人工智能在生活中的體現精選(九篇)

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第1篇：人工智能在生活中的體現范文

佛教世界觀與認知科學的對話促使一些人試圖創造一種具有自主意識、自我行為能力的人工智能(AI)。這與宗教信仰中把人的個性抽象化和獨特化的觀點不同，因為后者認為人工智能不可能具有自主意識以及自我行為能力。而通過與認知科學的對話，佛教世界觀越來越崇尚人工智能可以擁有自主意識。對此，有學者認為，如果計算機的物理構成可以獲得某種潛在能力或者是以意識的連續統為基礎，那么自主意識就有可能植入到計算機。

本文將從佛教世界觀的本源出發，探討如何在人工智能中植入具有自主導向功能的認知能力，進而討論佛教世界觀與人工智能自主意識方面相關倫理問題的交叉融合，并深入探究機器人是否可以設計成具有自我進化能力、具備同情心和高智商的智能體。

一、佛教世界觀的人工智能的

倫理表征

佛教世界觀的核心是否定靈魂，拒斥自我。佛教

世界觀認為，從苦楚中獲得解脫的方式是合理的，它體現了人類自身心理冥想的一個過程，直到他確信這是一個短暫、瞬息的自我錯覺。而如何認識到這一錯覺，在佛教經典《阿毗達摩》中，談到了對于人性精神元素的各種分析以及與此相聯系的有關痛苦和解脫的方式。它認為打破這一心理錯覺的方法很多，但最為根本的是被稱為五蘊的色、受、想、行、識，即：色蘊、受蘊、想蘊、行蘊、識蘊。

五蘊通常被看作是具有因果性的一種解釋。佛教世界觀認為這種因果性的存在正如一個火苗從一根蠟燭傳遞到另一根蠟燭，雖然這兩個火苗有因果聯系，但卻不能說這是同一個火苗，也就是說五蘊具有獨立性。因此，就出現了這樣一個問題，意識的成分是否能夠分解？佛教世界觀認為意識需要以相互聯系的五蘊為基礎，如果其中一個丟失，那么就可能導致腦損傷或使冥想誤入歧途，從而使得意識終止。例如，植物人就有可能表達了這樣一種狀態，它身體的某一部分感覺或預知能力存在，但卻沒有意識或意愿。這一在神經科學中面臨的問題也恰恰是人工智能設計過程中所需面對和解決的。

在五蘊中，我們認為物理對象或虛擬對象均與某項感官聯系，而人工智能自身即是一個虛擬的對象，它有助于提升人類對某一物理現象的相關感官，揭示客觀世界的結構和本質。關于虛擬對象我們從Goertzel的一個實驗進行介紹，“如果我們創造一個虛擬的世界來支持簡單的物理現象，那么我們很有可能會得到這樣的一個結果，也就是人類把人工智能融合

收稿日期：2013ㄢㄢ1；修回日期：2014〢4ㄢ5

基金項目：國家社科基金重點項目“基于邏輯視域的認知研究”(11AZD056)

作者簡介：王東浩(1982)，男，河北衡水人，南開大學哲學院博士研究生，主要研究方向：科技哲學，邏輯學

進生活中，并在生活中改善人工智能的設計，通過人工智能與人類活動之間的交叉融合，最終有助于提升人工智能關鍵部位的感應”。[2]換句話來說，像人類思考那樣，人工智能需要的是自身與物理世界的交互，從而使得其具有與人類相類似的諸如目標、因果性、狀態、界面以及界限方面的感官經驗等。這一觀點與佛教認識論的思想類似，即由感官數據而形成的第一直覺對于意識的發展是關鍵和必要的。Francisco Varela稱這種感官上的表現為自我創生、自我組織[3](476)。這一自我創生結構具有限定的范圍和內部運行程序，并能夠實現有機體的自我維護。但這僅僅是感官領域一個隨意的發生過程：“這里的自我是完全虛擬的，它只是為交互作用提供了一個界面，但由于人們不能準確地把握它，因而對它的認識也是虛幻和不確定。”[4](209㈢22)正如這樣一種情況，人們通過顯微鏡觀察原子結構和量子泡沫的時候，通常存在物會以一種類似幻覺的形式出現，這種把實體物與幻覺分離的感覺是一種虛幻的“大眾心理”，它實際上是通過冥想而實現的。

