淺談VR技術在教學中的應用

王美華

摘要：VR，即虛擬現實技術，是當代高科技信息化技術發展的產物，應用廣泛。虛擬現實是一門綜合計算機、網絡信息技術、視覺現實技術、運動感官等相關科學技術。VR具有高沉浸感、高實時性和直觀的特點，在教學中使用VR技術有重大意義。本文將VR特點與教育相結合的發展角度出發，闡述虛擬現實技術在教學中的應用和前景。

關鍵詞：虛擬現實 ??教學應用 ?教育創新

國家教育事業發展“十三五”規劃通知中說，要全力推動信息化技術與教育教學深度融合。建設課程教學與應用服務有機結合的優質在線開放課程和資源庫，全面推進“優質資源班班通”鼓勵教師利用信息技術提升教學水平、創新教學模式，綜合利用互聯網、大數據、人工智能和虛擬現實技術探索未來教育教學模式。

虛擬現實技術是一門綜合技術，它是以計算機技術為主，對現實世界進行全面仿真的技術，能夠解決學習中的情景化級自然交互性的要求，因而在教育領域內有著巨大的應用前景，是多媒體技術在教育技術中的一個發展趨勢。

斯圖爾特和托馬斯于在1991年列出的計算機控制的空間在教育中的作用實際上是指出了虛擬現實技術在教育中的用途即：

（1）探索學生用其它方法不能接近的現有地方和事物。

（2）探索沒有空間和時間的改變就不能有效測量的真實事物。

（3）創造具有可變特性的地方和事物。

（4）通過一個有共同興趣的全球俱樂部與遠隔重洋的人相互交流，或者與來自世界各地的學生在課外自修項目上進行合作。

（5）在想象的空間與真實的人進行交流以支持協同設計。

（6）以非現實的方式與真實的人相互交流。

（7）創造像數據結構這類抽象的表征。

（8）與參加模擬談判的代表或具有不同人生觀的虛擬歷史人物進行交流。

由此我們在教育中利用VR技術就能夠創建與現實社會類似的環境。在實踐教學中，讓學生去親身經歷和親身感受比接受空洞抽象的說教更具有說服力，VR技術將是未來教育領域內最具有應用前景的一項技術。VR結合教育，它可以讓枯燥無味的傳授、教授變得生動有趣，讓生澀難懂的知識變得易于理解。

一、提高學習效率

VR虛擬現實技術更加高效，使用VR技術不挑剔時間，對空間要求也非常有限。學習者可以自主選擇學習時間、地點、學習形式等，學習過程變得加更自主。VR技術可以讓學生擺脫傳統的無味又枯燥的學習。學生在教室內，只要戴上VR虛擬現實設備，加上相關的場景，這樣打破了傳統教學的呆板、單一，完全代替傳統的老師口述加粉筆板書的方式。學生的注意力也會高度集中，因此也大大的提高了學習的效率。

比如在教學數學當中的一些關于空間，經常要使用一些實物展示，在以往的教學環境中，為了更形象地使學生感受到三維物體的信息，教師通常采用的一些方法有：（1）利用圖片、通過投影儀向學生展示。這樣做的缺點是學生無法見到提供的圖片以外的視角（2）利用實物向學生展示。這樣做的缺點是會造成在不同位置的學生眼中，視角不盡相同。（3）通過計算機三維造型及動畫軟件向學生展示。這樣做的缺點是學生在使用時只能讓它停止或播放，而不能任意按照自己的意愿隨意選擇視角。虛擬現實技術提供的虛擬空間是最“真實的”，學生在虛擬世界中看到的存在物在視覺的角度和真實世界是一樣的。利用VR技術可以比較容易地制作出較精致的桌面虛擬現實來輔助數學教學。VR將不同的學習方法融合到一起，學生帶上頭顯和老師同學們一起在虛擬的學習環境中學習互動，極大地促進了學生對學習的積極性，這樣可以有效的提高了學生的學習效率。

二、避免實驗操作的安全風險

傳統的安全宣傳教育只有表面的效果，沒有跟實際相結合。VR技術可以建立虛擬的立體可視化訓練的場景，提供視覺、聽覺、觸覺的感官模擬，使學生身臨其境的感受真實逼真的場景，從而增強自我保護意識。比如：一般學校在現有的條件下，有許多實驗是根本不可能做的，如涉及到的放射性物質或有毒物質的部分，但是在虛擬的場景中，學生不必擔心有毒的物質，也不必擔心因為失誤操作帶來的危險，不會因為操作失誤而造成人身事故。有效的防止了實驗室意外事故的發生。

再比如，傳統學校教育對于視覺有障礙的學生，通過VR技術，使觸覺、聽覺、味覺等其他感覺器官共同協調可以幫助學生完成理解課堂知識。

三、提高學習興趣與動力

在傳統的教學中，部分場景有可能是教師無法用語言描述的，如若這些場景能夠展示出來，效果要比教師的語言描述更加直觀生動。

VR虛擬現實技術最大的一個特點就是多感知性虛擬現實技術能模仿人在客觀世界的大多數感官體驗，讓人體驗到視覺、嗅覺、聽覺、觸覺、味覺、溫度甚至運動感知等多種感覺;并且這些感官體驗是不分時間和場所的，完全是根據實際需要體驗者自行安排。VR可以提供不可企及的學習材料，創設“真實的”學習情境，可以使學生完全沉浸到教學所需要的環境中去。

而VR教育結合游戲化，情景轉換等多種手段，能夠做到有效地解決教育難題，激發學生的學習興趣。VR技術的沉浸感在虛擬場景下為學生提供實際操作機會，學生在一個自然逼真的環境下直接參與互動，更能使學習的興趣高漲，從而對知識點的記憶掌握得更加牢固。

四、降低教育成本

VR技術可以將實驗器材進行模擬還原，讓原本昂貴的器材實現隨手可取，有效的降低了成本。許多昂貴的實驗、培訓器材，由于價格的限制而無法普及，但是如果利用VR技術，就可以在多媒體計算機上建立虛擬的實驗室，這種實驗既不消耗器材，也不受場地等外界條件限制，可以充分操作，直至得出滿意結果。

教育界的專家曾指出：嶄新的技術，會帶給我們嶄新的教育思維，解決我們以前無法解決的問題，將給我們的教育帶來一系列的重大變革。VR的應用為教育數字化提供了一種新鮮有效的模式。VR技術已容入我們的生活當中，VR式教育也使得人們更加喜愛學習，促進高參與和協作性。相信VR+教育的模式能夠大放光彩，并且隨著5G的來臨，VR教育勢必會迎來新的發展機遇。

1、淺談虛擬現實技術在教學中的應用

諸葛翀——《教育觀察》

2、淺談VR技術在美術教育中的應用

陳珊——《藝術科技》

江西省南昌市新才學校 330009