摘要：VR技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)Virtual Reality的簡稱，該技術(shù)利用電腦構(gòu)建一個三維空間的虛擬世界，其主要特征表現(xiàn)為沉浸感、交互性和構(gòu)想性。基于VR技術(shù)的立體化教材體系的構(gòu)建能提供全新的體驗和不尋常的視角，為教師提供更加豐富的教學(xué)資源，其交互性能極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣;有助于實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。而要高質(zhì)量地實現(xiàn)基于VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)的立體化教材體系建設(shè)，必須做到：（一）堅持立體化教材體系人才培養(yǎng)目標，注重教材選題;（二）結(jié)合VR技術(shù)的教材編寫要突出具體專業(yè)特點;（三）積極推進VR技術(shù)的硬件和軟件的開發(fā)及利用;（四）構(gòu)建基于VR技術(shù)的立體化教材體系反饋系統(tǒng);（五）發(fā)揮教師在VR技術(shù)教學(xué)體系中的引導(dǎo)作用。

關(guān)鍵詞：VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù);立體化;教材體系;建設(shè)研究

中圖分類號：G642.4 ? ?文獻標識碼：A文章編號：2095-6916（2020）18-0095-03

引言

VR技術(shù)即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，該技術(shù)在20世紀末、21世紀初興起并得到了快速發(fā)展。虛擬現(xiàn)實技術(shù)實現(xiàn)了計算機圖形學(xué)、仿真學(xué)、人工智能、傳感測量技術(shù)、多媒體技術(shù)等多項技術(shù)的融合。VR技術(shù)構(gòu)建了一個交互式、逼真的單位立體空間環(huán)境，同時實現(xiàn)了和人的操作指令的準確對接。人們在該項技術(shù)中可以獲得真實的現(xiàn)實感受，是現(xiàn)階段較為先進的數(shù)字化人機交互感受技術(shù)。隨著國家教育改革的發(fā)展，我國的教育事業(yè)在教材、教學(xué)方式、教學(xué)理念等諸多方面實現(xiàn)了很多突破，一些全新的教學(xué)理念和教學(xué)模式也在實踐中取得了良好的教學(xué)效果。基于VR技術(shù)的立體化教材體系的構(gòu)建能夠為教師提供更加豐富的教學(xué)資源，充分滿足教師的教學(xué)需求以及學(xué)生的學(xué)習(xí)需求，進而實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)資源的高度集合，對教育事業(yè)發(fā)展具有重要意義。

一、VR（虛擬現(xiàn)實）技術(shù)概述

（一）VR技術(shù)的原理

VR技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)Virtual Reality的簡稱，也被譯為幻真、靈境，也被稱為靈境技術(shù)或者人工環(huán)境技術(shù)。我國的VR技術(shù)研究起步于上世紀90年代，并得到了快速的發(fā)展。VR技術(shù)充分地利用計算機技術(shù)來通過電腦構(gòu)建一個三維空間的虛擬世界，在這里使用者可以實現(xiàn)視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，給使用者一種身臨其境的感受，進而實現(xiàn)對三度空間內(nèi)事物的及時、準確、沒有限制的觀察[1]。VR技術(shù)是一種通過計算機技術(shù)加以輔助而產(chǎn)生的高技術(shù)性模擬系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中人工智能、計算機圖形、顯示、傳感、網(wǎng)絡(luò)處理等技術(shù)的發(fā)展成果都得到了普遍應(yīng)用[2]。

（二）VR技術(shù)的特征

VR技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心的現(xiàn)代化高新技術(shù)，主要特點表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.沉浸感

沉浸感也稱為臨場感，指的就是用戶作為主角存在于這個虛擬環(huán)境中所得到的真實感受的程度。沉浸感能夠使用戶充分地體會到自己就是計算機系統(tǒng)所創(chuàng)造的虛擬環(huán)境的一部分，實現(xiàn)了人們從觀察著變?yōu)閰⑴c者的轉(zhuǎn)換，繼而投入到計算機實踐的沉浸中。使用戶能夠體會到看起來、聽起來、聞起來、摸起來甚至是嘗起來都是真實的，和現(xiàn)實世界毫無區(qū)別。

