師白珂

摘要：應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學，是現(xiàn)代教育技術(shù)武裝學校教學的一種發(fā)展大勢。盡管虛擬現(xiàn)實技術(shù)還未發(fā)展成熟，但它卻具備了教學中的應用價值。通過應用的實踐證明，虛擬現(xiàn)實技術(shù)對學校教學具有極大促進作用。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實技術(shù);教學;應用

中圖分類號：G424? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）18-0153-02

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）：

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是20世紀80年代提出的一種理論，因受當時信息技術(shù)水平制約，再加上使用成本較高原因，致使這一理論一直處在概念這樣一個階段。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，促進了硬件技術(shù)獲得很大提高，打破了技術(shù)應用瓶頸，形成了虛擬現(xiàn)實技術(shù)應用的現(xiàn)實，使虛擬現(xiàn)實技術(shù)廣泛應用于各個領域。尤其是學校的教育教學，使虛擬現(xiàn)實技術(shù)同樣發(fā)揮了較好的應用作用，進而出現(xiàn)了教學的多元化，既提升了教育教學效果，也提高的學生的學習效果。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)，必將顯示其應有的生命力。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實技術(shù)將信息化當作一種基礎，利用計算機技術(shù)造設相關(guān)近似真實的環(huán)境，用一種虛擬出來的方位感和空間，進行模擬環(huán)境當中所需要的觸感或聲音等感官刺激，為使用者創(chuàng)設一種具有身臨其境之感的環(huán)境意境。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有專業(yè)幾個特性：一是沉浸性。既然虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠模擬類似于一種真實的環(huán)境，那么，這個環(huán)境就會伴隨人腦的轉(zhuǎn)動和人身體的移動，而進行隨之移動變化，讓使用者能夠沉浸在這種環(huán)境中，對環(huán)境產(chǎn)生一種無縫結(jié)合的相關(guān)環(huán)境感覺;二是互相的交流互動性。在相對近似使真實環(huán)境中的感覺或感知，讓使用者獲得一定的適用性。它是受這種近似真實環(huán)境的多元信息影響，并形成交互，然后交給大數(shù)據(jù)，再行技術(shù)處理，讓使用者對虛擬環(huán)境中的物體進行實時的操控;三是思維的無限延展性。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)營造的近乎真實的虛擬環(huán)境，可以促使使用者展開無限的空間遐想，感知和悟性諸多而已知的各種客觀現(xiàn)象，構(gòu)建一個虛擬環(huán)境，在這個環(huán)境中，進行規(guī)律性的交互。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)對教學的影響

通過實驗證明，人類獲取知識信息的渠道85%來自視覺的認知，其他知識信息的獲得，又是以聽覺、嗅覺、觸覺或味覺等渠道而獲知的。由此可見，人的感官是獲取知識信息的橋梁。將虛擬現(xiàn)實技術(shù)用于教育教學，就是要利用學生的感官感知優(yōu)勢，再引入多方位的觸摸感應體驗，激發(fā)學生學習知識的濃厚興趣。

2.1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)顛覆了教育教學理念

運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學，能夠強調(diào)人的主體學習性，傳統(tǒng)教學方法，是教師充當課堂教學主體，學生則是被動接受者，這種“填鴨式”課堂教學模式，扼殺了學生學習的自主性、針對性和創(chuàng)造性。新課程改革以后，貫徹現(xiàn)代教學理念，并顛覆了傳統(tǒng)教學觀念，依靠虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學，創(chuàng)設能夠進行主動探究的學習環(huán)境，以此為優(yōu)勢，將課堂教學變成一種啟發(fā)式教學環(huán)境，將教師的教育學生的學實施有機契合，運用啟發(fā)式思維，促使學生提高破解問題能力，使學生將精力投入到課堂教學的整體過程。

2.2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)影響了教學方式

將虛擬現(xiàn)實技術(shù)融入課堂教學當中，對課堂教學效果的影響顯而易見。它區(qū)別于傳統(tǒng)教學的那種抽象而單一的感官體驗，以計算機虛擬現(xiàn)實技術(shù)，模擬一個宛如置于真實實景的教學內(nèi)容情境，讓學生置身其中，進行直接而形象化的多重感官刺激，強化學生與虛擬的真實性學習情境實現(xiàn)交互，體現(xiàn)一種運用其他教學手段難以營造的學習環(huán)境情境氛圍，讓相對晦澀和難以詮釋的知識，以一種生動活潑的方式予以表達，幫助學生開拓形象思維，增強創(chuàng)造和創(chuàng)新意識，促進學生提高學習自主性和主動性。

