作中的應用[J].黑龍江科學，2017，8（17）：152-153.

作者簡介：

孫力（1980—），男，漢族，黑龍江齊齊哈爾人，吉林大學軟件工程碩士，哈爾濱信息工程學院軟件學院軟件工程專業教師，研究方向：游戲開發、虛擬、增強、混合現實應用開發。