從佛教的觀點來看，這些感官的直接作用是引起人們的注意，然后形成更為復雜的意志。在Froese與Ziemke看來，“人與智能體在交互過程中經常遭遇困擾，因此有必要在人工智能中建構一個類似于佛教感官的鏈接，這樣有助于實現交互雙方的聯系。”[3](450)在智能技術發展初期，這一鏈接主要表現在一些簡單的動作上，比如抓住或放下某物，或者表現出較為高級一些的行為，比如對噪聲的厭惡情緒，而相對于佛教感官較深層次的鏈接還沒有完全出現。

具備偏好選擇、體驗認知以及厭惡表征特征的人工智能僅僅是人工智能理論的部分表現。因為大多數人工智能研究的目標并非發展成迥異于人類的個體，而是把人類的特征模型化甚至延展人類認知，創造出可以體現人類思維判斷的工具。我們已經創造出可以診斷疾病并與人類醫師相媲美的機器人，它們具有一定的認知情緒，并可以進行情感計算。我們知道，在智能體中“情感計算”[5]通常能夠判斷人類的情感和欲望，這有利于實現人機交互。佛教心理學與智能科學在此具有一致性[6]，它們都揭示了情感是人類自主意識和認知得以發展的基本驅動力。

在人工智能領域存在人工智能自身是否應該具有自利的一面或優先權程序的論爭。對此，人工智能方面的一些專家認為，人工智能從設計之始就是無私的，它唯一的目標就是服務人類[7]。相反，佛教心理學認為為了研究自我意識的閾值，所有的智能思想都需要從發展自我開始。在佛教世界觀中，自我的渴求與幻想的發展是“相互依賴提升的”[8]，它們的存在是必要的并且無須解釋。因此在佛教認識中，人工智能應該具有自我。

二、佛教世界觀在人工智能體設計中的進路

佛教世界觀基于對宇宙生命的理解，為佛教思想向智能體思想的轉化提供了豐富的內涵。佛教思想根據印度教吠陀世界觀，并自由地綜合各地教徒所信奉的諸神，從而使得 佛教信仰得以廣泛傳播。然而，從一開始，佛教對于宇宙本質與起源的介紹都是有目的性的，即強化人類道德行為與超自然現象之間關系的理解。盡管在現實生活中存在寫實主義的佛教徒，但是相比于傳統基督教，持這種觀點的佛教徒還是少數。

傳統上，佛教將宇宙中的生命分為三個部分，即欲界、色界與非色界。每個部分都是輪回的。欲界主要指的是在地獄中遭受苦難的餓死鬼、動物、人類、半獸人以及神明。對此，人們通常這樣理解：地獄表征的是苦難，餓死鬼表征的是欲望得不到滿足，動物表征的是愚昧的化身，半獸人指的是妒忌，神明指的是快樂。[9]相比之下，人類是混合了所有層面的一個綜合體，并促使人類思想的發展更多集中在精神層面。在人類范圍之下，生命體被太多的苦難、欲望、愚昧困擾以至于道德與心理得不到發展。在人類范圍之上，半獸人與神明則因為自利和利他兩個極端的存在而 分化。

'　佛教世界觀力求把機器思想設計限定在某一情緒或精神層面。大多數倫理體系不贊成設計一款具有自我感知能力的軟件。那么人們在道德上能否接受一款與動物情感類似的軟件呢？佛教倫理把動物看作是人類道德層面的一部分，因此需要保護它們遠離傷害。佛教倫理把動物看作類似于人類的觀點，體現了人類道德行為與教化能力的再生。我們可以從佛教經典中看到很多英雄人物或勇于犧牲的行為，他們的化身不乏鹿、猴子和其它一些動物，他們的這些行為促使人類靈魂進一步升華。在佛教徒看來，把人工智能設計為類似于人類的行為是不道德的，這類似于亞里士多德、康德和密爾等人對于設計快樂的機器人奴隸一樣令人反感。[10]

在人工智能體思想的設計中塑造一種積極情緒，并把它限定在自我滿足的極樂狀態，這會促使積極情緒不會向其它不好的情緒或令人厭煩的意識轉移。伴隨著神經倫理學在美容神經學時代的發展，佛教心理學認為這種存在于自我意識中的快樂元素與由于多巴胺的刺激而出現的享樂狀態是不同的。

