虚拟现实在教育教学中的应用浅析

王培培 赵翔宇 孙雪峰

摘要：现阶段，随着教育教学改革进程的不断深入，越来越多的技术形式在教育教学效率的提升中发挥着作用，虚拟现实技术便是其中之一。为进一步展现虚拟现实在教育教学中的实际应用情况，优先阐述了虚拟现实的概念、原理及特性，并进一步提出了虚拟现实在教育教学领域的应用，如实践教学、技能培训、特殊教育等，以期通过分析与研究，为教育教学技术水平的持续攀升、教育与科技的深度融合提供供参考与借鉴。

关键词：虚拟现实 教育教学 矫正教育

中图分类号：G434 TP319.9  文献标识码：A  文章编号：1009-5349（2020）04-0167-02

新时代背景下，随着教育教学与数字化技术的深度融合，更多的信息化技术形式被应用于教育创新活动。尤其在网络技术与信息通信技术高度发展的今天，传统的以教师为主体的教学模式，已无法达成高校教学改革与深化素质教育的双向要求。这也为虚拟现实技术在教育教学中的应用提供了有利的环境支持。虚拟现实技术中的三维空间体现，能够使学生更为直观清楚地了解到知识在不同层面的内容与意义。将虚拟现实技术应用于多种教育教学活动，是促进学生认知能力，加快学习内容融合实践的有效途径。

一、虚拟现实概述

（一）虚拟现实的概念

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术，是将计算机技术、电子信息技术、仿真技术等深度融合，进而生成的一种全新的实用性技术形式。而关于虚拟现实的准确概念，各领域学者经过反复的实践，给出了不同的定义。一些学者定义为：利用计算机所构建出的基于人体视觉、听觉、嗅觉、触觉等的“真实”效果体验;部分学者定义为：虚拟现实行为是用户通过头部运动、眼部活动、手部姿势等运动，运用三维和传感等设备，与所呈现出的“实体”相互交互的行为。

（二）虚拟现实的原理

现阶段所构建的虚拟现实技术，是依靠计算机仿真系统，创建虚拟世界和展示三维图形的技术形式。当人们接触与融入此种技术形式时，需要借助与虚拟现实技术交互的常规性设备（如VR眼镜等），通过视觉、听觉、嗅觉及触觉等“真实”感受到实时动态的三维立体影像，或由此种影像所构建出的模拟世界。此种模拟出的感知，能夠使人们生成如同现实般的真实感觉，这也使模拟世界更加的趋于真实。

虚拟现实技术的实际应用的关键点在于虚拟现实系统与用户间的实时交互。仿真技术与信息技术日益成熟，现阶段可以通过多种方式来实现用户与虚拟现实系统的交互与融合（如语音方式、手势方式等）。

（三）虚拟现实的特性

对于虚拟现实技术而言，其所具备的特性有如下三方面：

1.沉浸性

虚拟现实技术所呈现出的模拟世界，能让用户难辨真假，如身临其境。同时，这种虚拟环境能避免外界的阻碍与干扰，使用户与外界隔离，这会使用户沉浸在虚拟环境之中。

2.交互性

用户不仅能够切实感受到来自于模拟世界的各种体验，还能够通过各种实际操作来得到虚拟世界的反馈。在虚拟环境中，用户利用VR眼镜、手势控制器等交互设备，实现对各类物体的移动或操控。此时，用户如同在现实世界中，身体会跟随虚拟世界中物体的变化而移动或变化，使虚拟环境中的三维影像能够与用户进行身体和声音等方面的交互。

3.构想性

虚拟现实技术所体现出的构想性特点，被更多地体现于现阶段的教育教学中。这种使用户加深对虚拟世界中物体或事物认知的方式，会加深用户对虚拟现实技术的理解。通过这一理解方式，能够增进用户应用虚拟现实技术的构想，激发用户的想象力，进而创造出更富有想象力的虚拟场景。

