陳婧 聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 252000

虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于職業(yè)教育中的理論研究

陳婧 聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院，山東 252000

本文分析了目前我國職業(yè)教育中存在的問題，為了解決這些問題將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于職業(yè)教育中，從而保證職業(yè)教育的持續(xù)、高質(zhì)量發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)； 虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)系統(tǒng)；職業(yè)教育

virtual reality technology; virtual reality learning systems; vocational education

引言

目前我國職業(yè)教育的蓬勃發(fā)展給國家的教育發(fā)展和經(jīng)濟建設(shè)產(chǎn)生了巨大的影響，但是大部分職業(yè)教育院校都面臨著資金短缺、教育資源匱乏和實驗實訓(xùn)條件差的特點[1]。為了保證職業(yè)教育的持續(xù)發(fā)展和高質(zhì)量,需要有先進的教育技術(shù)的支持。如果能夠利用現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實技術(shù)來模擬高職院校的虛擬教學(xué)環(huán)境，并加強院校之間的相互交流，這將必然會大大提高職業(yè)院校的教學(xué)質(zhì)量。

1.虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介及發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡介

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是集計算機技術(shù)、綜合圖形技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感器技術(shù)、人機交互技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、立體顯示技術(shù)、軟件工程、人機接口技術(shù)以及仿真技術(shù)等多種科學(xué)技術(shù)綜合發(fā)展起來的計算機領(lǐng)域的最新技術(shù)[2]。它制造逼真的人工模擬環(huán)境，有效地模擬人在自然環(huán)境中的各種感知系統(tǒng)行為，用戶通過虛擬現(xiàn)實的三維設(shè)備與物體接觸，真正地實現(xiàn)人機交互[3]。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有沉浸感（immersion）、交互性（interaction）和構(gòu)想性（imagination）的特點，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展始終是圍繞這三個特點進行的[4]。沉浸感（immersion）是指用戶可以對計算機生成的虛擬世界產(chǎn)生真實感，這種真實感可以使用戶難以覺察、分辨出自己正處于一個由計算機生成的虛擬環(huán)境中。交互性（interaction）是指用戶可以以很自然的方式跟虛擬世界中的對象進行交互操作或者交流。構(gòu)想性是指用戶沉浸在虛擬世界的多維空間中，依靠自身的認知能力獲取新的知識，提高感性和理性認識。

1.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是20世紀90年代受到科學(xué)界和工程界廣泛關(guān)注的技術(shù)，經(jīng)過多年的發(fā)展和改進，正在逐步趨于完善。美國是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)源地，在該領(lǐng)域的研究主要是基于感知、用戶界面、后臺軟件和硬件四個方面[5]。英國在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究方面主要是在分布并行處理、輔助設(shè)備和應(yīng)用研究。我國的虛擬現(xiàn)實技術(shù)起步較晚，較這些國家還有差距[6]。近10年來，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究在我國已經(jīng)得到了相當(dāng)?shù)闹匾?，國家科委、國防科工委都已?jīng)將虛擬現(xiàn)實技術(shù)的研究列為重點攻關(guān)項目。國內(nèi)的許多研究機構(gòu)和高校在VR研究方面都取得了一定的成績，例如清華大學(xué)、浙江大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、中科院研究所等都進行VR技術(shù)的研究[7]。

2.目前我國職業(yè)教育的教學(xué)現(xiàn)狀

職業(yè)教育是指為實現(xiàn)以初中后為重點的不同階段的教育分流，開辦或允許開辦各級各類職業(yè)教育學(xué)校和各種形式的職業(yè)技能培訓(xùn)，其目的是提高勞動者的勞動素質(zhì)，增加就業(yè)渠道，為社會輸送大量的專業(yè)型、技術(shù)性和應(yīng)用型人才[8]。

我國目前正處于社會、經(jīng)濟的快速發(fā)展時期，需要大量應(yīng)用型人才、高技能人才。“加快培養(yǎng)高質(zhì)量技能型人才，是我國職業(yè)教育面臨的緊迫任務(wù)；加強實踐教學(xué)的建設(shè)和改革，是提高技能型人才培養(yǎng)質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[9]”，因此職業(yè)教育要切實做好學(xué)生職業(yè)技能的培養(yǎng)工作。在職業(yè)教育中加強實踐性教學(xué)不僅能夠提高教學(xué)效果，而且能夠提高學(xué)生的創(chuàng)造能力，提高學(xué)習(xí)效率，從而達到鞏固理論知識、獲得實踐操作能力和職業(yè)能力。

職業(yè)教育實踐教學(xué)中通常存在的問題：（1）由于受資金限制，實驗設(shè)備更新速度相對滯后于技術(shù)更新的速度；（2）由于實驗故障等原因?qū)е碌脑O(shè)備非正常損耗；（3）由于學(xué)生沒有實踐經(jīng)驗，因此在真實實驗和操作過程中存在危險性，但是如果只是采用教師演示講解的方式，則實驗的效果將會事倍功半；（4）文學(xué)、管理等文科專業(yè)教學(xué)中只是單一的語言講授而難于實踐，像旅游這種專業(yè)實踐的成本過高。

