淺淡虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

師白珂

摘要：應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，是現(xiàn)代教育技術(shù)武裝學(xué)校教學(xué)的一種發(fā)展大勢。盡管虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還未發(fā)展成熟，但它卻具備了教學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值。通過應(yīng)用的實(shí)踐證明，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對學(xué)校教學(xué)具有極大促進(jìn)作用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);教學(xué);應(yīng)用

中圖分類號：G424? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）18-0153-02

開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識碼（OSID）：

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是20世紀(jì)80年代提出的一種理論，因受當(dāng)時(shí)信息技術(shù)水平制約，再加上使用成本較高原因，致使這一理論一直處在概念這樣一個階段。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，促進(jìn)了硬件技術(shù)獲得很大提高，打破了技術(shù)應(yīng)用瓶頸，形成了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)，使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。尤其是學(xué)校的教育教學(xué)，使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)同樣發(fā)揮了較好的應(yīng)用作用，進(jìn)而出現(xiàn)了教學(xué)的多元化，既提升了教育教學(xué)效果，也提高的學(xué)生的學(xué)習(xí)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，必將顯示其應(yīng)有的生命力。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將信息化當(dāng)作一種基礎(chǔ)，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)造設(shè)相關(guān)近似真實(shí)的環(huán)境，用一種虛擬出來的方位感和空間，進(jìn)行模擬環(huán)境當(dāng)中所需要的觸感或聲音等感官刺激，為使用者創(chuàng)設(shè)一種具有身臨其境之感的環(huán)境意境。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有專業(yè)幾個特性：一是沉浸性。既然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠模擬類似于一種真實(shí)的環(huán)境，那么，這個環(huán)境就會伴隨人腦的轉(zhuǎn)動和人身體的移動，而進(jìn)行隨之移動變化，讓使用者能夠沉浸在這種環(huán)境中，對環(huán)境產(chǎn)生一種無縫結(jié)合的相關(guān)環(huán)境感覺;二是互相的交流互動性。在相對近似使真實(shí)環(huán)境中的感覺或感知，讓使用者獲得一定的適用性。它是受這種近似真實(shí)環(huán)境的多元信息影響，并形成交互，然后交給大數(shù)據(jù)，再行技術(shù)處理，讓使用者對虛擬環(huán)境中的物體進(jìn)行實(shí)時(shí)的操控;三是思維的無限延展性。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)營造的近乎真實(shí)的虛擬環(huán)境，可以促使使用者展開無限的空間遐想，感知和悟性諸多而已知的各種客觀現(xiàn)象，構(gòu)建一個虛擬環(huán)境，在這個環(huán)境中，進(jìn)行規(guī)律性的交互。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對教學(xué)的影響

通過實(shí)驗(yàn)證明，人類獲取知識信息的渠道85%來自視覺的認(rèn)知，其他知識信息的獲得，又是以聽覺、嗅覺、觸覺或味覺等渠道而獲知的。由此可見，人的感官是獲取知識信息的橋梁。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于教育教學(xué)，就是要利用學(xué)生的感官感知優(yōu)勢，再引入多方位的觸摸感應(yīng)體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)知識的濃厚興趣。

2.1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)顛覆了教育教學(xué)理念

運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，能夠強(qiáng)調(diào)人的主體學(xué)習(xí)性，傳統(tǒng)教學(xué)方法，是教師充當(dāng)課堂教學(xué)主體，學(xué)生則是被動接受者，這種“填鴨式”課堂教學(xué)模式，扼殺了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性、針對性和創(chuàng)造性。新課程改革以后，貫徹現(xiàn)代教學(xué)理念，并顛覆了傳統(tǒng)教學(xué)觀念，依靠虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)，創(chuàng)設(shè)能夠進(jìn)行主動探究的學(xué)習(xí)環(huán)境，以此為優(yōu)勢，將課堂教學(xué)變成一種啟發(fā)式教學(xué)環(huán)境，將教師的教育學(xué)生的學(xué)實(shí)施有機(jī)契合，運(yùn)用啟發(fā)式思維，促使學(xué)生提高破解問題能力，使學(xué)生將精力投入到課堂教學(xué)的整體過程。

