李慈鳴 崔琰

摘要：5G時(shí)代的發(fā)展下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的悄然興起使得人們的生活方式以及生活質(zhì)量產(chǎn)生了巨大的變化。同時(shí)，教育領(lǐng)域也引起了一場(chǎng)重大的變革，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)打破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，推動(dòng)了新教學(xué)模式的應(yīng)用與發(fā)展。本文對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念特征，5G時(shí)代下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)，國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展動(dòng)態(tài)進(jìn)行了闡述。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);教學(xué)模式;5G

中圖分類(lèi)號(hào)：G4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：（2021）-08-479

一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念特征

虛擬現(xiàn)實(shí)是指基于虛擬人的計(jì)算公式直接計(jì)算現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景世界信息的一種沉浸型交互虛擬環(huán)境，具體而言就是通過(guò)整合各種數(shù)字信息來(lái)獲得逼真的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)，生成一體化的特定現(xiàn)實(shí)世界信息范圍的虛擬環(huán)境。 美國(guó)科學(xué)家Burdea G.和Philippe Coiffet在1993年世界電子年會(huì)上發(fā)表了一篇題為“Virtual Reality System and Applications”（虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)與應(yīng)用）的文章，在該文中提出一個(gè)“虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三角形”，它表示出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有的3個(gè)突出特征：沉浸性、交互性和想象性。

（一）沉浸性

沉浸性（Immersion）又稱(chēng)浸入性，是指用戶(hù)感覺(jué)到好像完全置身于虛擬世界之中一樣，被虛擬世界所包圍。比較理想的虛擬世界可以達(dá)到使用戶(hù)難以分辨真假的程度，甚至超越真實(shí)，實(shí)現(xiàn)比現(xiàn)實(shí)更逼真的照明和音響等效果。虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸性來(lái)源于對(duì)虛擬世界的多感知性，除了我們常見(jiàn)的視覺(jué)感知、聽(tīng)覺(jué)感知外，還有力覺(jué)感知、觸覺(jué)感知、運(yùn)動(dòng)感知、味覺(jué)感知、嗅覺(jué)感知、身體感覺(jué)等。

（2）交互性

在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，交互性（Interactivity）的實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)的多媒體技術(shù)有所不同。從計(jì)算機(jī)發(fā)明直到現(xiàn)在，在傳統(tǒng)的多媒體技術(shù)中，人機(jī)之間的交互工具主要是通過(guò)鍵盤(pán)與鼠標(biāo)進(jìn)行一維、二維的交互，而虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)強(qiáng)調(diào)人與虛擬世界之間要以自然的方式進(jìn)行，如人的走動(dòng)、頭的轉(zhuǎn)動(dòng)、手的移動(dòng)等，通過(guò)這些，用戶(hù)與虛擬世界進(jìn)行交互，并且借助于虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中特殊的硬件設(shè)備（如數(shù)據(jù)手套、力反饋設(shè)備等），以自然的方式，與虛擬世界進(jìn)行交互，實(shí)時(shí)產(chǎn)生在真實(shí)世界中一樣的感知，甚至連用戶(hù)本人都意識(shí)不到計(jì)算機(jī)的存在。

（3）想象性

想象性（Imagination）指虛擬的環(huán)境是人想象出來(lái)的，同時(shí)這種想象體現(xiàn)出設(shè)計(jì)者相應(yīng)的思想，因而可以用來(lái)實(shí)現(xiàn)一定的目標(biāo)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用，為人類(lèi)認(rèn)識(shí)世界提供了一種全新的方法和手段，可以使人類(lèi)突破時(shí)間與空間，去經(jīng)歷和體驗(yàn)世界上早已發(fā)生或尚未發(fā)生的事件;可以使人類(lèi)進(jìn)入宏觀或微觀世界進(jìn)行研究和探索;也可以完成那些因?yàn)槟承l件限制難以完成的事情?，F(xiàn)在，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)，為解決和處理疑難問(wèn)題提供了新的方法及思路，人們借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，沉浸在多維信息空間中，依靠自己的感知和認(rèn)知能力全方位地獲取知識(shí)，發(fā)揮主觀能動(dòng)性，尋求解答，形成新的解決問(wèn)題的方法和手段。

二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

（一）出色的可視化

教育中的VR是一種出色的技術(shù)工具，它可以使用戶(hù)非常有效地探索各種事物。用戶(hù)可以輕松應(yīng)對(duì)各種場(chǎng)景，并可以無(wú)縫體驗(yàn)不同的現(xiàn)實(shí)。它還通過(guò)增強(qiáng)視覺(jué)效果，增強(qiáng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，并提供了強(qiáng)調(diào)特定事物的實(shí)用方法。

（二）吸引人的學(xué)習(xí)方式

授課過(guò)程中，教師不懈地努力通過(guò)互動(dòng)游戲和項(xiàng)目，小組工作，公開(kāi)演講以及許多其他途徑吸引學(xué)生。但是，有時(shí)候他們的努力都徒勞無(wú)功。虛擬現(xiàn)實(shí)可以幫助解決該問(wèn)題，它使課堂變得令人興奮，也使教師能夠?qū)⒄n程帶入生活。此情況下，學(xué)生能夠親身體驗(yàn)現(xiàn)實(shí)生活中的相遇，為將來(lái)的發(fā)展做好準(zhǔn)備。