3.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用

（1）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)成的實驗系統(tǒng)逼真、生動，給學(xué)習(xí)者提供了一個新穎和諧、身臨其境的學(xué)習(xí)環(huán)境。對那些環(huán)境危險、難以重復(fù)的過程、成本較大的學(xué)習(xí)場景等，使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)就顯得格外的有價值。對一些使用受限制的實驗室，可以使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)成的教學(xué)實驗系統(tǒng)給學(xué)生提供一個仿真實驗室。

（2）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)可以實現(xiàn)課堂教學(xué)中全新的師生關(guān)系。在虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)系統(tǒng)中教師是知識系統(tǒng)的設(shè)計者，學(xué)生完全是主動、自主、自由的學(xué)習(xí)者。學(xué)生可以不必按照教師安排的學(xué)習(xí)計劃，完全可以根據(jù)自己的個人情況自由地安排個人的學(xué)習(xí)計劃。虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)系統(tǒng)逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境可以大大地提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和學(xué)習(xí)的自覺性。

（3）利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)構(gòu)成的系統(tǒng)是一個高級的多媒體學(xué)習(xí)系統(tǒng)，也應(yīng)該是一個高級的e-learning系統(tǒng)[10]。在這個系統(tǒng)中視覺效果、聽覺效果和學(xué)習(xí)互動性大大地優(yōu)于傳統(tǒng)的教學(xué)方式。虛擬現(xiàn)實學(xué)習(xí)系統(tǒng)給學(xué)生帶來了多種感官的綜合刺激，大大地提高了學(xué)生的想象能力、思維活躍程度，從而更好地實現(xiàn)了教學(xué)目標(biāo)，這是傳統(tǒng)的教學(xué)手段無法比擬的。

4.應(yīng)該注意的問題

盡管虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以應(yīng)用在職業(yè)教育中，但是本身還存在著一些尚未解決的理論和技術(shù)難題。因此，在將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于職業(yè)教育的過程中應(yīng)該注意以下幾個方面：

（1）虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的硬件、技術(shù)成本較高，因此職業(yè)技術(shù)院校應(yīng)該根據(jù)本校的財力以及教學(xué)目標(biāo)來選擇適合的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)。

（2）虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)的模擬環(huán)境與實際有一定差距，因此不能完全依賴于虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，而忽略了實際現(xiàn)場的實踐。

（3）同時要充分調(diào)動專業(yè)教師和實習(xí)指導(dǎo)教師推廣虛擬現(xiàn)實技術(shù)的積極性。

5.總結(jié)

隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)正掀開神秘的面紗，逐步走進教學(xué)，虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)的應(yīng)用也為教學(xué)媒體的應(yīng)用開辟了一條新的道路。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)很好地應(yīng)用到教學(xué)環(huán)節(jié)中，可以為學(xué)生創(chuàng)造更好的學(xué)習(xí)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實技術(shù)這個領(lǐng)域的技術(shù)潛力是巨大的，應(yīng)用前景也是很廣闊的，21世紀將是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的時代[11]。隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)價格的不斷降低，軟件的適用性不斷增強，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對職業(yè)教育所產(chǎn)生的積極作用將會越來越大，從而使個別化教學(xué)成為可能，雖然存在著一些需要解決的理論和技術(shù)上的問題，但是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用前景還是相當(dāng)廣闊、有發(fā)展?jié)摿Φ摹?/p>

[1]翟衛(wèi)青，孫小軍．虛擬現(xiàn)實技術(shù)在職業(yè)教育實踐教學(xué)中的應(yīng)用[J]．內(nèi)江科技.2006，(2)

[2]劉耀林，孔建益，蔣國璋，孫亮波．虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展[J]．湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報.2005，(3)

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[5]蘇建明，張續(xù)紅，胡慶夕．展望虛擬現(xiàn)實技術(shù)[J]．計算機仿真.2004，21(1)：18-21

[6] 許妮．大有作為的虛擬現(xiàn)實技術(shù)[J]．科技潮.2005(2)：11

[7]劉曉巍，胡小強．基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的CAI [J]．科技成果縱橫.2005(01)：48

[8]陳孝強．虛擬現(xiàn)實技術(shù)越來越“現(xiàn)實”[J]．微電腦世界.2005(8)：28

[9]陳至立．全面落實科學(xué)發(fā)展觀努力開創(chuàng)職業(yè)教育工作新局面——在全國職業(yè)教育工作會議上的講話[J]．云南教育：視界版A.2005 (11)：5-10

[10]周濟．高等職業(yè)教育要把就業(yè)導(dǎo)向作為主要辦學(xué)方向[J]．職業(yè)技術(shù)教育.2004(6)：6-7

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The Theory Research of the Virtual Reality Applied in the Vocational Education

Chen Jing (LiaoCheng Vocational And Technical Co，lleSgheandong Province, 252000)

This paper analyzed the problems existing in the vocational education. In order to resolve these problems the virtual reality was applied in vocational education, thus ensure the sustained and highquality development of vocational education.

G712

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.12.108

此論文為聊城職業(yè)技術(shù)學(xué)院教學(xué)改革課題《高職計算機專業(yè)＜IT新技術(shù)＞課程教學(xué)實踐》研究論文（項目編號：11LZYJ19）

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