李紅梅

[摘要]根據(jù)目前四平市教育事業(yè)的軟件及硬件環(huán)境，以一個學校為試點，在教學中引入了虛擬現(xiàn)實技術。主要介紹近兩年來四平市教育事業(yè)中虛擬現(xiàn)實技術的使用情況，以及利用虛擬現(xiàn)實技術的特點，將其應用到教學的幾個基本方面所帶來的影響及優(yōu)勢，及其對四平市教育理念、教學手段、教育職能所帶來的變化。

[關鍵詞]虛擬現(xiàn)實教育實驗

中圖分類號：G43文獻標識碼：A文章編號：1671—7597(2009)0620152-01

一、引言

隨著科學技術的迅猛發(fā)展，教學技術領域又出現(xiàn)了一個新型教學媒體虛擬現(xiàn)實技術。虛擬現(xiàn)實技術是利用三維圖形生成技術、多傳感交互技術以及高分辨顯示技術，生成三維逼真的虛擬環(huán)境。

二、虛擬現(xiàn)實技術的使用狀況

下面我們分別介紹一下虛擬現(xiàn)實技術三種基本類型的使用：

(一)沉漫型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。沉浸型虛擬系統(tǒng)是一套價格昂貴、復雜的系統(tǒng)，使用者必須戴頭盔、手套等傳感跟蹤裝置，才能與虛擬世界進行交互，這種系統(tǒng)的優(yōu)點是用戶可完全沉浸到虛擬世界中去，但是限于四平市的經(jīng)濟現(xiàn)狀，我們沒有將其應用于教學。

(二)簡易型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。簡易型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)由一臺普通的計算機系統(tǒng)組成，使用者通過鍵盤、鼠標便可與虛擬環(huán)境進行交互。這種系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉，是一套經(jīng)濟實用的系統(tǒng)，所以我們先以一個學校為試點進行使用。準備將來在有條件的學校進行普及推廣。

(三)共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。共享型虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)是利用遠程網(wǎng)絡，將異地的不同用戶聯(lián)結(jié)起來，共享一個虛擬空間，這種基于Internet的虛擬現(xiàn)實技術有著巨大的教育應用潛能，期望以后在四平的電大和遠程教育中能夠有效地利用這種學習環(huán)境。

三、應用虛擬實技術在教學中的優(yōu)勢

(一)彌補了教學條件的不足。在實際教學中，往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經(jīng)費等方面的原因，而使一些應該開設的教學實驗無法進行。利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，可以彌補這些方面的不足，使學生獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內(nèi)容的理解。

(二)避免真實實驗或操作帶來的危險。一般對于有危險的實驗，我們常常采用看錄像的方式來取代實驗，學生無法直接參與實驗，獲得感性認識。利用虛擬現(xiàn)實技術進行虛擬實驗，則可以免除這種危害，學生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種實驗。

(三)徹底打破時間、空間的限制。利用虛擬現(xiàn)實技術，突破時間的限制，一些需要幾天年甚至幾百年才能觀察到的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學生觀察。虛擬技術還可以徹底打破空間的限制，使學生可以進入這些物體的內(nèi)部進行觀察。例如學生可以進入虛擬的工廠，了解整個生產(chǎn)流水線，這是電視錄像所無法比擬的。

(四)可以虛擬人物形象。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)可以虛擬各種人物形象，創(chuàng)造一個人性化的學習環(huán)境，使學生能夠在自然、親切的氣氛中進行學習。例如，在虛擬的課堂學習中，學生可以與虛擬的教師、學生一起交流、討論。進行共同學習。

四、虛擬現(xiàn)實技術在教學中的應用

基于目前四平市的教學軟件及硬件條件，虛擬現(xiàn)實技術在教學中的應用主要有以下四個方面：

(一)虛擬學習環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，從而加速和鞏同學生學習知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動的灌輸，有本質(zhì)的差別。如地理課上，為了加深學生對地理環(huán)境的了解，可以利用虛擬現(xiàn)實技術構(gòu)建出對應的全景圖，這樣就可以足不出戶，深入地學習地理知識。

(二)虛擬實驗。利用虛擬現(xiàn)實技術，可以建立各種虛擬實驗室，如化學實驗，利用虛擬現(xiàn)實技術演示它們的反應過程，擁有傳統(tǒng)實驗室難以比擬的優(yōu)勢，不僅可以節(jié)省成本，還可以規(guī)避真實實驗或操作帶來各種危險。

(三)虛擬實訓基地。利用虛擬現(xiàn)實技術建立起來的虛擬實訓基地，其“設備”多是虛擬的，可以根據(jù)需要隨時生成新的設備，使實踐訓練能及時跟上技術的發(fā)展。同時，虛擬現(xiàn)實的沉浸性和交互性，使學生能夠在全身心地投入到虛擬的學習環(huán)境中去，這非常有利于學生的技能訓練。

(四)虛擬仿真校園。教育部在一系列相關文件中，多次涉及到了虛擬校園，闡明了虛擬校園的地位和作用。不過我們目前只是簡單的虛擬了校園環(huán)境供游客瀏覽，還沒有形成比較全面的功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

五、虛擬現(xiàn)實技術對教學的影響

(一)教學理念的變化。虛擬現(xiàn)實技術極大地促進了教學理念的變化，它強調(diào)學生主動參與，真正的成為學習的主人，在學習的過程中，教師只起組織、指導的作用，在時間安排上，更多的是學生的自主性、探索性的學習活動。這樣的教學方式顯然與被動地接受教師的知識傳輸?shù)膶W習方式不同，對于學生創(chuàng)新精神和實踐能力的培養(yǎng)也較為有利。

(二)教學手段的變化。虛擬現(xiàn)實技術應用于教學過程后，可以促使教學手段向科學化方向發(fā)展，其變化可以體現(xiàn)在以下幾個方面；

1啟發(fā)式教學。借助虛擬現(xiàn)實技術，學生可以與認識對象之間可以實現(xiàn)互動，使學生從對文字、對抽象公式符號的空間性理解轉(zhuǎn)化為互動式的逼真體驗。這也是形成啟發(fā)式教育的基礎。

2發(fā)現(xiàn)式教學。教師可以有針對性地建構(gòu)虛擬情景，引導學生進行探究，讓學生從已知事實或現(xiàn)象中推導出未知，從中發(fā)現(xiàn)事物的發(fā)展變化的規(guī)律性，并培養(yǎng)學生的科學態(tài)度和獨創(chuàng)精神，掌握科學研究的方法。

3情境式教學。虛擬現(xiàn)實技術能夠把教學中的抽象的概念原理、實驗等形象生動地表現(xiàn)出來，給學生建立一個真實的學習情境，幫助學生獲得知識，把握問題的本質(zhì)。

(三)教育職能的變化。隨著網(wǎng)絡技術及虛擬現(xiàn)實技術的發(fā)展。一種沒有圍墻的開放式的學?！疤摂M學校”會應運而生。在“虛擬學?！敝校處煹幕韭毮芎凸ぷ鞣绞揭矊l(fā)生根本的變化。教師的責任主要是引導學生從眾多的信息中找到自己真正需要的東西，而不使學生在眾多信息中迷失方向。

六、結(jié)束語

目前虛擬現(xiàn)實技術在四平市的教學領域的使用只是剛剛開始，隨著時間的推移，虛擬現(xiàn)實技術以其自身強大的教學優(yōu)勢和潛力，必將會受到教育工作者的重視，虛擬現(xiàn)實技術大規(guī)模進入教育領域已是必然趨勢。

項目：本文是四平市哲學社會科學規(guī)劃項目