虚拟现实技术在实践实训教学中的应用

李 平 李晓宁 芦 鑫

（石家庄信息工程职业学院，河北 石家庄 050000）

0 引言

当前社会飞速发展， 对技术人才的需求越来越高，高校肩上的责任也越来越重。 传统的高校实践实训教学模式已经不能满足社会的需求。 教育部在《2019 年教育信息化和网络安全工作要点》（教技厅〔2019〕2 号）中提出，要推动大数据、虚拟现实、人工智能等新技术的在教育教学中的深入应用。 虚拟现实技术以给人们带来身临其境的沉浸感为优势，正在广泛地影响着人们的生活。 虚拟现实技术应用到高等教育领域， 改变了传统的实践实训教学效果不强的现状，为高校的实践实训教学改革提供了新的思路。

1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实即Virtual Reality，简称VR。自1963 年，虚拟现实思想的出现，到如今虚拟现实理论逐渐完善并进入到应用阶段，经过了几十年的时间。 虚拟现实技术主要是通过计算机及相关的硬件设备模拟现实世界，让用户通过视觉、听觉甚至触觉感受和体验各种产品，让用户的沉浸感最大化，可以实时并且不受限制地对三维空间的中物体进行观察和了解。 虚拟现实技术有沉浸感、 交互性和用户参与环境和叙事这3个原则。

虚拟现实技术应用在教学活动中，可以通过教育辅助可视化工具，为学生提供一个多方面感官交互的教学模式，让学生沉浸在传统的教学环境中，深刻了解并掌握理论和实践知识，提高学生的实践实训操作能力。

2 虚拟现实技术在实践实训教学中应用的挑战

现阶段，在实践实训教学中引入虚拟现实技术取得了一定的效果，但是综合看来，虚拟现实技术和传统实践实训教学模式在融合的过程中有一些问题亟待解决。

2.1 虚拟现实技术设备投入不足

虚拟现实技术是依托计算机设备存在的，高校的实践实训教学尤其是工科类的操作实践专业性较强，需要投入大量的设备和实验耗材， 而且更新速度很快。 现阶段，建设虚拟现实技术实验室尚且困难，投入大量资金购买昂贵的虚拟现实技术设备成本较高，高校的压力很大，在进行实践实训教学时，不能保证人手一台设备，使得一部分学生无法实时地进行实践操作，学生的实践能力不能得到有效提高。

2.2 虚拟现实技术和传统教学模式过渡和更替难

在高校实践实训教学中引入虚拟现实技术，让学生在逼真的环境里进行实践操作，激发了学生的学习兴趣，但是受到各种因素的影响，在不完善的虚拟教学环境中，作为辅助教学工具出现的虚拟现实技术不能代替传统的教学模式，在虚拟现实技术和传统的教学模式碰撞的过程中， 应该寻找二者有效的融合点，更好地为学生打造一个完美的虚拟现实实践实训操作平台，让学生真正体会到科学技术的魅力，切身地体验到实践实训教学的真实性，更好地提高自身的实践操作能力。

2.3 虚拟现实技术使用人员缺乏

虚拟现实技术虽然已经出现几十年的时间了，但是应用到高等教育领域时间尚短，对于虚拟现实技术使用人员的要求却很高。 当前高校的实践实训教师对于本专业的实践操作熟门熟路，但是对于虚拟现实技术却一筹莫解，不能很好地将虚拟现实技术融合到现有的实践实训教学中去。 而具有熟练的虚拟现实技术的开发人员，却没有高校实践实训教学的经验，不能针对高校的特色和学生的发展开发和设计适合学生的虚拟现实实践操作环境，严重阻碍了虚拟现实技术在高校实践实训教学中的实施。

3 虚拟现实技术在实践实训教学中的应用策略

虚拟现实技术应用在高校实践实训教学中可以很大程度地提高学生的实践操作能力， 应该积极探索，迎接挑战，促进高等教育领域的不断突破和创新。

3.1 投入资金，更新设备

高校的改革需要各部门的配合， 应该转变观念，理清思路，切实做好虚拟现实技术在高校实施的前期准备工作。 发挥学校、社会的力量，加大资金投入，购买先进的虚拟现实技术设备，为学生打造完美的虚拟现实技术实践实训教学平台，让每一位学生都能独立的进行实践操作。 组建专业的虚拟现实技术设备维护队伍，及时对设备进行维护和更新，让学生通过听觉、触觉等更好地感受实践实训的魅力，提升自身的实践操作能力，为日后走上工作岗位打下坚实的基础。

3.2 促进虚拟现实技术和传统教学模式的融合

将虚拟现实技术应用到高校的实践实训教学中是必然的趋势，应该转变观念，秉着科学发展的态度反省自我，积极探索新技术，归纳出虚拟现实技术在应用中存在的问题。 教师应该科学设计虚拟现实技术的应用路径，为学生建立一个还原度高的虚拟实践环境。在学生掌握一定理论知识和熟悉实践操作的前提下， 引导学生进入虚拟现实环境，对实践操作进行完善和更新，让学生在此过程中培养自身的职业意识和专业技能能力。 在实践实训过程中， 时刻保持以学生为主体的思想，以学生的发展为前提进行教学，让学生在新型的课堂中通过自身的体验获得新知识、新技能，鼓励学生提出自己的观点，提升自己的思考和创新能力，实现虚拟现实技术和传统教学模式的深度融合。

3.3 提升高校虚拟现实技术师资队伍建设

教师要树立正确的教育理念， 积极面对新技术，在更新自身专业知识的前提下，用虚拟现实技术武装自我，使自身更具战斗力，从而更好地为学生服务。 高校可以鼓励青年教师积极投身到虚拟现实技术的研究和使用中， 为教师提供到企业一线实践的机会，让教师在真正的虚拟现实技术开发企业感受到新技术的魅力，丰富自己的知识结构和实践操作技能。 高校也可以聘请专业的虚拟现实技术开发人员为学生带来专业的技术讲解，确保高校的虚拟现实教学环境趋于专业化。 同时，可以选聘优秀教师和专业开发人员共同开发具有自身特色的虚拟现实实践实训教学环境，前期要进行科学的调研，充分考虑师生的需求，还要考虑到内容更新的问题，确保教学环境更加人性化和科学化，促使学生的实践操作更加规范，提高高校实践实训教学效果。