2.3 虛擬現(xiàn)實技術(shù)影響了教學展現(xiàn)形式與內(nèi)容

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作用在教學內(nèi)容上，則起到了一種決定性作用。它能挖掘并可加工相關(guān)的教學內(nèi)容，并通過這樣的挖掘與加工，讓教學內(nèi)容體現(xiàn)形象化、直觀化和具體化，讓學生通過形象的圖文，解讀相對抽象難懂的知識，促進學生深入理解知識內(nèi)容本質(zhì)。同時，針對教學內(nèi)容的展示方式，也同樣不再拘于某些特定的時空?？梢赃@樣說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠適用于各種學科的教學，尤其是需要進行動手操作的學科，比如像機械專業(yè)、光學、化學、電子和生物學科等。因為通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以運用虛擬仿真，將運用其他方法不能實現(xiàn)的實驗場景，予以虛擬再現(xiàn)，讓學生仿佛置于實驗環(huán)境其中，進行操作。尤其是對含有一定危險因素的實驗，運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以預防危險發(fā)生，提高實驗安全系數(shù)，方便學生深究實驗過程，在實驗興趣中，提高實驗教學水平。

3 運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學的存在問題

3.1 硬件功能相對滯后

有些硬件廠商在不斷創(chuàng)造創(chuàng)新產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，但因受各種原因制約，不能實現(xiàn)底層技術(shù)系統(tǒng)水平提升，形成產(chǎn)品功能較少，又因內(nèi)容資源缺乏，不能解決信號輸入設備的主要技術(shù)，造成軟件產(chǎn)品品質(zhì)出現(xiàn)差距，進而限制了整體產(chǎn)業(yè)發(fā)展。國外主要廠商在與學校實施合作，免費構(gòu)建虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學實驗室，但在我國，同樣也有廠商與學校的合作，卻因沒有同樣技術(shù)標準，依然受硬件技術(shù)因素制約，不能很好實現(xiàn)雙眼分辨清晰率，圖像像素版塊化嚴重、創(chuàng)設的場景既簡單，又缺少豐富的互動性，致使虛擬現(xiàn)實技術(shù)難以發(fā)揮更好教學助力作用。

3.2 使用群體感觸出現(xiàn)一定差異化

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，學生佩戴虛擬現(xiàn)實裝備實施學習，卻能促進提高學生學習相關(guān)知識水平，并認為虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學帶有較強的趣味性。但又因?qū)μ摂M現(xiàn)實技術(shù)的缺少完善的功能體驗，造成認知能力不同學生，難以達到他們應該達到的理解程度。低齡學生容易接受虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學方式，高齡學生則對虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學方式，多少有所顧慮，因而造成學生的體驗出現(xiàn)了一定折扣。因此，在具體的教育教學過程中，還不能將虛擬現(xiàn)實技術(shù)全部用于日常的教學過程當中，充其量，可將虛擬現(xiàn)實技術(shù)當作教學的一種輔助性教學措施，使其與目前的常規(guī)教學形式進行相關(guān)的糅合，進行結(jié)合性使用。

3.3 大數(shù)據(jù)資源不能全力支持教學

有諸多學校并非重視對教學音像或視頻等資源進行用心收集，但伴隨虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的逐步運用，將會改變這種被動情況。因為一套相對完整的虛擬現(xiàn)實技術(shù)系統(tǒng)，其本身就帶有豐富而海量的音像或視頻等資源，但它需要以大數(shù)據(jù)作為一種支撐。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是通過虛擬近似真實的環(huán)境場景，并以較為充分的互動方式，對一些知識信息進行比對，并進行重構(gòu)而反映一種多維影像，針對這些多量的數(shù)據(jù)，需要以平時積累的知識多寡作為基礎，才能反映數(shù)據(jù)多維化下的重構(gòu)影像。這樣，大數(shù)據(jù)技術(shù)則在虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學方式中有了用武之地，因為依靠人為知識的積累畢竟有限，只有通過大數(shù)據(jù)技術(shù)的支持，才能使虛擬現(xiàn)實技術(shù)帶有豐富而海量的音像或視頻等資源，促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)重構(gòu)多維影像，將學生學習需要的知識數(shù)據(jù)，變成可視化數(shù)據(jù)，進而發(fā)揮數(shù)據(jù)的實用效益作用。