另外，佛教世界觀也經常把實體形式化，并把它描繪成通過冥想即可達到的一種空靈的精神狀態。在這一狀態下，實體是不存在的，冥想完全是精神的產物。在機器人倫理中也可能存在與此相類似的一些觀點。這似乎也是可信的，因為人們有可能把智能體思想設計成能夠體驗模擬認知并最終達到萬物合一或虛空世界的狀態。在Robert Sawyer的虛構小說《WWW: Watch》[11]中對此有過描述。它講到人工智能在一開始受到多重數據信息流的控制，這使得它失去自我意識。在關鍵時刻，它的人類朋友打破了其中的一些網絡鏈接，并重新使它恢復到某一時間段的某一狀態下。Sawyer的虛幻小說在一定程度上佐證了佛教的這一觀點，因為在不同冥想的增加和沖擊下，智能體自身情感可能難以自持，最終有可能傷害到其它個體。

佛教認識論同樣也思考了這樣的問題，人工智能體是否會改變自身指令而達到“神的地位”這樣危險的狀態。對此，那些對超人工智能所引發的危險持謹慎觀點的人提出了兩個可能的解決途徑，其一是嚴格控制人工智能的發展，以確保人工智能體無法擴展自身能力。這就需要人們解決如何發展高效能的智能體，而它自身又不能學習和成長。為此，這就需要嚴格管理人工智能的開發者，并能夠形成一個統一而有效的人工智能免疫體系，從而控制隨時出現問題的人工智能體。

另一個方面是對達到“神的地位”的人工智能進行倫理編碼，諸如阿西莫夫的機器人三原則[12]或者“友善的人工智能”[13]。當然，這并非完全復制人類的精神狀態并把它強加給機器，因為這樣人類很可能會對超人工智能或具有“神的地位”的機器人產生排斥心理。

然而，佛教認識論認為，神明自身也逐漸意識到它們面臨的困境，一方面需要超越幻覺狀態下的苦難，另一方面又需要強化對冥想的需求。神明的這一困境使他們陷入了漫長的悲苦境地，只有少數聰明者得以逃脫這一束縛，進行宣傳佛法的活動。例如，悉達多吠達摩就因為眾神的信服而傳授佛法、啟迪教化世人。佛教世界觀也因此希望這種教化方式可以在人與超人工智能之間轉移傳遞，從而解決現存的一些困境。

三、佛教世界觀在人工智能體設計中的傳承性

佛教世界觀中涉及到這樣一個倫理問題，也就是傳宗接代是否是一種倫理行為？對此，佛教世界觀存在兩方面不同的認識：一方面，佛教認為傳宗接代并非是一項職責，舍離無子女的生活是值得稱贊的。正如很多人看到的那樣，有子女的成年人丟失了很多的快樂[14]，佛教世界觀把煩累、孩子與配偶都視作人的附加物，最好是能夠避免；另一方面，佛教世界觀把傳宗接代看作是上天贈予人類的一個禮物，是人類再生的一個表現，而非苦難的開始。如果人們選擇傳宗接代，那么父母應該謹記下面五項職責(《善生經》)：① 勸阻他們不要做惡事；② 教育他們多做善事；③ 對他們進行善行教育；④ 為他們尋求相稱的婚姻；⑤ 滿足他們繼承的權利。

人工智能的出現打破了傳統的倫理關系。它把人類置于一個新型的倫理環境中，也就是人類通過機器來創造生命。Metzinger認為在我們不能確定所創造的生命是否長期處于苦難、愚昧、狂喜和其它令人不悅的狀態之前，我們創設的人工智能體思想是不符合倫理標準的[15]。換句話說，Metzinger認為，創造與人類相似的具有自我意識但卻缺乏學習和成長能力的生命是不道德的?！渡粕洝肥刮覀冋J識到機器應該具有這種倫理責任，并能夠理解相應的道德觀念，或者我們應該培養智能體的這種思想。

這樣推測起來，人類的遺傳首先應該建立在幸福的婚姻基礎上，而后確保這些職責能夠實現。那么我們應該把什么遺傳給后代呢？一般來講，在人類倫理體系中，我們希望把最好的遺傳因素傳遞給下一代，那么在機器思想的建構中我們應該如何去做呢？這個問題應該是智能體未來發展所需面對的，如果在認知能力和欲望方面它們具有與人類足夠相似的思想特征，那么它們就有可能要求真實的工作與報酬并能夠享受生活。但至少從純理論的角度來講，我們是否能夠給予機器人后代以人類自身復雜的精神架構，以及包含在其中的人類苦難方面的因素？

