VR在教育领域应用研究

曹凡

摘要：虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学、人机接口技术、多媒体技术、传感技术、网络技术、等多种技术的集合。是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术（VR）主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。VR在教育中也有很多的应用。

关键词：VR；教育

信息革命给教育带来巨大的变化，计算机辅助教学（Computer Aided Instruction，CAI）是推动教学质量提高的重要手段。近 50 年来，CAI 发展经历了 20 世纪 50 年代的初始阶段、60—70 年代的发展阶段。20 世纪 90 年代随着多媒体计算机的出现，CAI 的发展产生了质的飞跃。如今多媒体教学已成为各中小学、高校教师的必备工具。近几年，随着虚拟现实（Virtual Reality，VR）技术方兴未艾，特别是 VR 设备的突破，基于 VR 的教育方法焕发生机，VR 教育已经成为 CAI 进化的必由之路，也必将是 CAI 发展的新阶段和里程碑。VR 教育，即 VR 在教育领域中的应用，它可以构建虚拟学习环境，创造虚拟学习伙伴，为学习者提供超时空性、交互性和趣味性、安全性的学习环境。可以说，VR 与教育的结合颠覆了传统教学方法中的被动学习方式，是教育发展的主要趋势之一。

一、VR教育“体验感”

虚拟现实技术的优势在于沉浸感与交互体验性，教育 VR 的真正利用价值，不是“美化”，而是彻底改变过去的学习模式，让学习者真正地身临其境。VR 教育的巨大机会在于学习模式的革命，颠覆过去学校里“说教+服从式”教育，替换为“体验+反思式”教育。目前，在教育領域，沉浸感已较为突出，但是体验性仍有待加强。2017 年 7 月国务院印发《新一代人工智能发展规划》，针对虚拟现实提出具体要求，“重点突破虚拟对象智能行为建模技术，提升虚拟现实中智能对象行为的社会性、多样性和交互逼真性，实现虚拟现实、增强现实等技术与人工智能的有机结合和高效互动”。这里也强调虚拟现实技术的“交互体验性”。

鉴于 VR 教育环境的使用背景及使用频率，人体运动数据采集设备最好价格低廉且轻便易使用，避免被采集人的不适感，在环境中以及人体上都要布置尽量少的传感器VR 技术能。够让使用者体验更真实的虚拟世界。这种体验是一种全身心的投入与沉浸，参与者可以完全投入到虚拟现实构建出的虚拟世界中，并在虚拟世界中形成幻觉。在虚拟现实呈现的虚拟世界中，参与者往往会达到真假难辨的程度，甚至有时觉得比现实还要真。这种全身心的沉浸感可以让参与者的注意力高度集中。

将VR 技术结合在实际的专业教学过程中，最主要的实践方式是要通过真实法服务来凸显出教学的实际目标。就VR 教育技术来说，其对于工作岗位的平台的促进是具有较强的沉浸性、交互性、多感知性以及模拟性。这样的教学方式能够很好的和实际的应用结合起来，使得现实的服务在虚拟的平台被有效模仿和测验，尤其是一些不会常常发生，但还是会存在安全隐患的突发事件，一方面是为老师和学生提供一种充足的身临其境的教学环境，另一方面还有助于将这种现代化的 VR 教育技术推广应用。就学生本身而言，学生由于 VR 教育技术的真实模拟性，也获得了一定的参与感，才能够激发其学习的主观能动性和积极性，促进了学习方法的快捷和学习记忆的加深。与此同时，为了促进对学生实际学习效果的检验，还需要老师能够在实际的教学情境过程中来进行讲解实训，这样的做法突破了传统教学过程中的弱点，对书本教育和授课教育的变革做出了巨大的贡献。

二、明确学生为主体

运用大量的VR 教育手段能够充分发挥出一定的关键性作用，而且对于传统意义上“老师为主、学生为辅”的教学理念提出了挑战，让学生在实际的学习过程中，能够利用虚拟平台来进行一些业务、实践业务的操作，注重服务人员对于实践技能的提升。而且老师可以在 VR教育平台中扮演角色，以虚拟的角色来测试学生的学习能力，一旦出现不对的地方还可以进行纠正的评价，使得学生能够在学习的过程中不断地提升自己的学习水平。现代社会的大学课堂，上课玩手机的现象很严重，

即使被禁止，学生也会想方设法去玩手机，导致不能集中注意力在学习上。而 VR 技术的应用，将更加直观的呈现所学内容，使学习的内容更加立体的展现在学生眼前，丰富多样的学习环境，寓教于乐的学习方式，让每个学生在学习的过程中都能够身临其境，此举不止是创新了学习手段，同时也是对传统面对面授课的革命性突破，教育催生科技，科技反作用于教育，二者相辅相成，注定是全新性的突破，对学生的学习途径，老师的授课方式都将具有跨时代的意义。

应用创新教育理念，打破传统常规教育模式，肯定会受到很多质疑与批评，但应用 VR 技术并不意味着摒弃传统，与其说改革，不如说是继承传统的发展。VR技术与课堂的合，不仅减少了实质性物体的耗损，也减少了投入的教学资金。语言类课程，进行学习和场景对话时，需要实质性的物体进行教学和实践，也就需要教学资金的投入。而 VR 技术就很节省资金和绿色环保，也不会产生难以处理的垃圾。在课堂学习过程中，VR 所展示的物体都不是真实存在的，但同时又可以让学生真实的看到、听到、触到、学习到，实现以“ 教师为中心”向“ 学生为中心” 的转变，提高教学质量，可谓“ 一举两得”。

虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。它营造了“自主学习”的环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过自身与信息环境的相互作用来得到知识、技能的新型学习方式。

（作者单位：杭州师范大学）