虚拟现实技术应用于职业教育中的理论研究

陈婧 聊城职业技术学院，山东 252000

虚拟现实技术应用于职业教育中的理论研究

陈婧 聊城职业技术学院，山东 252000

本文分析了目前我国职业教育中存在的问题，为了解决这些问题将虚拟现实技术应用于职业教育中，从而保证职业教育的持续、高质量发展。

虚拟现实技术； 虚拟现实学习系统；职业教育

virtual reality technology; virtual reality learning systems; vocational education

引言

目前我国职业教育的蓬勃发展给国家的教育发展和经济建设产生了巨大的影响，但是大部分职业教育院校都面临着资金短缺、教育资源匮乏和实验实训条件差的特点[1]。为了保证职业教育的持续发展和高质量,需要有先进的教育技术的支持。如果能够利用现有的虚拟现实技术来模拟高职院校的虚拟教学环境，并加强院校之间的相互交流，这将必然会大大提高职业院校的教学质量。

1.虚拟现实技术简介及发展现状

1.1 虚拟现实技术简介

虚拟现实技术是集计算机技术、综合图形技术、多媒体技术、传感器技术、人机交互技术、网络技术、立体显示技术、软件工程、人机接口技术以及仿真技术等多种科学技术综合发展起来的计算机领域的最新技术[2]。它制造逼真的人工模拟环境，有效地模拟人在自然环境中的各种感知系统行为，用户通过虚拟现实的三维设备与物体接触，真正地实现人机交互[3]。

虚拟现实技术具有沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和构想性（imagination）的特点，虚拟现实技术的发展始终是围绕这三个特点进行的[4]。沉浸感（immersion）是指用户可以对计算机生成的虚拟世界产生真实感，这种真实感可以使用户难以觉察、分辨出自己正处于一个由计算机生成的虚拟环境中。交互性（interaction）是指用户可以以很自然的方式跟虚拟世界中的对象进行交互操作或者交流。构想性是指用户沉浸在虚拟世界的多维空间中，依靠自身的认知能力获取新的知识，提高感性和理性认识。

1.2 虚拟现实技术的发展现状

虚拟现实技术是20世纪90年代受到科学界和工程界广泛关注的技术，经过多年的发展和改进，正在逐步趋于完善。美国是虚拟现实技术的发源地，在该领域的研究主要是基于感知、用户界面、后台软件和硬件四个方面[5]。英国在虚拟现实技术的研究方面主要是在分布并行处理、辅助设备和应用研究。我国的虚拟现实技术起步较晚，较这些国家还有差距[6]。近10年来，虚拟现实技术的研究在我国已经得到了相当的重视，国家科委、国防科工委都已经将虚拟现实技术的研究列为重点攻关项目。国内的许多研究机构和高校在VR研究方面都取得了一定的成绩，例如清华大学、浙江大学、北京航空航天大学、中科院研究所等都进行VR技术的研究[7]。

2.目前我国职业教育的教学现状

职业教育是指为实现以初中后为重点的不同阶段的教育分流，开办或允许开办各级各类职业教育学校和各种形式的职业技能培训，其目的是提高劳动者的劳动素质，增加就业渠道，为社会输送大量的专业型、技术性和应用型人才[8]。

我国目前正处于社会、经济的快速发展时期，需要大量应用型人才、高技能人才。“加快培养高质量技能型人才，是我国职业教育面临的紧迫任务；加强实践教学的建设和改革，是提高技能型人才培养质量的关键环节[9]”，因此职业教育要切实做好学生职业技能的培养工作。在职业教育中加强实践性教学不仅能够提高教学效果，而且能够提高学生的创造能力，提高学习效率，从而达到巩固理论知识、获得实践操作能力和职业能力。

职业教育实践教学中通常存在的问题：（1）由于受资金限制，实验设备更新速度相对滞后于技术更新的速度；（2）由于实验故障等原因导致的设备非正常损耗；（3）由于学生没有实践经验，因此在真实实验和操作过程中存在危险性，但是如果只是采用教师演示讲解的方式，则实验的效果将会事倍功半；（4）文学、管理等文科专业教学中只是单一的语言讲授而难于实践，像旅游这种专业实践的成本过高。