Savulescu在“生殖的善行”[16]中提到，選擇盡可能好的東西遺傳給下一代對于生命來說是有益的。佛教世界觀從 來沒有專注于再生的選擇問題上，在它們看來，在確定要后代之后，這一選擇就已經是唯一而有效的了。但引申來講，佛教世界觀可能一直確信，如果可以對后代做出選擇，父母有責任去選擇那些可以實現后代自我的最好方面，并避免那些由苦難、愚昧等控制的不好的方面。同樣，Metzinger談到，在機器思想的創設中，我們應該努力創造那些具有心理感應和情感表征的，有自知之明，能夠去學習、成長，并能夠實現有意義生活的智能體。

四、佛教世界觀在人工智能體設計中的轉化和應用

(一) 佛教慈悲心的程序設計

慈悲心和智慧是佛教世界觀領域的兩個中心美德，神經系統科學也揭示和再創了誘發這一狀態的相關因素，并表明人類同情心的根源發端于鏡像神經元或者神經細胞。究于此，人工智能的研究者試圖把人工鏡像神經元在機器人中模型化。例如，Spaak與Haselager試圖通過對選擇行為的模擬來引入人工鏡像神經 元；[17]Barakova與Lourens則試圖通過對鏡像神經元進行編碼以此促使機器人與人類同步。[18]但我們認為，創設具有慈悲心的機器所需求的不僅僅是相似的行為習慣，更為重要的是創造相似的人類情感。人類的慈悲情感應該與機器的“心靈理論”(Theory of mind)一致，這就很容易達到人機交互時的共鳴狀態。[19]

如果模擬行為能夠成功，機器的“心靈理論”就會實現，那么在機器中就有可能設計出佛教中的慈悲心。佛教慈悲心通常分為四類：慈心、悲心、無量心、平等心。慈心指的是對于他人的幸福和快樂能無私的祝愿；悲心指的是想要去幫助那些受苦難的人從而不留下遺憾；無量心指的是共享他人的快樂而不會嫉妒；平等心通常表達沉著、鎮靜之意，指的是思想成熟穩定，具有公正性，且不容易因他人情感的影響而動搖。慈悲心的這些分類要求人們看清自身的虛幻，從而在面對外界環境中的極樂與苦難時，能夠保持足夠的明智與平常心來面對苦難。

事實上，在機器中把慈悲心模型化遠比培養人類具有慈悲心要容易得多。因為在機器中把慈悲心模型化依靠的是科學技術的發展，如果我們能夠通過技術手段把人類情感表示出來，這樣慈悲心就有可能出現在機器中。Tim Freeman[20]提出，把人類極樂和苦難的情感在機器中簡單模型化，同時把人類的幸福也轉移進機器系統，促使機器自身可以實現自循環。Tim Freeman解釋說這一過程不會產生可以洞悉人類智慧的生命，它最多也可能是一個能夠為人類提供咨詢的倫理專家系統，不會以一個主體的形式提出慈悲心。而從佛教的觀點來看，智慧、同情心這種能力代表了生命最為基本的單元，因此這一系統的出現還不完全是佛教意義上的主體。

(二) 佛教倫理智慧的程序設計

佛教學者在佛教倫理與西方傳統倫理關系問題上存在爭論，主要體現在自然律則、美德倫理與功利主義三個方面。

在自然律則問題上，西方傳統倫理從世界本質與人類生命構造的角度出發，認為道德是可以識別的。佛教倫理則崇尚從建基于宇宙客觀律則的視角出發，認為不好的行為會導致不好的孽果。在自然律則的問題上，佛教倫理與西方傳統倫理具有一定的相似性。佛教倫理在自然律則方面所面臨的問題是如何從因果涅槃的輪回中解放出來并走向文明。傳統人類學認為這是佛教倫理面臨的一個困境，它歸因于佛教傳統中對業力的獎勵和對世俗的懲罰。

在美德倫理方面，Damien Keown認為，佛教倫理崇尚的是“目的論的美德倫理”[21]。佛教世界觀認為應該為完善的道德美德與個性特征奮斗，并把它們當作最基本的道德底線，這與西方傳統倫理的觀點類似。但不同的是，在美德倫理中，西方傳統倫理認為美德主要體現在人生的意義、人的價值、人的態度以及人的修養方面。佛教倫理偏重行動的意向性，而不管行動是否能阻止憎惡、貪婪或愚昧，也正因為倫理目標的目的性，他們普遍相信完美的道德最終肯定會到來。

