论虚拟现实技术在高职教育中的应用

2018-12-20杨小勇湖南司法警官职业学院

数码世界 2018年12期

杨小勇湖南司法警官职业学院

随着不断投入和研究的不断深入，虚拟现实技术正在不断完善。我们可以利用虚拟现实帮助自身快速体会到不同的空间环境，也为高职教育提供更为现代化的教学技术手段。虚拟现实技术与教育工作的有效结合，将会更好地帮助学生们了解世界，掌握知识。

1 虚拟现实技术发展概述

虚拟现实技术（Virtual Reality，VR）是基于人们希望更好地了解世界的想法而诞生的，主要利用计算机三维图形处理技术、立体显示技术以及各种设备仪器等。人们在计算机中模拟了一个与现实相似的三维世界，通过对于人们立体视觉、动态听觉等感官的进一步研究，使虚拟现实世界更加生动逼真，实现更加智能化的人机交互，让人们沉浸其中。早在上世纪60~70年代，人们就对这项技术有了一定的畅想，随着人们思想和技术的进步，在70~80年代已经形成了基本的理论雏形，从90年代开始快速地发展和完善。随着一些VR头盔设备的推出，2016年成为了VR元年，使这项技术得到了更广泛的使用和认可，到如今我们不仅仅需要利用VR技术完成游戏的生产，还需要将它应用于各行各业当中，其中教育事业的应用将会建造出更加真实的仿真系统，便于学生们的学习和应用。

2 虚拟现实技术特性

2.1 想象具象化

虚拟现实技术很重要的特性体现即是将人们的想象具象化成模拟世界，不仅实现了现实世界的复制模拟，还可能构造出不存在的幻想世界。通过对于VR技术的编程和改良，可以帮助人们设计出不同种类需求的软件系统，使设计者的思路很好地贴合实际需要，帮助各行各业更好更快地完成本职任务。

2.2 模拟多种感知类型

为了凸显出虚拟现实的真实性，不仅仅需要利用计算机完成视觉上位置、角度等的设计，还需要实现对人们听觉、触觉等感官的“欺骗”，从综合角度进行感知类型的模拟，以此丰富虚拟现实的组成要素，完善虚拟现实的相关功能。

2.3 令使用者沉浸其中

通过对于人们感官系统的模拟，加强了人机交互的联系感。当使用者置身于虚拟现实世界中时，他们的大脑会发送自己真的处于现实世界的信号，并以主人翁的视角与虚拟现实世界中的要素进行沟通，使人们沉浸其中。

2.4 利用硬件设备和软件系统实现人机交互

虚拟现实世界的构造需要使用者利用专门的仪器设备与计算机系统进行交互，通过事前安排的程序和设备的输出，可以为人们呈现特定的图像环境，声音环境等，同时也可以实时跟踪使用者的行为和状态，使虚拟世界环境发生相应的变化，实现了人机的智能化交互。

3 虚拟现实技术在高职教育应用过程中面临的挑战

3.1 教学资源内容有限，素质不高

理论上来说，虚拟现实技术可以很好地完成高职院校的教学目的。然而，在当前发展阶段VR技术并不足够成熟完善，而且高职院校通常也是处于VR技术应用的初步阶段，自身的教学资源水平和数量都不足够完善。除此之外，教学资源内容的丰富与开发应该是以学校一线教师为主体进行的，目前市场上一些由公司企业设计出的教学资源往往不符合高职院校的实际需求，而由于教师们对VR技术掌握不足，无法主动地完成一项VR教学资源，使得教师们自身的想法和教学手段无法通过VR技术展现出来，最终致使流通在市场上的教学资源往往流于形式，并没有实际有效的教学内容，虚拟现实技术的应用受到挑战和阻碍。

3.2 老师没有适应虚拟现实技术带来的教学改变

作为一种新兴的高科技计算机技术，在高职院校的应用初期需要不停地探索，以更适合的教学模式将其引入到日常的教学过程中。而我们目前的高职院校教学人员并不能很快地适应和调整教学方式，无法充分发挥新设备，新技术的能力，具体表现在无法利用虚拟的场景环境充分表达出知识点的相关内容和作用，对于教学内容和时间的安排并没有达到效率最大化等。教师在教育工作过程中发挥的引导作用是无可替代的，需要改变自身的传统教学思想，以更加科学的教学评价进行学生的教育工作。具体来说，虚拟现实技术的应用需要老师将学生们置于主人翁的位置，领导他们进行自主的学习，同时，通过对虚拟现实环境的构建尽可能有效率地凸显出知识点的内容，通过生动形象的虚拟环境要素，帮助学生们更好地进行教人机交互，保证学生们沉浸在虚拟学习环境中，进而实现教学目的。