2.交互性

VR技術(shù)的交互性是指參與者在虛擬環(huán)境內(nèi)物體的可操作程度以及用戶在該虛擬系統(tǒng)中得到反饋自然程度。這種交互性的產(chǎn)生需要借助各種專用三維交互系統(tǒng)來完成。用戶在整個虛擬環(huán)境中能夠充分地實現(xiàn)互動，這個虛擬環(huán)境并且能夠充分地按照使用者的指令來完成和使用者之間的互動，從而增加使用者的真實感受程度。

3.構(gòu)想性

構(gòu)想性主要強調(diào)的是虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的較為廣闊的想象空間，能夠極大地擴展人類的認識范圍，進而實現(xiàn)使用者在現(xiàn)實環(huán)境中來構(gòu)建客觀不存在的、甚至是不可能發(fā)生的環(huán)境。例如在電影《阿凡達》中，卡梅隆就依靠自己的想象和虛擬技術(shù)創(chuàng)造了一個夢幻般的星球——潘多拉星球，給人以超級真實的感受。

二、構(gòu)建立體化教材體系的重要意義

在我國施行的教育改革中，對教材體系的構(gòu)建具有著非常重要的意義。教材體系是保障教育改革先進性的基礎(chǔ)，是實現(xiàn)教育改革、完成教改任務(wù)的重要理論基礎(chǔ)。立體化教材又被稱為一體化教材或者是多元化教材。立體化教材體系是以提供形式多樣性的教學(xué)資源、滿足教師教學(xué)需求并能夠和教學(xué)進度保持高度一致的優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源集成。立體化教材為教與學(xué)提供了一套整體的結(jié)局方案，能夠充分地利用多樣化的表現(xiàn)形式來實現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容的表達，極大地豐富了教學(xué)方式以及途徑。有助于教學(xué)目標的實現(xiàn)。構(gòu)建立體化教學(xué)的重要意義主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）可實現(xiàn)教學(xué)教材創(chuàng)新，保障教改的先進性

為了更好地實現(xiàn)教育事業(yè)的發(fā)展，我國不斷推行教育改革來實現(xiàn)教育理念、教育模式以及教材等方面的優(yōu)化，進而促進教育事業(yè)的不斷發(fā)展，保障我國人才供給的正常秩序。因此，教改工作是關(guān)系到國計民生的大事。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展以及網(wǎng)絡(luò)通信范圍的擴大，實現(xiàn)教育網(wǎng)絡(luò)信息化是教改工作中的重要內(nèi)容[3]。構(gòu)建立體教材體系能夠極大地實現(xiàn)教學(xué)教材上創(chuàng)新，發(fā)揮出計算機技術(shù)在教育中的應(yīng)用優(yōu)勢，保障教改工作的先進性。通過構(gòu)建立體化教材體系是落實教改工作的必然選擇，在極大地豐富教改教材內(nèi)容的前提下幫助教改工作順利進行。

（二）可極大地豐富教學(xué)的形式和途徑

立體化教材體系中的教材形式是多樣性的，任何傳統(tǒng)的、現(xiàn)代的教學(xué)形式都是實現(xiàn)構(gòu)建立體化教材體系的重要內(nèi)容。立體化教材體系的建立可極大地豐富教學(xué)形式以及教學(xué)途徑。在教學(xué)過程中，教師既可以通過一些傳統(tǒng)的報紙、書籍等形式作為教學(xué)輔助教具，又可以使用多媒體等先進計算機技術(shù)作為教學(xué)手段。立體化教材體系的構(gòu)建，不僅僅能滿足教師教與學(xué)生學(xué)的各種統(tǒng)一，同時，利用立體化教材的優(yōu)勢能夠極大地豐富教學(xué)形式和學(xué)習(xí)途徑，從而充分體現(xiàn)著學(xué)生在教學(xué)活動中的主體地位，和教改工作的指導(dǎo)思想保持著高度的一致，有助于學(xué)生學(xué)習(xí)的展開以及個人能力的提升。