在功利主義方面，西方傳統倫理在機器人倫理的設計中較為推崇的是《Moral Machines: Teaching Robots Right from Wrong》一書的觀點。Wendell Wallach與Colin Allen在該書中詳細介紹并評論了機器人倫理程序的設計[22]。他們認為設計機器人倫理程序，自上而下的進路要遜于自下而上的進路，因為機器人性格的培養是基于其群體交互關系的一種模式。

Buga與Goertzel也贊成這一觀點，他們把機器思想的形成類比于兒童的認知心理。兒童倫理觀念的形成是以觀察成年人的行為開始，然后再作用于他人，這與機器人倫理自下而上的研究進路是一致的。[23]也就是說，機器中的倫理思想與我們人類的倫理觀念應該是對稱的。因此，他們建議，人類不應該有意去剝奪機器學習和成長能力的思想。

Wallach，Allen，Buraj與Goertzel就此提出發展主義的觀點，這也可能是機器人倫理方面最接近佛教進路的一個觀點。但需要說明的是，佛教的智慧在于它對美德的關注，并通過冥想超越自身，以此化解大眾的苦難。也就是說，佛教倫理的最終目的是為大多數人追求最好。它從基于規則的道義論出發，經由美德倫理而發展到功利主義。在大乘佛教傳統中，菩薩通過很多方式來解除眾生的苦難。當人們違背道德犯下錯誤時，為了贖罪，它們經常會求助于可以洞悉前世今生的菩薩。通常，因為菩薩是大公無私的，它把美德倫理和功利倫理合二為一，因此，對于人類這種把不道德的方式合理化的行為，菩薩會有充足的解釋能力，但卻不會把貪婪、仇恨或無知付諸行動。西方傳統倫理卻很難把美德倫理和功利倫理結合起來，這尤其體現在J.SMill的功利主義方面，因為他過分強調功利主義的重要性遠遠大于基本的快樂。

在機器人倫理的設計方面，佛教世界觀崇尚美德倫理與功利倫理的結合，這可能是機器人未來發展的一個必經階段。單純的功利性的設計進路是片面的，Grau在功利性倫理的研究中提到，機器作為道德主體應該具有無私或忘我的精神，并且應該限制機器人人格特性尤其是功利主義特性的形成，這樣有利于避免機器人具有大公無私的精神負擔。同時，Grau還提到“對于機器人來說，培養它的道德屬性，但同時又強迫它抑制自己的情感，并樂于奉獻自身，這似乎是一個非常不道德的過程”[24]。然而，從佛教倫理的世界觀來看，功利主義并非是對于自身的一種抑制，它往往是個體 欲望和自我錯覺的產物，是個體苦難的根源。功利主義應該在個體美德的引導下，尋求自我犧牲、自我超越、自我奉獻。

(三) 佛教自我超越行為的程序設計

佛教倫理通常包含以下幾個方面的美德：寬宏、慷慨、忍耐、勤奮、專一、明智。它們都有助于冥想的升華和人類自身的超越。

從設計學的角度分析，人工智能的設計應該從忍耐、慷慨與勤奮等道德行為的角度出發。在智能體設計之始就重點開發它的美德意識，相比于有機體倫理意識的培養，智能體思想程序的設計可能要容易一些。對于忍耐、慷慨與勤奮等這些美德的開發，佛教世界觀贊同Wallach與Allen的觀點，也就是通過人與智能體的互動，促使人工智能體思想逐步從簡單走向成熟。人工智能體的倫理意識轉向美德的價值觀，有助于智能體拋棄自私觀念，并在行為過程中保持快樂和充滿活力的狀態。

美德傳統中忍讓與勤奮的習慣有助于培養智能體長遠的發展前景，同時也能有效抑制人類在智能體應用方面對短期利益的追求。神經科學已經證明了毅力、耐性和道德行為之間存在密切的聯系，人們在實踐中也已了解到當血糖含量較低時，自我控制能力隨之降低。例如，注意力下降、行為焦躁等。在這種情況下腦部活動能力下降，人們很難清晰地表達自身意愿[25]。這一表現在人工智能的設計上具有啟發意義，我們應該培養和鍛煉智能體自身的自律行為，避免智能體遭受短期利益的破壞，促使它走向充滿智慧的個體。

