浅析虚拟现实技术在教育中的应用

冉婧

摘  要：自2016年“虚拟现实元年”被提出以来，随着科技的迅猛发展，各种VR应用研究层出不穷。其中，VR在教育领域的应用十分广泛，已经有相关研究者证明“VR+教育”能够创造“1+1 >2”的效果。虚拟现实技术是继多媒体技术、计算机网络技术之后，为现代教育事业提供一种全新的技术支持。

关键词：虚拟现实技术；教育

自2016年“虚拟现实元年”被提出以来，随着经济的发展，科技的不断进步，各种VR应用研究层出不穷。其中，VR在教育领域的应用十分广泛，目前主要应用在技能训练、三维物体展示等学科教学和数字出版等非学科教学教育。VR教育打破时空限制、身临其境的叙事方式都成为传统教育改革的切入点，可以为学生提供更加直观、形象的多重感官刺激，而国家政策层面支持的VR教育更被专业机构视为未来教育领域的标配。那么VR教育有什么优势，我国VR教育又面临什么困境呢？

一、虚拟现实技术的概念

虚拟现实（Virtual Reality，简称VR）技术是20世纪80年代初由美国VPL公司创建人拉尼尔（Jaron Lanier）提出的，一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。“现实”可以是实际上可实现的，也可以是实际上难以实现或者根本无法实现的，泛指在物理意义上或者功能意义上存在于世界上的任何环境或事物。其具体内涵是：仿真技术与计算机图形技术、多媒体技术、传感技术、人机交互技术、网络技术等多种技术的集合，利用计算机生成一种逼真的模拟环境，使用户通过适当的装置沉浸到该环境中，产生自然的体验。

二、虚拟现实技术的特征

与传统的人机界面相比，虚拟现实是人们通过计算机对复杂数据进行可视化操作与交互的一种全新方式，在技术思想上有了质的飞跃。

1、交互性

VR技术的交互指的是，参与者借助专用的三维交互设备与虚拟环境进行交互，产生自然的体验，这样的交互比二维交互拥有更加丰富的形式。

2、沉浸性

沉浸性是表征虚拟现实环境性能的重要指标，又称临场感，指的是虚拟环境给参与者带来的身临其境的体验，除一般计算机所具有的的视觉感知外，还有听觉感知、触觉感知、运动感知、味觉感知、嗅觉感知等。理想的虚拟现实应该具有一切人所具有的的感知功能，仿佛置身于真实的客观世界中。由于技术的限制，目前虚拟现实技术所具有的感知功能仅限于视觉、听觉、触觉、力觉、运动等。

3、想象性

VR技术具有广阔的可想象空间，不仅可以再现真实的环境，也可以随意构想不存在的甚至是不可能实现的环境，产生认知上的新意。

三、虚拟现实技术对教育的影响

从历史的发展进程看，任何一種新技术、新媒体的出现，都会引起变革。印刷术和纸的发明、广播和电视技术的发展、计算机的出现以及网络技术的发展，都引起了教育的重大变革。毫无疑问，VR技术与教育相结合，也一定会给教育领域带来量和质的飞跃。已经有相关研究者证明“VR+教育”能够创造“1+1 >2”的效果。华为iLab与Strategy Analytics联合发布虚拟现实教育白皮书《教育和培训应用点燃VR市场——运营商和VR产业伙伴合作共赢》指出，虚拟现实教育价值在于提升学生学习效率，并辅助教师高效授课。

虚拟现实技术所拥有的独特魅力决定了它在教育领域运用的鲜明特点。

1、突破教学中时间和空间上的限制

利用虚拟现实技术可以彻底打破时间和空间上的局限，能够让很多不同地域的学习者，通过传感器、显示器等设备，来体验模拟的教学氛围。一些需要很长时间才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内，真实生动地呈现出来，更好地提升学习者实际操作的能力。

2、创建虚拟学习环境，有效提升技能训练

虚拟现实技术可以创造出一个生动、逼真的三维立体学习环境，其沉浸性和交互性使学习者感觉身临其境，这非常有利于技能训练。包括手术技能、体育技能、汽车驾驶技能、维修技能等各种训练，虚拟的训练系统没有任何危险，教学内容也可以进行不断的更新，学习者可以反复练习，直至掌握技能为止。

3、促进知识的内化

在传统的教学中，知识的呈现主要依靠文字、图片、视频等形式。利用虚拟现实技术，可以将抽象难懂的知识点形象化、具体化，构建三维立体的呈现效果，以更加直观、容易理解的方式呈现出来，帮助学生理解学习，大大提高课堂效率。

四、虚拟现实技术的未来展望

随着计算机技术的发展，虚拟现实的软硬件成本会逐渐降低，进入我们的生活是必然的事情。虚拟现实技术作为一种新的教学媒体，其教育功能正在不断地被发掘和发挥。虚拟教学是一项需要长期探索的过程与实践，需要教育工作者共同参与虚拟教学资源的开发。

虚拟现实技术在教学的应用范围是无限广阔的。有了虚拟现实，在不远的将来，必将为教育界带来一场变革，教师和学生能以全新的、更有效的方式进行学习，教学也将更加个性化、个别化。未来，虚拟现实技术配合人工智能、物联网技术、大数据技术和5G领域的最新发展，将持续对教育教学产生深远的影响。

参考文献

[1]  张茂军.虚拟现实系统[M].北京：科学出版社，2002.

[2]  高宁婧.虚拟现实技术在教育中的应用研究[J].教育信息化，2019.

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[4]  刘璐瑶.虚拟现实技术对认识能力的影响[D].成都：成都理工大学，2017.