陳元章 盧海軍

[摘 要] 隨著經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，計(jì)算機(jī)被廣泛應(yīng)用，在這一前提下，VR技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。該技術(shù)的廣泛應(yīng)用，使人與計(jì)算機(jī)之間產(chǎn)生溝通與交互，在虛擬的環(huán)境中使人的聽覺、視覺及觸覺等有身臨其境的感受。而這一交互過程的實(shí)現(xiàn)能夠幫助人們理解許多未知的知識(shí)，這就為VR技術(shù)應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供了有效的途徑。重點(diǎn)分析了VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用類型及應(yīng)用意義，以期對(duì)VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用有一個(gè)深入的了解。

[關(guān) 鍵 詞] VR技術(shù)；多媒體；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；系統(tǒng)研究

[中圖分類號(hào)] G712 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼] A [文章編號(hào)] 2096-0603（2017）04-0114-01

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)因?yàn)槠渥陨硭哂械奶攸c(diǎn)，能夠在現(xiàn)實(shí)環(huán)境中通過多媒體實(shí)現(xiàn)虛擬體驗(yàn)，給人以身臨其境的感受。這一特性使它在多媒體實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用成為可能。我們知道，在實(shí)際的教育中，實(shí)驗(yàn)在理工科中占有十分重要的地位，但有時(shí)因?yàn)閷W(xué)校經(jīng)費(fèi)、學(xué)習(xí)場(chǎng)地等各方面條件的限制，使參照模型等都無(wú)法十分逼真地還原現(xiàn)實(shí)，因此學(xué)習(xí)者也就無(wú)法從中真切地感受到實(shí)驗(yàn)的效果。而VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用很好地解決了這一問題。本文試從VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用類型及應(yīng)用意義這三個(gè)方面來(lái)闡述VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。

一、VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

現(xiàn)實(shí)生活中，舊有的學(xué)習(xí)模式及學(xué)習(xí)場(chǎng)景主要以講授為主，這樣學(xué)習(xí)者的知識(shí)是間接獲得的，沒有直接的感受，VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用解決了這一問題。但值得注意的是，VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用尚處于起步階段，還有許多方面有待完善。

在虛擬學(xué)習(xí)場(chǎng)景中，VR技術(shù)的不成熟，使這方面的研究只能停留在符號(hào)性的交流層面，VR技術(shù)還有很大的提升空間。

但總的來(lái)說，VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用是大勢(shì)所趨，在其應(yīng)用的過程中勢(shì)必會(huì)經(jīng)歷一個(gè)從諸多問題到不斷完善的過程，故其應(yīng)用前景很廣。比如，在仿真虛擬化學(xué)校方面，中山大學(xué)建立了自己的虛擬化學(xué)校，這起到一個(gè)很好的示范作用。除此之外，在虛擬實(shí)驗(yàn)室方面，華中科技大學(xué)開發(fā)了互動(dòng)型數(shù)字邏輯虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，這奠定了開發(fā)虛擬實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)，也起到了很好的示范作用。

二、VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用類型

VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用類型，主要包括漫游型、展示型、過程型、操作型、游戲型共五大類型。

漫游型屬于一種瀏覽方式，這種瀏覽方式針對(duì)虛擬場(chǎng)景。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)用中，學(xué)習(xí)者可以通過VR技術(shù)體驗(yàn)虛擬場(chǎng)景，在實(shí)際的體驗(yàn)中獲得真實(shí)的自我感受。如虛擬儀器模塊裝配體現(xiàn)了應(yīng)用的漫游型。

展示型可以利用VR技術(shù)對(duì)學(xué)習(xí)對(duì)象加以展示，展示的可以是實(shí)物也可以是虛擬物，實(shí)現(xiàn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的跨越式發(fā)展，由原來(lái)的文字及圖片展示發(fā)展為三維式展示，比如，分子結(jié)構(gòu)的球棍模型便可以利用VR技術(shù)對(duì)分子結(jié)構(gòu)加以展現(xiàn)。

過程型的應(yīng)用是針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的過程性知識(shí)來(lái)說的，學(xué)習(xí)者總會(huì)遇到某些需要了解順序的知識(shí)，這時(shí)VR技術(shù)便派上了用場(chǎng)，它能使學(xué)習(xí)者反復(fù)練習(xí)，了解知識(shí)的來(lái)龍去脈及先后順序。如生物教學(xué)領(lǐng)域，需要觀察植物的開花過程及研究生物的性行為，這些都必須關(guān)注過程，而VR技術(shù)能夠幫助學(xué)習(xí)者在這一過程中反復(fù)學(xué)習(xí)。

操作型應(yīng)用則是相對(duì)于操作性知識(shí)來(lái)講的。在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中動(dòng)手操作很重要，比如對(duì)重型吊車的操作，學(xué)習(xí)者可以通過VR技術(shù)對(duì)重型吊車加以操作，避免了教學(xué)中理論與實(shí)踐脫節(jié)的問題。

游戲型即把需要學(xué)習(xí)的知識(shí)通過VR技術(shù)變?yōu)橛螒虻男问剑谌の吨兄鹨煌黄浦R(shí)點(diǎn)。

三、VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用意義

VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用是科技進(jìn)步的必然結(jié)果，其意義重大。

首先，VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的有機(jī)結(jié)合。在計(jì)算機(jī)科學(xué)日益發(fā)展的今天，人們?cè)桨l(fā)離不開計(jì)算機(jī)所提供的便利，而將這些便利條件應(yīng)用到實(shí)際的教學(xué)與科研中是許多專家學(xué)者共同的目標(biāo)。而VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用正是計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用到教學(xué)領(lǐng)域的典范事例，它實(shí)現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)的融合，使二者互相影響、互相進(jìn)步，推動(dòng)我國(guó)教育科學(xué)事業(yè)的發(fā)展。

其次，VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用促進(jìn)了我國(guó)的教育體制改革。新興事物運(yùn)用于教育領(lǐng)域，勢(shì)必會(huì)對(duì)教學(xué)系統(tǒng)中的教學(xué)方式與方法及教學(xué)模式、教學(xué)內(nèi)容等產(chǎn)生影響。因此，VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用也引起教學(xué)模式等諸多方面的變化，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)教育體制的變革，因此其應(yīng)用意義十分重大。

綜上所述，本文分析了VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用現(xiàn)狀、應(yīng)用類型及應(yīng)用意義這三大方面。在實(shí)際的應(yīng)用中，我們應(yīng)該承認(rèn)其處在起步階段的事實(shí)，同時(shí)，對(duì)其發(fā)展前景持積極樂觀的態(tài)度。應(yīng)用類型主要包括漫游型、展示型、過程型、操作型、游戲型共五大類型。通過這五大類型，實(shí)現(xiàn)了VR技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用。VR技術(shù)促進(jìn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)與實(shí)驗(yàn)教學(xué)之間的有機(jī)結(jié)合以及我國(guó)的教育體制改革，具有重大的應(yīng)用意義。

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