2.2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)影響了教學(xué)方式

將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入課堂教學(xué)當(dāng)中，對課堂教學(xué)效果的影響顯而易見。它區(qū)別于傳統(tǒng)教學(xué)的那種抽象而單一的感官體驗(yàn)，以計(jì)算機(jī)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，模擬一個宛如置于真實(shí)實(shí)景的教學(xué)內(nèi)容情境，讓學(xué)生置身其中，進(jìn)行直接而形象化的多重感官刺激，強(qiáng)化學(xué)生與虛擬的真實(shí)性學(xué)習(xí)情境實(shí)現(xiàn)交互，體現(xiàn)一種運(yùn)用其他教學(xué)手段難以營造的學(xué)習(xí)環(huán)境情境氛圍，讓相對晦澀和難以詮釋的知識，以一種生動活潑的方式予以表達(dá)，幫助學(xué)生開拓形象思維，增強(qiáng)創(chuàng)造和創(chuàng)新意識，促進(jìn)學(xué)生提高學(xué)習(xí)自主性和主動性。

2.3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)影響了教學(xué)展現(xiàn)形式與內(nèi)容

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作用在教學(xué)內(nèi)容上，則起到了一種決定性作用。它能挖掘并可加工相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容，并通過這樣的挖掘與加工，讓教學(xué)內(nèi)容體現(xiàn)形象化、直觀化和具體化，讓學(xué)生通過形象的圖文，解讀相對抽象難懂的知識，促進(jìn)學(xué)生深入理解知識內(nèi)容本質(zhì)。同時(shí)，針對教學(xué)內(nèi)容的展示方式，也同樣不再拘于某些特定的時(shí)空。可以這樣說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠適用于各種學(xué)科的教學(xué)，尤其是需要進(jìn)行動手操作的學(xué)科，比如像機(jī)械專業(yè)、光學(xué)、化學(xué)、電子和生物學(xué)科等。因?yàn)橥ㄟ^虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以運(yùn)用虛擬仿真，將運(yùn)用其他方法不能實(shí)現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)場景，予以虛擬再現(xiàn)，讓學(xué)生仿佛置于實(shí)驗(yàn)環(huán)境其中，進(jìn)行操作。尤其是對含有一定危險(xiǎn)因素的實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以預(yù)防危險(xiǎn)發(fā)生，提高實(shí)驗(yàn)安全系數(shù)，方便學(xué)生深究實(shí)驗(yàn)過程，在實(shí)驗(yàn)興趣中，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。

3 運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的存在問題

3.1 硬件功能相對滯后

有些硬件廠商在不斷創(chuàng)造創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，但因受各種原因制約，不能實(shí)現(xiàn)底層技術(shù)系統(tǒng)水平提升，形成產(chǎn)品功能較少，又因內(nèi)容資源缺乏，不能解決信號輸入設(shè)備的主要技術(shù)，造成軟件產(chǎn)品品質(zhì)出現(xiàn)差距，進(jìn)而限制了整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國外主要廠商在與學(xué)校實(shí)施合作，免費(fèi)構(gòu)建虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)室，但在我國，同樣也有廠商與學(xué)校的合作，卻因沒有同樣技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，依然受硬件技術(shù)因素制約，不能很好實(shí)現(xiàn)雙眼分辨清晰率，圖像像素版塊化嚴(yán)重、創(chuàng)設(shè)的場景既簡單，又缺少豐富的互動性，致使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)難以發(fā)揮更好教學(xué)助力作用。

