虚拟现实技术对高职院校教育的影响

高原

【摘要】虚拟现实技术的优势和发展趋势出发？论述虚拟现实技术在理论教育和技能培训上的应用前景。虚拟现实技术进入教育领域将有助于培养具有创新意识和创新能力的人才？并解决高职院校实验设备不足、型号落后、难以及时更新换代的困难。结合虚拟实验室中的问题对虚拟现实技术在教育领域中的应用进行进一步的探索。本论文从不同方面阐述虚拟现实技术对高职院校教育的影响，希望为研究高職院校教育的专家和学者提供理论参考依据。

【关键词】虚拟现实技术  高职院校教育  影响

虚拟现实技术已广泛应用于各个领域。如恶劣环境下的遥控操作、教育与培训、信息可视化以及远程通讯等。现在虚拟现实技术已应用于课堂教学。对于一个高职院校来说，要求学生要有较强的实际动手能力，在校期间要通过实验来积累经验。但由于这类学校资金不足，在实验设备以及实验环境搭建方面的投入明显不够，无疑这将阻碍正常的学生能力的培养。虚拟现实技术作为新的教学媒体，它的出现将对高职教学产生重大意义。

1、虚拟现实技术

虚拟现实技术虚拟现实技术是计算机研究的一个新领域，近年来逐渐为各界关注并在应用领域得到了进一步的发展。它是一系列高新技术的集合，汇集了计算机图形学、计算仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、仿真技术、人机接口技术、传感器技术？图形图像实时生成技术、网络技术以及人的行为学研究等多项关键技术。这些技术高层次的集成和渗透使虚拟现实技术能够给用户以逼真的环境体验。使用户可以通过使用各种特殊装置将自己投入到这个环境中，去探索宏观世界和微观世界中由于种种原因不便直接观察的事物运动变化规律。虚拟现实技术从本质上来说它是一种先进的计算机用户接口技术。至今为止的计算机人机接口都是面向机器的终端、键盘、鼠标、打印机等接口设备都是适应计算机的专用设备。虚拟现实中的人机接口则是面向用户的。虚拟现实系统中用户以自然的方式与虚拟环境交互。同时用户通过在真实环境中的行为去干预虚拟环境。

2、虚拟现实技术在教学中的应用

2.1知识学习

知识学习是指学生利用虚拟现实系统学习各种知识。它的应用有两个方面：一是再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程为学生提供生动、逼真的感性学习材料帮助学生解决学习中的知识难点。例如：在学习地理知识时，通过虚拟现实系统将学生带到北极去领略那里的自然风光。在学习物理知识时利用虚拟现实技术向学生展示如原子核裂变、半导体导电机理等复杂的物理现象供学生观察学习。二是使抽象的概念、理论直观化、形象化，方便学生对抽象概念的理解。例如：学习加速度概念时，通过虚拟演示，让学生观察到改变物体的重力大小及方向时，加速度的变化情况，使学生加深对加速度概念的理解。

2.2探索学习

虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设进行模拟。通过虚拟系统可直观地观察到该假设产生的结果或效果。例如：在虚拟的化学系统中，学生可以按照自己的假设将不同的分子组合在一起，电脑便虚拟出组合的物质。利用虚拟技术学生还可以进行温室效应、电路设计、建筑设计等方面的探索，研究二氧化碳对全球气候的影响规律或设计新的电路、建筑物等。利用虚拟现实技术进行探索学习，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。

2.3虚拟实验

利用虚拟现实技术可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室。在实验室里学生可以自由地进行各种实验。在虚拟物理实验，学生可以进行重力、惯性等方面的实验。在虚拟地理实验室，可以进行地震波传播、火山喷发等实验。在虚拟生物实可以进行各种解剖实验。在虚拟化学实验室，可以利用各种化学药品和天平、砝码、温度计等工具，进行各种不同的化学反应，观察燃烧、爆炸等反应现象。

2.4技能训练

虚拟现实的沉浸性和交互性使学生能够在虚拟的学习环境中扮演角色，全身心地投入到学习环境中去。这非常有利于学生的技能训练.利用虚拟现实技术，可以进行各种技能训练。如军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等。这些虚拟的训练系统无任何危险学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止.例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中学员可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，熟练掌握驾驶技术。

3、虚拟现实技术在高职教学中的意义

3.1突破时间和空间限制

建构主义主张学习情境与实际情境相结合，因为实际情境领域具有生动性和丰富性，能使学生掌握高级知识。然而有些情景在现实生活中不是时时刻刻都存在的，有时间上的限制。有些情境有其特定的时代背景，在不同的时代背景下，学习者就会有不同的感受，就容易造成感知上的偏差。而虚拟现实技术不仅仅可向学生提供一种可在实际生活中可以找到的情境和经验，还可以再现特定的时代环境。另外，一些事物的发展需要漫长的时间，甚至在现实的生活中无法观测到全过程，而通过虚拟现实技术一些需要几十年甚至上百上千年才能观察的变化过程可以在很短的时间内呈现给学生。

3.2更深入的心理感受

在虚拟现实环境下，学习者处在一个难以分辨真假的环境中，学习者的各个感官都和虚拟的外部世界发生着作用，学习者完全沉浸于虚拟现实创造的学习环境中。例如我们在讲网络中数据传输时，如果用虚拟现实来实现，我们可以自己设置数据的格式，数据流动方向和交换方式等。我们的感受可能会更直接对网络中的数据传输的理解会更深入。

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