3.虚拟现实技术在职业教育中的应用

（1）利用虚拟现实技术构成的实验系统逼真、生动，给学习者提供了一个新颖和谐、身临其境的学习环境。对那些环境危险、难以重复的过程、成本较大的学习场景等，使用虚拟现实技术就显得格外的有价值。对一些使用受限制的实验室，可以使用虚拟现实技术构成的教学实验系统给学生提供一个仿真实验室。

（2）利用虚拟现实技术构成的系统可以实现课堂教学中全新的师生关系。在虚拟现实学习系统中教师是知识系统的设计者，学生完全是主动、自主、自由的学习者。学生可以不必按照教师安排的学习计划，完全可以根据自己的个人情况自由地安排个人的学习计划。虚拟现实学习系统逼真的学习环境可以大大地提高学生的学习兴趣和学习的自觉性。

（3）利用虚拟现实技术构成的系统是一个高级的多媒体学习系统，也应该是一个高级的e-learning系统[10]。在这个系统中视觉效果、听觉效果和学习互动性大大地优于传统的教学方式。虚拟现实学习系统给学生带来了多种感官的综合刺激，大大地提高了学生的想象能力、思维活跃程度，从而更好地实现了教学目标，这是传统的教学手段无法比拟的。

4.应该注意的问题

尽管虚拟现实技术可以应用在职业教育中，但是本身还存在着一些尚未解决的理论和技术难题。因此，在将虚拟现实技术应用于职业教育的过程中应该注意以下几个方面：

（1）虚拟现实系统的硬件、技术成本较高，因此职业技术院校应该根据本校的财力以及教学目标来选择适合的虚拟现实系统。

（2）虚拟现实技术实现的模拟环境与实际有一定差距，因此不能完全依赖于虚拟现实系统，而忽略了实际现场的实践。

（3）同时要充分调动专业教师和实习指导教师推广虚拟现实技术的积极性。

5.总结

随着计算机技术的发展，虚拟现实技术正掀开神秘的面纱，逐步走进教学，虚拟现实系统的应用也为教学媒体的应用开辟了一条新的道路。将虚拟现实技术很好地应用到教学环节中，可以为学生创造更好的学习环境。虚拟现实技术这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也是很广阔的，21世纪将是虚拟现实技术的时代[11]。随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及虚拟现实系统价格的不断降低，软件的适用性不断增强，虚拟现实技术对职业教育所产生的积极作用将会越来越大，从而使个别化教学成为可能，虽然存在着一些需要解决的理论和技术上的问题，但是虚拟现实技术的应用前景还是相当广阔、有发展潜力的。

[1]翟卫青，孙小军．虚拟现实技术在职业教育实践教学中的应用[J]．内江科技.2006，(2)

[2]刘耀林，孔建益，蒋国璋，孙亮波．虚拟现实技术的发展[J]．湖北工业大学学报.2005，(3)

[3]郑彦平，贺钧．虚拟现实技术的应用现状及发展[J]．信息技术. 2005，(12)

[4]赵士滨，吴秋峰．虚拟现实技术进入高等试验教育的研究[J]．教育发展研究.2000，(8)

[5]苏建明，张续红，胡庆夕．展望虚拟现实技术[J]．计算机仿真.2004，21(1)：18-21

[6] 许妮．大有作为的虚拟现实技术[J]．科技潮.2005(2)：11

[7]刘晓巍，胡小强．基于虚拟现实技术的CAI [J]．科技成果纵横.2005(01)：48

[8]陈孝强．虚拟现实技术越来越“现实”[J]．微电脑世界.2005(8)：28

[9]陈至立．全面落实科学发展观努力开创职业教育工作新局面——在全国职业教育工作会议上的讲话[J]．云南教育：视界版A.2005 (11)：5-10

[10]周济．高等职业教育要把就业导向作为主要办学方向[J]．职业技术教育.2004(6)：6-7

[11]曾建超，徐光佑．虚拟现实技术的发展现状与趋势[J]．微电脑世界.1995(12)：20-26

The Theory Research of the Virtual Reality Applied in the Vocational Education

Chen Jing (LiaoCheng Vocational And Technical Co，lleSgheandong Province, 252000)

This paper analyzed the problems existing in the vocational education. In order to resolve these problems the virtual reality was applied in vocational education, thus ensure the sustained and highquality development of vocational education.

G712

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.108

此论文为聊城职业技术学院教学改革课题《高职计算机专业＜IT新技术＞课程教学实践》研究论文（项目编号：11LZYJ19）

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