3.2 使用群體感觸出現(xiàn)一定差異化

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學(xué)生佩戴虛擬現(xiàn)實(shí)裝備實(shí)施學(xué)習(xí)，卻能促進(jìn)提高學(xué)生學(xué)習(xí)相關(guān)知識水平，并認(rèn)為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)帶有較強(qiáng)的趣味性。但又因?qū)μ摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的缺少完善的功能體驗(yàn)，造成認(rèn)知能力不同學(xué)生，難以達(dá)到他們應(yīng)該達(dá)到的理解程度。低齡學(xué)生容易接受虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)方式，高齡學(xué)生則對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)方式，多少有所顧慮，因而造成學(xué)生的體驗(yàn)出現(xiàn)了一定折扣。因此，在具體的教育教學(xué)過程中，還不能將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)全部用于日常的教學(xué)過程當(dāng)中，充其量，可將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)作教學(xué)的一種輔助性教學(xué)措施，使其與目前的常規(guī)教學(xué)形式進(jìn)行相關(guān)的糅合，進(jìn)行結(jié)合性使用。

3.3 大數(shù)據(jù)資源不能全力支持教學(xué)

有諸多學(xué)校并非重視對教學(xué)音像或視頻等資源進(jìn)行用心收集，但伴隨虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的逐步運(yùn)用，將會改變這種被動情況。因?yàn)橐惶紫鄬ν暾奶摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)，其本身就帶有豐富而海量的音像或視頻等資源，但它需要以大數(shù)據(jù)作為一種支撐。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過虛擬近似真實(shí)的環(huán)境場景，并以較為充分的互動方式，對一些知識信息進(jìn)行比對，并進(jìn)行重構(gòu)而反映一種多維影像，針對這些多量的數(shù)據(jù)，需要以平時(shí)積累的知識多寡作為基礎(chǔ)，才能反映數(shù)據(jù)多維化下的重構(gòu)影像。這樣，大數(shù)據(jù)技術(shù)則在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)方式中有了用武之地，因?yàn)橐揽咳藶橹R的積累畢竟有限，只有通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，才能使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶有豐富而海量的音像或視頻等資源，促進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)重構(gòu)多維影像，將學(xué)生學(xué)習(xí)需要的知識數(shù)據(jù)，變成可視化數(shù)據(jù)，進(jìn)而發(fā)揮數(shù)據(jù)的實(shí)用效益作用。

3.4 網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行狀態(tài)形成的影響

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)中的分布式，完全打破了以往常規(guī)教學(xué)中的空間固定式，能讓使用者在任何地方，都能在同一個時(shí)間內(nèi)，進(jìn)入到一個被虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)虛擬的空間，既可以單獨(dú)完成一些學(xué)習(xí)任務(wù)，也可以與他人實(shí)施合作，完成相關(guān)的學(xué)習(xí)任務(wù)。不過，在不同的地域空間使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)當(dāng)中營造的虛擬學(xué)習(xí)空間，自然需要借助網(wǎng)絡(luò)，進(jìn)行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳播，而且還不是要傳播少量的數(shù)據(jù)。這就產(chǎn)生一個問題，如果需要傳播大量數(shù)據(jù)滿足使用者對數(shù)據(jù)的利用，并且有眾多人都在同時(shí)在線，網(wǎng)絡(luò)寬帶可能出現(xiàn)被擠占問題，使服務(wù)器不能支持正常的訪問，則會讓服務(wù)器形成難以應(yīng)對響應(yīng)或無法響應(yīng)問題。如此形成的后果自然是顯而易見，在嚴(yán)重影響一些使用者的正常使用，并由此減弱對使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的興致。

4 教學(xué)對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用

4.1 虛擬現(xiàn)實(shí)教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為教師和學(xué)生均提供了豐富的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資源，為教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)造了選擇教學(xué)材料和學(xué)習(xí)材料的機(jī)會。應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)，能使教師和學(xué)生一同經(jīng)歷一場虛擬環(huán)境，并利用這樣的環(huán)境觀察那些關(guān)鍵性的知識問題。同時(shí)，還能使學(xué)生置身這個虛擬環(huán)境中，依靠自主觀察力進(jìn)行觀察，用以幫助學(xué)生提高思維理解力和分析問題能力。

