趙正寶 鄒立

一、VR技術(shù)概念及特征

1.VR技術(shù)的概念

VR是通過傳感器和電腦構(gòu)建的新世界，是一個(gè)非常逼真的模擬環(huán)境，使用者可根據(jù)自己的體驗(yàn)，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的事物進(jìn)行學(xué)習(xí)或使用，并融入其中。虛擬場(chǎng)景還會(huì)讓使用者有視、聽、觸等直接的實(shí)時(shí)感知，使學(xué)習(xí)者融入虛擬場(chǎng)景中。

2.VR技術(shù)的特征

VR的特征即三個(gè)“I” （Immersion、Interaction、Imagination）。這三個(gè)“I”強(qiáng)調(diào)了人與系統(tǒng)的完全交流。理想狀態(tài)下，VR會(huì)使學(xué)習(xí)者意識(shí)不到自己處于虛擬場(chǎng)景中，甚至比真的還要“真”。

二、VR技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

1.VR教學(xué)的內(nèi)涵

VR教學(xué)就是利用VR技術(shù)使學(xué)習(xí)者融入虛擬教學(xué)場(chǎng)景進(jìn)行學(xué)習(xí)。從廣義上來講，虛擬的教師、教室、實(shí)驗(yàn)室等，在虛擬教學(xué)場(chǎng)景中進(jìn)行的教學(xué)活動(dòng)都是VR教學(xué)。從狹義上來講，就是通過VR技術(shù)，創(chuàng)建一個(gè)虛擬學(xué)習(xí)場(chǎng)景，學(xué)習(xí)者通過自己的各種感官接受信息，這是一種激發(fā)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣、啟發(fā)學(xué)習(xí)者的想象、開拓思維的教學(xué)方法。

2.VR教學(xué)的特點(diǎn)

VR教學(xué)虛擬場(chǎng)景具有很好的交互性、廣域性、開放性和實(shí)時(shí)性。主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

（1）教學(xué)活動(dòng)的虛擬性。VR教學(xué)是在通過VR技術(shù)構(gòu)建的虛擬場(chǎng)景中探索的新的教學(xué)手段。該場(chǎng)景中的教學(xué)活動(dòng)是虛擬的體驗(yàn)，會(huì)促進(jìn)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為產(chǎn)生翻天覆地的改變。

（2）教學(xué)方式的靈活性。VR教學(xué)是一種交互式的教學(xué)方式，學(xué)習(xí)者可以自主選擇自己方便適合的地點(diǎn)、時(shí)間、進(jìn)度來學(xué)習(xí)。

（3）教學(xué)場(chǎng)景的逼真性?；赩R技術(shù)的虛擬教學(xué)場(chǎng)景非常逼真，學(xué)習(xí)者通過傳感器可以聚在同一個(gè)學(xué)習(xí)情景中一起學(xué)習(xí)。同時(shí)VR技術(shù)可以讓學(xué)習(xí)者自主進(jìn)行探索和學(xué)習(xí)。

3.VR教學(xué)的形式

（1）電腦仿真教學(xué)。電腦仿真教學(xué)利用聲音、文字、圖片、影像等講述學(xué)習(xí)對(duì)象各方面的特征；使用軟件及人機(jī)對(duì)話等手段虛擬學(xué)習(xí)對(duì)象的狀態(tài)、運(yùn)行過程。教師可以把專業(yè)相關(guān)的工程案例做成由聲音、文字、圖片、影像等構(gòu)成的虛擬教學(xué)情景，讓學(xué)生去探索和學(xué)習(xí)。而那些人的肉眼無法看到的事物，從星際天體到原子、電子、量子，都可以通過電腦虛擬來實(shí)現(xiàn)。

（2）模型重現(xiàn)教學(xué)。在VR教學(xué)過程中，利用VR模型可以讓學(xué)習(xí)者更加生動(dòng)直觀地學(xué)習(xí)客觀事物，了解其特征和運(yùn)行規(guī)律。通過學(xué)習(xí)模型的分析、構(gòu)建和檢驗(yàn)，從而認(rèn)識(shí)客體、把握客體。如人口增長(zhǎng)模型、社會(huì)發(fā)展模型、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行模型、生態(tài)發(fā)展模型、生理模型等，都可以利用VR模型來演示教學(xué)。

（3）虛擬互動(dòng)學(xué)習(xí)。VR教學(xué)創(chuàng)建交互式生動(dòng)逼真的VR情景，讓學(xué)習(xí)者在VR世界中自主探索和學(xué)習(xí)。在20世紀(jì)末，美國(guó)佛羅里達(dá)大學(xué)建立了一個(gè)二維VR環(huán)境Explore Net，其創(chuàng)建于MUD網(wǎng)絡(luò)的角色扮演基礎(chǔ)上。MUD是通過文本創(chuàng)建的VR世界，可以為學(xué)生構(gòu)建一個(gè)在其中進(jìn)行自主探索學(xué)習(xí)的場(chǎng)景，也可以給學(xué)生提供無限的想象空間。學(xué)生可以與VR場(chǎng)景中的人物、事物進(jìn)行交互和操作，好奇心會(huì)促使學(xué)生主動(dòng)探索學(xué)習(xí)。

（4）技能虛擬訓(xùn)練。VR教學(xué)能夠根據(jù)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)進(jìn)程中提出的各種設(shè)想進(jìn)行虛擬，即可馬上看到這種設(shè)想產(chǎn)生的效果。比如，利用VR實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，學(xué)生可以進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)、電路設(shè)計(jì)、溫室效應(yīng)等方面的探索學(xué)習(xí)。VR的交互性和沉浸性，讓VR環(huán)境更加逼真，學(xué)生更容易融入其中，學(xué)習(xí)更有樂趣。

三、結(jié)論

VR技術(shù)必定會(huì)不斷發(fā)展，日趨成熟完善，并逐漸普及。基于VR技術(shù)的教學(xué)發(fā)展?jié)摿κ菬o限的，以后VR教學(xué)和傳統(tǒng)教學(xué)將會(huì)并駕齊驅(qū)，可能會(huì)進(jìn)一步融合。以虛為主、以實(shí)為主或虛實(shí)結(jié)合將會(huì)視教學(xué)條件和學(xué)情分析而定。VR教學(xué)應(yīng)用必定隨著VR技術(shù)的成熟更加完善，可以最大限度發(fā)揮教學(xué)資源優(yōu)勢(shì)，還可以良好兼容傳統(tǒng)教學(xué)。

參考文獻(xiàn)：

[1]張?jiān)倥d.虛擬現(xiàn)實(shí)的技術(shù)概念和研究課題[J].清華大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），1995（5）.

[2]唐文惠.VR技術(shù)及其在水電工程中的應(yīng)用[J].水利水電科技進(jìn)展，2001（4）：17-20.