（三）增加學(xué)生的參與度

當(dāng)今世界充滿(mǎn)了數(shù)字化和自動(dòng)化。這個(gè)數(shù)字時(shí)代的人們，特別是學(xué)生，試圖將一切與技術(shù)相關(guān)聯(lián)，并且在與現(xiàn)有的傳統(tǒng)系統(tǒng)打交道時(shí)也感到困難。因此，今天的教師發(fā)現(xiàn)很難在課堂上創(chuàng)造參與感，但是VR可以在這方面提供幫助！無(wú)論學(xué)生年齡多大，在教室中進(jìn)行虛擬體驗(yàn)時(shí)，他們都會(huì)感到更加動(dòng)心和投入。

（四）有效培訓(xùn)

VR降低了培訓(xùn)成本，并提供了可擴(kuò)展的培訓(xùn)課程。借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以以更好的方式對(duì)學(xué)生甚至輔導(dǎo)員進(jìn)行培訓(xùn)。不僅可以創(chuàng)建場(chǎng)景的實(shí)時(shí)情況，還可以借助VR模塊和培訓(xùn)課程無(wú)縫觀察用戶(hù)的反應(yīng)。

三、國(guó)內(nèi)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育行業(yè)的現(xiàn)狀和發(fā)展

虛擬現(xiàn)實(shí)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用十分廣泛，目前國(guó)內(nèi)外不少學(xué)校都引進(jìn)了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為學(xué)生提供更加直觀、形象的多重感官刺激，對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)有很大的幫助。目前華為iLab發(fā)布了虛擬現(xiàn)實(shí)教育白皮書(shū)，分析了虛擬現(xiàn)實(shí)教育價(jià)值以及發(fā)展現(xiàn)狀。

華為iLab與Strategy Analytics聯(lián)合發(fā)布虛擬現(xiàn)實(shí)教育白皮書(shū)《教育和培訓(xùn)應(yīng)用點(diǎn)燃VR市場(chǎng)——運(yùn)營(yíng)商和VR產(chǎn)業(yè)伙伴合作共贏》。教育是虛擬現(xiàn)實(shí)行業(yè)中發(fā)展最快也將是最先落地的領(lǐng)域，隨著政策的鼓勵(lì)和市場(chǎng)的驅(qū)動(dòng)，虛擬現(xiàn)實(shí)教育市場(chǎng)持續(xù)增長(zhǎng)，潛力巨大，而憑借網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施、網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)、終端分銷(xiāo)渠道等資源，運(yùn)營(yíng)商在虛擬現(xiàn)實(shí)教育市場(chǎng)將迎來(lái)新的發(fā)展機(jī)遇，同時(shí)也將推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)教育的持續(xù)發(fā)展。

報(bào)告指出，虛擬現(xiàn)實(shí)教育價(jià)值在于提升學(xué)生學(xué)習(xí)效率，并輔助教師高校授課。目前國(guó)內(nèi)的教育市場(chǎng)極為龐大，報(bào)告指出據(jù)教育部統(tǒng)計(jì)，截止2016年，中國(guó)已經(jīng)逾18.9萬(wàn)所小學(xué)，7.7萬(wàn)所中學(xué)和3600所高等院校，招生總規(guī)模已達(dá)2.25億人，對(duì)利用新技術(shù)不斷提高教育質(zhì)量和效率有著強(qiáng)烈訴求。

而政府在教育信息化也在不斷加大。《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃》意味著到2020年，所有人都可以在信息化環(huán)境下獲得優(yōu)質(zhì)教育資源，各級(jí)學(xué)校都將提供寬帶上網(wǎng)支持。同時(shí)政府還鼓勵(lì)教育機(jī)構(gòu)建設(shè)“大規(guī)模開(kāi)放在線（MOOC）”促進(jìn)遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)。

國(guó)家層面，工信部成立了虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟（IVRA）以孵育生態(tài)系統(tǒng)，而地方級(jí)政府如深圳政府設(shè)立的中國(guó)VR研究所，貴州省政府設(shè)立的北斗灣VR小鎮(zhèn)等都投入資金和資源來(lái)推動(dòng)虛擬現(xiàn)實(shí)教育與培訓(xùn)的發(fā)展。

五、結(jié)語(yǔ)

在5G時(shí)代下，技術(shù)創(chuàng)新必將會(huì)升級(jí)學(xué)習(xí)體驗(yàn)。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用到教育中來(lái)，可以吸引學(xué)生，激發(fā)他們的學(xué)習(xí)熱情，同時(shí)還可以完善當(dāng)前的教學(xué)模式，讓教學(xué)也可以與時(shí)俱進(jìn)。雖然虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)仍處于發(fā)展階段，相關(guān)功能結(jié)構(gòu)還有待完善，但隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)會(huì)愈加成熟，虛擬教學(xué)也將走進(jìn)大家的生活。這種全新的教學(xué)模式會(huì)被更多的教育工作者所看到，現(xiàn)代教育虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)必定未來(lái)可期。

2020年省級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目：5G時(shí)代下VR/AR實(shí)訓(xùn)和沉浸的教學(xué);項(xiàng)目編號(hào)：S202013324017

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