4.2 實(shí)驗(yàn)虛擬教學(xué)

利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)，可以通過建立多種虛擬實(shí)驗(yàn)室，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需要，由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)隨時(shí)生成所需要的各種實(shí)驗(yàn)用的虛擬性新設(shè)備，促使實(shí)驗(yàn)進(jìn)行內(nèi)容實(shí)現(xiàn)諸多的更新，讓實(shí)驗(yàn)教學(xué)一直都能緊跟變化形勢，為學(xué)生永遠(yuǎn)都能提供一種形象逼真而生動的實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)環(huán)境，從而適應(yīng)學(xué)生學(xué)習(xí)不斷出現(xiàn)變化的知識學(xué)習(xí)，體現(xiàn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)的靈活機(jī)動性和緊跟時(shí)代性。

4.3 虛擬仿真校園

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)自然能夠構(gòu)建遠(yuǎn)程教育教學(xué)平臺，如果學(xué)校設(shè)有分校，可為學(xué)校構(gòu)建遠(yuǎn)程教學(xué)點(diǎn)，創(chuàng)設(shè)可移動的電子移動教學(xué)場所，實(shí)現(xiàn)依托網(wǎng)站的交互式遠(yuǎn)程教學(xué)課程，打造為各個終端提供一種具有開放性的和遠(yuǎn)距離性的，可保證相關(guān)的持續(xù)教育，并在情況允許的情況下，還可利用學(xué)校構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)平臺，為社會培養(yǎng)高端技術(shù)人才提供培訓(xùn)相關(guān)的場所，實(shí)現(xiàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)平臺的最大價(jià)值。

5 教學(xué)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的前景

現(xiàn)代教學(xué)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，還沒有完全實(shí)現(xiàn)人民的預(yù)期，需要提高應(yīng)用能力，甚或是達(dá)到相應(yīng)的普及性應(yīng)用程度。僅就目前而言，我國各級各類學(xué)校應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教學(xué)的比例相當(dāng)偏低，不能發(fā)揮虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的最大效用。伴隨虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的不斷向前發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的硬件技術(shù)固然要跟進(jìn)提高，再加上計(jì)算機(jī)技術(shù)武裝下的智能、信息以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，它們都將幫助目前使用的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐步走向完善。因此，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，必將變成一種主流，改變學(xué)校教學(xué)現(xiàn)狀，朝向更為現(xiàn)代化教育方向發(fā)展。

6 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用，僅就目前而言，根據(jù)我國各級各類學(xué)校教學(xué)實(shí)際，以及虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，還不能使其獲得普遍性應(yīng)用。主要因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)硬件技術(shù)還未

發(fā)展到純熟階段，有諸多技術(shù)瓶頸不能支持虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)獲得較好雙眼辨識率，營造的虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境僅就影像而言，還相對像素版塊化，并且單一。但不能否認(rèn)，已經(jīng)應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)的學(xué)校，確實(shí)感到它能提高教學(xué)效率和效果。

參考文獻(xiàn)：

[1] 盧強(qiáng)，童子方，李偉.淺淡虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].科技視界，2016（26）：157，148.

[2]任卓.淺談虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用[J].職業(yè)，2013（20）：74-75.

[3] 況揚(yáng)，汪欣.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用[J].中國成人教育，2016（10）：110-112.

[4] 謝菊明.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)實(shí)踐中的應(yīng)用效果分析——評《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用及其效果評價(jià)研究——以旅游教學(xué)為例》[J].中國教育學(xué)刊，2019（8）：139.

[5] 羅明睿.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在基礎(chǔ)教學(xué)中的應(yīng)用——虛擬現(xiàn)實(shí)課堂[J].電子世界，2018（19）：91-92.

【通聯(lián)編輯：唐一東】