（三）能夠有效幫助學(xué)生展開自主學(xué)習(xí)

隨著新課標教改工作地不斷深入，學(xué)生在教學(xué)工作中的主體地位得到了更加充分地體現(xiàn)。構(gòu)建立體化教材教學(xué)體系有助于實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，充分發(fā)揮出學(xué)生在整個教學(xué)工作中的主體地位。傳統(tǒng)的教學(xué)體系中，教材的制定以及教學(xué)活動的展開都是圍繞著教師在教學(xué)工作中的主體而展開的。隨著教育事業(yè)的發(fā)展，教學(xué)理念以及教學(xué)模式都發(fā)生了很大的變化，注重學(xué)生在教學(xué)工作中的主體地位是現(xiàn)階段我國施行教育改革工作中的重要指導(dǎo)思想。很多新形式的教學(xué)模式也是圍繞這一指導(dǎo)理論開始，事實證明取得了一定的教學(xué)效果。構(gòu)建立體化教材體系能夠極大地豐富教學(xué)內(nèi)容為學(xué)生的自主化學(xué)習(xí)提供豐富的教材形式，從而激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，實現(xiàn)自主化學(xué)習(xí)。

（四）能夠?qū)嵺`融入到學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)

立體化教材不但可以用來學(xué)習(xí)知識，而且可以通過數(shù)字技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)，實現(xiàn)在教材中開展實踐，動手進行操作和觀察，通過數(shù)字或虛擬環(huán)境熟練技巧和規(guī)范動作，在現(xiàn)實中缺乏實踐條件的環(huán)節(jié)，或?qū)嵺`條件比較苛刻、高成本的環(huán)節(jié)，節(jié)省大量精力、人力、物力。而且這種實踐不拘泥于時間和空間，不但能減少成本，更能極大地增加實踐熱情和提高效率。在教育部深入推進新工科建設(shè)的今天，立體化教材的建設(shè)對實踐教學(xué)的發(fā)展會起到巨大的推動作用。

三、VR技術(shù)在構(gòu)建立體化教材體系中的優(yōu)勢

VR技術(shù)在教育中的應(yīng)用也非常廣泛，虛擬課件的制作，虛擬協(xié)同學(xué)習(xí)，虛擬實驗室，虛擬實訓(xùn)基地等都是在教育實踐中應(yīng)用的主要表現(xiàn)形式，并取得了良好的教學(xué)效果。VR技術(shù)在教育中所表現(xiàn)出來的重要作用，實現(xiàn)了教學(xué)行業(yè)的快速發(fā)展[4]。在構(gòu)建立體化教材體系中VR技術(shù)同樣發(fā)揮著非常重要的作用，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

（一）VR技術(shù)提供了全新的體驗和不尋常的視角

在立體化教材體系構(gòu)建過程中，通過VR技術(shù)的應(yīng)用為學(xué)生提供了全新的體驗和不尋常的學(xué)習(xí)視角。得益于計算機圖像、圖形處理技術(shù)的發(fā)展以及硬件技術(shù)的不斷升級，通過VR技術(shù)而形成的虛擬世界的視覺效果和真實的世界之間的差距越來越小。一些VR技術(shù)終端產(chǎn)品像虛擬頭盔、VR顯示器等的產(chǎn)生更是給學(xué)生的學(xué)習(xí)帶來了全新的學(xué)習(xí)體驗。加之立體化教材體系的構(gòu)建極大地豐富了教學(xué)材料的形式和內(nèi)容更加為VR技術(shù)在教學(xué)過程中的應(yīng)用創(chuàng)造了良好的條件，給學(xué)生提供了全新的體驗。

