基于VR模拟仿真技术的教学培训系统研究

胡淑芳 张凤亮 杨永兵

1.兖州煤业济宁三号煤矿 山东 济宁 272000；

2.山东英祺瑞机电科技有限公司 山东 济南 250000

1 VR技术的出现与衍生

虚拟现实技术（Virtual Reality Technology，简称VR技术）是一种利用现代科学技术手段创造的一种可以对人的视觉、听觉和触觉等方面产生真实体验感的技术。VR技术可以生成一种模拟环境，利用各类传感设备将用户“投放”到该环境中，实现用户与模拟环境的自然交互。主要具有感官模拟、造物创世、交互与反馈三类重要功能[1]。沉浸式和交互式的体验特点是其能够备受市场欢迎的原因。在游戏、旅游、军事航空、医疗等行业有比较成熟的发展，在教育技术领域中也备受关注。但是由于设备昂贵、安全等方面限制了VR技术在教育领域的大范围投入，仅在土木建筑、环境工程等方面有所延展。

2 我国教学培训系统的现状

我国传统教学模式既有西方课堂学分制教学特点，又有传统儒家教育思想的延续。以班级为单位进行基础知识传授，在教学活动中更注重老师的“教”，而不是学生的“学”。理论知识丰富，动手实践能力却十分有限。部分学生甚至畏惧实验课程，从而产生厌恶心理。这严重限制了我国学生的动手创造能力。以班级为单位学生的主体性很容易被忽视，学生个性化思想难以传达出来以至于忽略了学生的思考能力，创新水平低下。长此以往，中国科技水平一直落后于西方发达国家，影响我国人才实力和科技实力，在科研方面受制于他人。

网上教学培训主要是因为2020年新冠肺炎疫情影响，全国实施网络上课，线上办公的应激策略。各种针对教学培训的网络直播平台火速上架。信息科技的不断飞跃为人们进行网上教学，网上办公提供了便捷。但是网课最大的缺陷就是学生参与度不高，学习热情和学习自主性远远比不上课堂教学活动。这让学校知识传授效果大打折扣，实验课程更不必赘述。

然而我国在极力推进教育体系改革，逐渐重视学生主体性地位。高校希望通过教学模式改革促进学生创新能力的提高，培养具有世界竞争力的学生。

3 VR技术与教学培训系统相结合的依据

基于以上分析，我国教育教学系统具有很大的完善空间，尤其是在促进教学培训与现代科学技术结合发展方面。在教学设备上，VR技术可以模拟出“现实课堂”。在这个课堂之中学生参与度会比普通网络上课高很多，也能够在新技术的刺激下激发学生的学习兴趣，减轻网课带来的无实操的焦虑感。在教学内容上，VR技术与互联网资源结合起来，让学生能够自主选择学习内容，教师也能利用网络资源为学生提供更优质的教学内容，通过VR技术的“真实”展示提高学生学习效率。在教学手段上，VR技术是一种较为新颖的教学展示技术。学生和老师在虚拟现实空间内都能积极发挥主观能动性，进行教学互动，破解了网络教学的隔离感和封闭感，让整个教学活动变得生动有趣，也倍感亲切，拉近师生之间的联系。

教学培训与VR技术结合有利于完善教学体系，促进我国教育系统化进程以及教育资源均衡化发展。我国无论是线上还是线下都具有不同缺陷，但是双方缺陷与优点之间又具备互补性。VR技术的虚拟创设和真实体验可以有效联结两者之间的优缺点，是网络课堂与现实课堂相互连接的桥梁。

4 VR技术融入教学培训系统的实践

4.1 打造我国教育资源共享库

教学培训信息化必须依赖教育资源扩大化发展，优质教育资源共享能够为教学培训体系完善提供助力。本文所讲资源主要体现在课程和学术方面，例如慕课、文献等资源共享。大学之间有竞争也有合作。在教学资源上共享优质课程能够为发展不充足的地区与学校提供帮助，为我国人才培养提供知识基础。学校要有共享精神，推动我国教育资源共享库的发展。国家也要重视教育资源共享体系构建，打造具有世界水平的教育资源共享库。为VR技术在教学培训体系之中的运用奠定基础。

4.2 创设混合学习空间

基于VR模拟仿真技术的教学培训系统最重要的一个方面就是混合学习空间的创设。VR技术打造的虚实相生的学习环境具有强大的调节能力。学习内容和方式与虚拟环境结合可以将教师传授内容、实验内容、学习者的知识接受能力和技术变化融为一体，打造开放性与个性化的学习空间，满足学生的个性化体验和多元化需求。这打破了学习的时间和空间限制，也为远距离面对面教学实验提供实现的可能，为学生居家学习提供了一个很好的条件。混合式学习空间的打造是VR技术在教育系统中进一步发展的方向，蕴含了学生主体性发展的教育需求。

4.3 实现多维度教学互动

VR技术依赖于对真实世界的高度模仿能够有效提高教学培训过程的互动性。社会性的显著标志是人际互动与相互沟通，社会存在能够引发群体凝聚力，加深交互和促进有意义知识建构。 网络教学环境下学生与学生之间、老师与学生之间都是陌生的，学习互动交流严重不足。无论是理论知识学习还是动手实验学习都是相对封闭的，开放式交流极少。基于VR技术创设的学习平台融合了线下课堂的“真实”体验和线上课堂的优质资源的优势，为整个教学过程细化和综合化提供有利条件。在一定程度上能够打造“民主型”课堂，教师角色逐渐转变为学生学习的引导者和协助者。通过教学设计、活动创新和VR技术的优势提高教学互动，在问答设计、实验操作模拟方面多维度实现教学互动。

5 结束语

VR技术凭借虚拟化的情境体验向教育技术领域持续推进，教学培训系统的现代化发展也需要VR技术来加强其科技化程度。VR技术是人类科技进一步发展的产物，也推动了教学培训系统的完善。通过教育资源共享化发展，VR技术可以充分发挥其优势，创设多维度混合学习空间，融合知识学习与实验操作，打造舒适的学习环境，增强师生教学体验感，实现多维度教学互动，从而提升教学质量，促进教学培训活动系统化发展。