二、虚拟现实在教育教学中的应用

（一）实践教学中虚拟现实技术的应用

高校实践教学是提升学生理解与认知能力的重要手段，更是加深学生对知识运用水平的主要方式。在高校实际教学中，教师可运用虚拟现实技术，为学生设定与构建与教学知识相符、能切实提升学生理解与运用能力的实训环境;让学生在所创设的虚拟环境中全身心地体验，以达到实践场所需求程度较低、需要提升学生运用能力的教学活动要求。2013年起，教育部启动“国家级虚拟仿真实验教学中心”的建设工作，并要求各级教育行政部门和高等院校积极响应与支持。教育部更是于2018年颁布了〔教高函（2018）8号文件〕《教育部关于狠抓新时代全国高等学校本科教育工作会议精神落实的通知》，首次提出了“金课”概念，并将虚拟仿真实验教学项目列入“金课”五大课程内容，这也使实验教学中虚拟现实技术的应用，愈加成熟与完善。

（二）技能培训中的虚拟现实技术应用

将虚拟现实应用于技能培训，能让用户获得来自于虚拟环境的“角色体验”，使学生在校园或教室内就能切实感受与体验到现实中无法构建出的教学情境。与此同时，虚拟现实技术更是成为高等院校或高职院校学生的“新宠”。很多具有较强实操性的专业技能，需要通过虚拟现实技术对虚拟环境的构建，使学生更加清晰地认知更为细致的专业技能操作流程，当操作失误后，能及时为学习者调整出正确的技能。例如，外科手术技能、汽车驾驶技能、设备装卸与维修技能等，都能够应用虚拟现实技术进行培训。

（三）特殊教育中虚拟现实的矫正应用

现阶段，虚拟现实技术应用于一些特殊教育领域，其中，矫正教育即是通过虚拟现实技术逐步完善的一种矫正与补偿教育形式。我国虚拟现实技术虽然应用相对较晚，尤其在教育教学领域，而且有待提高，但是此种技术很早就应用于心理咨询与心理治疗方面，且取得了较多优异的成果。如20世纪末期，国内外一些心理学家就开始利用虚拟现实技术治疗恐高症患者。即通过虚拟的环境，使恐高症体验者逐步适应高处所带来的恐惧感，进而使其敢于面对高空环境。该项技术也被应用于具有听觉与视觉障碍群体的康复训练工作。如弱视、听力障碍等。通过这种矫正教育提升治疗效果。基于虚拟现实技术的此种作用与应用效果，一些专业的心理教育与辅导机构，则是将由虚拟现实技术完善的矫正教育，应用于自闭患者和智障人群的专项治疗工作，不仅增强了该类人群的情感表达，更能通过情感捕捉功能来监测该类人群的情绪状态。

除此之外，虚拟现实技术的应用也应考虑到受教者的体验性和自控力，避免因长期的虚拟环境构建，而使学生产生单一性的厌倦情绪，甚至出现虚拟成瘾等情况。

三、结语

综上所述，虚拟现实技术在现代教育教学中的应用，为用户或学生带来了截然不同的体验与感受，不仅能丰富用户与学生的创造力与想象力，更能促进学生学习方式与思维方式的转变。与此同时，受到虚拟现实技术支撑的现代教育教学活动，也能有效提升教育服务的程度与水平。

参考文献：

[1]贾徐庆，夏许婷.虚拟现实技术在高校实践教学中的应用[J].计算机产品与流通，2019（10）：203-204.

[2]孙伯旺.基于互联网+，AR/VR的中学物理实验教学的研究[J].名师在线，2019（27）：6-7.

[3]郭秀敏，吉永兵，刘惠丛.虚拟现实在现代教育教学中的融合应用分析[J].河北广播电视大学学报，2019，24（4）：26-31.

[4]潘宁敏.计算机虚拟现实技术在高校体育教育中的应用研究[J].当代体育科技，2019，9（22）：136+138.

[5]李宝敏，王钰彪，任友群.虚拟现实教学对学生学习成绩的影响研究：基于40项实验和准实验的元分析[J].开放教育研究，2019，25（4）：82-90.

责任编辑：杨国栋