4 高职教育虚拟现实技术的具体应用

4.1 丰富教学手段，完善教学内容

我国教育多以老师主动传授，学生被动听讲的模式为基础。按照传统的教学手段，老师不得不按照书本教材的概念一板一眼地进行教学，有时候利用文字、图片、多媒体PPT并不能有效地帮助学生们理解和接受，特别是一些抽象难懂的知识点无法与现实世界进行有效搭接，而此时利用虚拟现实技术可以为教师们提供更加智能先进的教学手段，按照自身的教学要求，将一些知识点内容以三维立体的虚拟形态展示出来，可以凸显出知识点的实际应用以及其内容说明，也使学生们通过对虚拟环境的感受，沉浸在课堂教学环境中，便于激发兴趣进行理解和学习。

4.2 创造虚拟仿真系统，强化实训教学

虚拟现实技术的强大之处在于可以通过计算机系统凭空地为学生们创造出实际的现实环境，并利用自身新鲜有趣的特性吸引学生们的注意力，以此实现良好的实训教学工作。比如我们可以通过计算机模拟创造生产制造工厂的日常操作，模拟危险性较高的工作环境，甚至可以对行星、卫星等太空环境进行仿真，以此帮助学生们了解不同的实际生活，以便于培养他们的实践能力。除此之外，教师与学生们还可以互相沟通，根据自身兴趣和培养需求，创建出不同的虚拟仿真环境，利用先进智能的计算机技术，强化学生们的实践操作手法，达到高职院校培养技术型人才的目的。

4.3 激发学生好奇心

教育事业的科学完善不仅仅是教师们单方面地进行传授工作，更重要的是引导学生进行有效的学习，使学生们愿意主动接受课堂上知识的熏陶。所以，虚拟现实技术的利用可以充分实现教育工作者激发学生学习兴趣的愿望，通过这种新型的科学技术为学生们创造了不同的学习感受，以真实有趣的虚拟环境刺激学生们的好奇心，让学生们愿意积极配合教师们的教学工作，从而在虚拟环境中以愉悦的身心状态，获取知识，增强能力。随着虚拟现实技术的进一步利用，将会潜移默化地影响学生们的想象力和创造力，通过主动参与和学习取得更多的收获。

4.4 培养学生自主学习能力

高职院校的教育事业需要尽可能保证每一个同学都能获得实际能力的提升，然而不同的学生有不同的特点，对于各个知识点的掌握情况有所不同。如果只是采取传统的课堂教学模式，没有进行针对性的辅助调整策略，将会导致一部分学生跟不上学习进度，致使成绩下滑，信心下降，而另一部分学生则会认为教学内容太过平淡，不符合自身的需求，希望教师加快教学进度，这种情况往往会使老师陷入比较尴尬的境地。通过高职教育引入虚拟现实技术，教师们可以把不同的知识点制作成不同的虚拟教学资源，并下发到同学们的手中，让同学们利用计算机系统针对性的进行辅助学习，如此一来，既可以丰富课堂上的知识，又可以创造生动形象的场景进一步培养学生们的理论实践能力，帮助学生们根据自身情况进行自主学习。

5 虚拟现实技术在高职教育应用的前景

VR技术的教育应用依然在不断的摸索过程中，在其应用初期设备投入成本较多，技术门槛较高，对于一项虚拟仿真系统的搭建并不是容易的事情。随着我国各大高等院校的研究和应用，为我们的高职院校提供了很好的经验案例，随着技术水平的逐渐深入，将会使虚拟现实技术的教育事业应用前景越来越广，不仅带来了教学硬件上的改变，更是改变了高职院校的教育方式，结合VR技术的特性和院校本身的发展目的，可以一定程度上为教师和学生构建出比较适合的教学和学习环境，通过合理的教学制度改变，将会充分发挥院校的师资力量，以虚拟现实技术为契机不断地实现教育工作的创新与进步，让学生们更好更便捷地了解这个信息化时代，获得人生的教育启迪。