3.4 網(wǎng)絡運行狀態(tài)形成的影響

虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的分布式，完全打破了以往常規(guī)教學中的空間固定式，能讓使用者在任何地方，都能在同一個時間內(nèi)，進入到一個被虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬的空間，既可以單獨完成一些學習任務，也可以與他人實施合作，完成相關(guān)的學習任務。不過，在不同的地域空間使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)當中營造的虛擬學習空間，自然需要借助網(wǎng)絡，進行相關(guān)數(shù)據(jù)的傳播，而且還不是要傳播少量的數(shù)據(jù)。這就產(chǎn)生一個問題，如果需要傳播大量數(shù)據(jù)滿足使用者對數(shù)據(jù)的利用，并且有眾多人都在同時在線，網(wǎng)絡寬帶可能出現(xiàn)被擠占問題，使服務器不能支持正常的訪問，則會讓服務器形成難以應對響應或無法響應問題。如此形成的后果自然是顯而易見，在嚴重影響一些使用者的正常使用，并由此減弱對使用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興致。

4 教學對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應用

4.1 虛擬現(xiàn)實教學

虛擬現(xiàn)實技術(shù)為教師和學生均提供了豐富的教學資源和學習資源，為教師的教學和學生的學習創(chuàng)造了選擇教學材料和學習材料的機會。應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學，能使教師和學生一同經(jīng)歷一場虛擬環(huán)境，并利用這樣的環(huán)境觀察那些關(guān)鍵性的知識問題。同時，還能使學生置身這個虛擬環(huán)境中，依靠自主觀察力進行觀察，用以幫助學生提高思維理解力和分析問題能力。

4.2 實驗虛擬教學

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實驗教學，可以通過建立多種虛擬實驗室，并根據(jù)實驗教學需要，由虛擬現(xiàn)實技術(shù)隨時生成所需要的各種實驗用的虛擬性新設備，促使實驗進行內(nèi)容實現(xiàn)諸多的更新，讓實驗教學一直都能緊跟變化形勢，為學生永遠都能提供一種形象逼真而生動的實驗學習環(huán)境，從而適應學生學習不斷出現(xiàn)變化的知識學習，體現(xiàn)實驗教學的靈活機動性和緊跟時代性。

4.3 虛擬仿真校園

虛擬現(xiàn)實技術(shù)自然能夠構(gòu)建遠程教育教學平臺，如果學校設有分校，可為學校構(gòu)建遠程教學點，創(chuàng)設可移動的電子移動教學場所，實現(xiàn)依托網(wǎng)站的交互式遠程教學課程，打造為各個終端提供一種具有開放性的和遠距離性的，可保證相關(guān)的持續(xù)教育，并在情況允許的情況下，還可利用學校構(gòu)建的虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學平臺，為社會培養(yǎng)高端技術(shù)人才提供培訓相關(guān)的場所，實現(xiàn)虛擬現(xiàn)實技術(shù)平臺的最大價值。

5 教學利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的前景

現(xiàn)代教學利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，還沒有完全實現(xiàn)人民的預期，需要提高應用能力，甚或是達到相應的普及性應用程度。僅就目前而言，我國各級各類學校應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)教學的比例相當偏低，不能發(fā)揮虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的最大效用。伴隨虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷向前發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的硬件技術(shù)固然要跟進提高，再加上計算機技術(shù)武裝下的智能、信息以及大數(shù)據(jù)等技術(shù)的不斷發(fā)展，它們都將幫助目前使用的虛擬現(xiàn)實技術(shù)逐步走向完善。因此，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的應用，必將變成一種主流，改變學校教學現(xiàn)狀，朝向更為現(xiàn)代化教育方向發(fā)展。

6 結(jié)束語

虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學中的應用，僅就目前而言，根據(jù)我國各級各類學校教學實際，以及虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，還不能使其獲得普遍性應用。主要因為虛擬現(xiàn)實技術(shù)硬件技術(shù)還未

發(fā)展到純熟階段，有諸多技術(shù)瓶頸不能支持虛擬現(xiàn)實技術(shù)獲得較好雙眼辨識率，營造的虛擬現(xiàn)實環(huán)境僅就影像而言，還相對像素版塊化，并且單一。但不能否認，已經(jīng)應用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行教學的學校，確實感到它能提高教學效率和效果。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】