（二）VR技術(shù)的交互性極大地激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣

基于VR技術(shù)應(yīng)用的立體化教材體系能夠充分地借助多種多樣的VR技術(shù)交互模式來實現(xiàn)對學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的有效刺激。學(xué)生在利用VR技術(shù)進行學(xué)習(xí)的過程中，整個交互過程就好像游戲過程一樣，真實而有趣。和傳統(tǒng)的教學(xué)形式相比更加能夠突出教學(xué)的趣味性，進而最大限度地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，以完成學(xué)習(xí)。

（三）VR技術(shù)有助于實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)

隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展以及智能移動終端的普及，越來越多的VR技術(shù)產(chǎn)品出現(xiàn)在生活中。依靠于這些移動終端設(shè)備的應(yīng)用為學(xué)生自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件。在立體化教材體系構(gòu)建中實現(xiàn)了教材形式的多樣化，電子教材的普及更是為實現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)創(chuàng)造了條件[5]。學(xué)生在離開課堂之外能夠通過這些基于VR技術(shù)的移動終端完成自主性學(xué)習(xí)，打破了時間和空間對于課堂教學(xué)的限制，有效幫助學(xué)生提高成績。

四、基于VR技術(shù)的立體化教材體系構(gòu)建的策略探究

立體化教材體系的構(gòu)建能夠極大地實現(xiàn)教學(xué)資源的豐富，滿足教師日常的教學(xué)要求以及學(xué)生的學(xué)習(xí)需求。將VR技術(shù)應(yīng)用于立體化教材體系的構(gòu)建過程中能夠?qū)崿F(xiàn)在教學(xué)資源表現(xiàn)形式上的豐富，對于學(xué)生學(xué)習(xí)視野以及學(xué)習(xí)興趣的培養(yǎng)具有非常重要的意義。在進行基于VR技術(shù)的立體化教材體系構(gòu)建過程中要確立好構(gòu)建的理論基礎(chǔ)，結(jié)合VR技術(shù)的優(yōu)勢并充分挖掘立體化教材體系在教學(xué)中所表現(xiàn)的優(yōu)勢，將二者實現(xiàn)高度統(tǒng)一來實現(xiàn)基于VR技術(shù)的立體化教材體系的構(gòu)建（具體構(gòu)建過程如圖一所示），通過以下策略來完成基于VR技術(shù)的立體化教材體系構(gòu)建工作。

（一）堅持立體化教材體系人才培養(yǎng)目標，注重教材選題

教學(xué)目標是所有教學(xué)工作展開和實施的最終目的，決定著人才培養(yǎng)的方式和方法的選擇。在基于VR技術(shù)的立體化教材體系構(gòu)建過程中，要始終明確教學(xué)目標在整個體系中的指導(dǎo)作用，所有的教學(xué)手段的使用都要做到和教學(xué)目標保持一致，進而更好地發(fā)揮出體系在教材方面的優(yōu)勢。選擇適合的VR技術(shù)來實現(xiàn)教材體系的構(gòu)建，嚴格依照教學(xué)目標來選擇和編寫相應(yīng)的教材內(nèi)容，最終通過構(gòu)建的立體化教材體系達成教學(xué)目標。

（二）結(jié)合VR技術(shù)的教材編寫要突出具體專業(yè)特點

結(jié)合VR技術(shù)的教材編寫要在內(nèi)容、語言風(fēng)格、表現(xiàn)形式、教學(xué)案例等方面突出具體專業(yè)特點，尊重認知規(guī)律，并將這種要求貫穿于立體教材體系的構(gòu)建過程。以民航相關(guān)專業(yè)為例，在構(gòu)建基于VR技術(shù)的民航相關(guān)專業(yè)立體化教材體系過程中要注重VR技術(shù)在教學(xué)過程中的實際應(yīng)用。在乘務(wù)培訓(xùn)配置VR軟件內(nèi)容設(shè)置上要涉及到相關(guān)機型的客艙應(yīng)急設(shè)備檢查、機上設(shè)備操作、帶飛訓(xùn)練指導(dǎo)等內(nèi)容。通過這些實際內(nèi)容的設(shè)置來吸引乘務(wù)人員展開學(xué)習(xí)。同時，通過VR技術(shù)實現(xiàn)的實際機型機務(wù)維修培訓(xùn)能夠替代部分真機實際操作，從而實現(xiàn)成本和風(fēng)險的雙降低。并且，通過VR技術(shù)的應(yīng)用還能打破空間和時間對于機務(wù)維修專業(yè)實踐課程的限制。

