VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用

發(fā)布時間：2022-12-15 信息來源：邁維動漫瀏覽次數(shù)：

虛擬現(xiàn)實是多種技術(shù)的綜合，包括實時三維計算機圖形技術(shù)，廣角（寬視野）立體顯示技術(shù)，對觀察者頭、眼和手的跟蹤技術(shù)，以及觸覺/力覺反饋、立體聲、網(wǎng)絡(luò)傳輸、語音輸入輸出技術(shù)等。

VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用(圖1)

虛擬現(xiàn)實應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個飛躍。它營造了“自主學習”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式。

它主要具體應(yīng)用在以下幾個方面：

1、科技研究

當前許多高校都在積極研究虛擬現(xiàn)實技術(shù)及其應(yīng)用，并相繼建起了虛擬現(xiàn)實與系統(tǒng)仿真的研究室，將科研成果迅速轉(zhuǎn)化實用技術(shù)，如北京航天航空大學在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用；浙江大學在建筑方面進行虛擬規(guī)劃、虛擬設(shè)計的應(yīng)用；哈爾濱工業(yè)大學在人機交互方面的應(yīng)用；清華大學對臨場感的研究等都頗具特色。有的研究室甚至已經(jīng)具備獨立承接大型虛擬現(xiàn)實項目的實力。

VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用(圖2)

虛擬學習環(huán)境虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠為學生提供生動、逼真的學習環(huán)境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯示等，在廣泛的科目領(lǐng)域提供無限的虛擬體驗，從而加速和鞏固學生學習知識的過程。親身去經(jīng)歷、親身去感受比空洞抽象的說教更具說服力，主動地去交互與被動的灌輸，有本質(zhì)的差別。

虛擬實驗利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以建立各種虛擬實驗室，如地理、物理、化學、生物實驗室等等，擁有傳統(tǒng)實驗室難以比擬的優(yōu)勢：

1）節(jié)省成本通常我們由于設(shè)備、場地、經(jīng)費等硬件的限制。許多實驗都無法進行。而利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，學生足不出戶便可以做各種實驗，獲得與真實實驗一樣的體會。在保證教學效果的前提下，節(jié)省了成本。

VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用(圖3)

2）規(guī)避風險真實實驗或操作往往會帶來各種危險，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行虛擬實驗，學生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的實驗。例如：虛擬的飛機駕駛教學系統(tǒng)，可免除學員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴重事故。

3）打破空間、時間的限制利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以徹底打破時間與空間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學生都可以進入這些物體的內(nèi)部進行觀察。一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學生觀察。例如，生物中的孟德爾遺傳定律，用果蠅做實驗往往要幾個月的時間，而虛擬技術(shù)在一堂課內(nèi)就可以實現(xiàn)。

VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用(圖4)

2、虛擬實訓基地

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)建立起來的虛擬實訓基地，其“設(shè)備”與“部件”多是虛擬的，可以根據(jù)隨時生成新的設(shè)備。教學內(nèi)容可以不斷更新，使實踐訓練及時跟上技術(shù)的發(fā)展。

虛擬現(xiàn)實的沉浸性和交互性，使學生能夠在虛擬的學習環(huán)境中扮演一個角色，全身心地投入到學習環(huán)境中去，這非常有利于學生的技能訓練。

包括軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技、電器維修技能等各種職業(yè)技能的訓練，由于虛擬的訓練系統(tǒng)無任何危險，學生可以不厭其煩地反復(fù)練習，直至掌握操作技能為止。例如：在虛擬的飛機駕駛訓練系統(tǒng)中，學員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學習在各種天氣情況下駕駛飛機起飛、降落，通過反復(fù)訓練，達到熟練掌握駕駛技術(shù)的目的。

VR技術(shù)在教育方面的應(yīng)用(圖5)

3、虛擬仿真校園

教育部在一系列相關(guān)的文件中，多次涉及到了虛擬校園，闡明了虛擬校園的地位和作用。虛擬校園也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育培訓中較早的具體應(yīng)用，它由淺至深有三個應(yīng)用層面，分別適應(yīng)學校不同程度的需求：簡單的虛擬我們的校園環(huán)境供游客瀏覽，基于教學、教務(wù)、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

以學員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為遠程教育基礎(chǔ)平臺，虛擬遠程教育虛擬現(xiàn)實可為高校擴大招生后設(shè)置的分校和遠程教育教學點提供可移動的電子教學場所，通過交互式遠程教學的課程目錄和網(wǎng)站，由局域網(wǎng)工具作校園網(wǎng)站的鏈接，可對各個終端提供開放性的、遠距離的持續(xù)教育，還可為社會提供新技術(shù)和高等職業(yè)培訓的機會，創(chuàng)造更大的經(jīng)濟效益與社會效益。

隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設(shè)備價格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實技術(shù)以其自身強大的教學優(yōu)勢和潛力，將會逐漸受到教育工作者的重視和青睞，在教育培訓領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并發(fā)揮其重要作用。

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