（三）積極推進VR技術(shù)的硬件和軟件的開發(fā)及利用

VR技術(shù)的優(yōu)勢展現(xiàn)是依靠強大的軟硬件支持來實現(xiàn)的，因此在構(gòu)建立體化教材體系的過程中要充分地重視相關(guān)配置資源的開發(fā)。在基于VR技術(shù)的表現(xiàn)形式上實現(xiàn)教學(xué)教材體系的構(gòu)建中技術(shù)支持，并匹配相關(guān)配套的資源通過網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)閱讀和開發(fā)。像移動終端APP、VR軟件系統(tǒng)等都是在構(gòu)建立體化教材體系建設(shè)中重要的應(yīng)用手段，要注重在這些程序中實現(xiàn)VR技術(shù)的應(yīng)用。

（四）構(gòu)建基于VR技術(shù)的立體化教材體系反饋系統(tǒng)

任何全新的事物都需要在不斷磨合中來實現(xiàn)自身的成長。基于VR技術(shù)的立體化教材體系建設(shè)過程中同樣遵循著這樣的道理。在構(gòu)建基于VR技術(shù)的立體化教材體系過程中，要注重反饋系統(tǒng)的建設(shè)。反饋系統(tǒng)能夠準確地收集用戶體驗，通過對反饋信息的收集能夠最大限度實現(xiàn)整個體系的提升。在整個基于VR技術(shù)的立體化教材體系構(gòu)建過程中，學(xué)生作為最直接的反饋者對于體系更好地發(fā)展具有著重要的意義。因此，要注重反饋體系的構(gòu)建過程。

（五）發(fā)揮教師在VR技術(shù)教學(xué)體系中的引導(dǎo)作用

在新的教學(xué)理念的影響下，教師更多的時候扮演的是學(xué)生自主學(xué)習(xí)指導(dǎo)者的角色。立體化教材體系的使用更加需要教師通過科學(xué)的引導(dǎo)來完成。因此，基于VR技術(shù)的立體化教材體系建設(shè)過程中教師要把一些像翻轉(zhuǎn)課堂、協(xié)同學(xué)習(xí)等方式的教學(xué)模式滲透到VR技術(shù)教學(xué)體系中，進而引導(dǎo)和鼓勵學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)來來展開學(xué)習(xí)，主動地、積極地實現(xiàn)自主性學(xué)習(xí)，進而實現(xiàn)學(xué)生自身科學(xué)素養(yǎng)的提升。

結(jié)論

基于VR技術(shù)的立體化教材體系的構(gòu)建能夠為教學(xué)工作提供一套完整的教學(xué)解決方案的同時極大地豐富教學(xué)形式的多樣化發(fā)展?；赩R技術(shù)的立體化教材體系建設(shè)是推進教改工作進度的有力載體，對于提升學(xué)生綜合素養(yǎng)實現(xiàn)教學(xué)目標有著重要的現(xiàn)實意義。VR技術(shù)在立體化教材體系構(gòu)建中發(fā)揮著非常重要的作用。在整個立體化教材體系構(gòu)建過程中要充分發(fā)揮出VR技術(shù)和立體化教材體系的優(yōu)勢，實現(xiàn)對學(xué)生教學(xué)方式以及教學(xué)理念的提升，幫助學(xué)生達成教學(xué)目標，提升自身綜合素養(yǎng)。

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作者簡介：于飛（1981—），男，漢族，河北黃驊人，碩士，中國民航大學(xué)助理研究員，研究方向為教育管理。

（責(zé)任編輯：董惠安）