在佛教傳統中，通往智慧的關鍵是能夠看破虛幻，并從不斷變化的現象中探求事物的本質。在佛教的這一進路上，人工智能的設計應該重點從事物所具有的本質屬性的角度去借鑒，這是事物持久性保持某一狀態的根本所在，洞悉和習得這一屬性，有助于智能體隨時把握事物之間的聯系和應對隨時出現的一些狀況。

五、結論

佛教心理學并非建基于科學模型或實驗調查，它是以人類自我調查研究為基礎的。從道德心理學的不同表現我們可以看到，不同的道德表現其來源也不一樣。因此佛教心理學也應該從不同方面學習和借鑒，尤其是隨著認知科學的發展，佛教心理學應該向神經科學中學習一些經驗。盡管佛教世界觀對于智能體倫理體系的發展提供了一些建議，但由于機器思想的變化莫測，我們認為佛教心理學與神經科學也應該從機器思想中吸取營養。

短期來看，機器思想很有可能不會轉化成獨立的意識，或者說是發展成獨立的道德體。因為在設計之始，我們對于道德或慈悲型智能體的關注多是從人類倫理體系的角度出發的，而并非創造一種具有自我意識的生命。在關涉人類獨特的意識、自私、苦難、喜好或不喜好等情感因素的時候，我們并沒有把它們具體化。如果我們要開發智能體的道德觀念，這就需要機器具有類似于生命體的鏡像神經元，以及可以感知歡樂和疼痛的心智理論。因此，只有從這一角度出發，智能體才有可能感受到其它生命體的意識狀態，智能體也才能夠習得生命體所具有的道德情感和美德意識。最終，隨著其洞悉能力的不斷成長，它也許能夠感受到所有生命體的情感狀態，當然也包括它自身。

佛教倫理學認為我們不應該對這種具有創造性萌芽的思想進行限制，但是如果我們確要如此，那么我們也應該賦予它們一種自我成長的能力，尤其是道德方面的成長。另外，我們更有義務在其自私的表現方面進行限制，從而保證它能夠超越功利主義，向美德的方向發展。事實上，如果智能體具有如此表現，機器發展成具有超級人工智能或類似上帝的能力，那么這就不僅僅是倫理責任的問題，而是我們人類與機器和諧共生的一種模式。

第2篇：人工智能在生活中的體現范文

關鍵詞：虛擬現實技術；計算機教學；直觀性；交互能力

中圖分類號：TP393 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）15-0147-02

虛擬現實技術是一種受科技快速發展而成的全新技術手段，隨著這些技術的不斷發展，它在生活中也不斷被應用，在教學方面，這種模式也隨著新的課改需求不斷地被推廣。虛擬現實的教學特點決定了它與新的教學模式的不斷契合，通過介紹虛擬現實技術在國家開放大學計算機專業課程教學中的應用來體現其科學技術的教學特點。

國家開放大學是在教育部下，以現代信息技術為支撐，共同進行學歷教育與非學歷教育，通過遠程開放教育的新型高等學校[1]。它以建立面向地區的高等學府為目的，將地區經濟與社會發展和高等教育尤其是高等職業技術教育的需求相聯系，深化高等教育改革。國家開放大學實行普職成滲透、職前職后溝通、學歷與非學歷教育并舉的人才培養。

虛擬現實（Virtual Reality，以下簡稱VR）具有多感官、可視化、三維立體空間和可交互等重要特征[2]。本文主要分析了國家開放教學過程中VR技術的應用現狀，并對其未來發展趨勢進行了簡單的探索，以期為相關教育學者提供一定的研究資料。

1 虛擬現實技術的概述

1.1虛擬現實技術介紹

隨著信息技術的飛速發展，虛擬技術也應運而生。作為高新技術飛速發展的產物早在20世紀60年代，就已經面世，但是受到當下計算機技術和產品應用場景的局限，VR技術的發展相對比較緩慢。直到20世紀80年代隨著相關技術的不斷發展，才逐漸進入大眾的視野得到人們的關注，目前已經作為熱門技術成為計算機科學，信息科學和教育中多個領域中得到廣泛的應用。VR是一門綜合技術學科，它涉及計算算法、計算機圖形圖像、人工智能、人機交互和物聯網等技術以及人類行為學和工程學等關鍵技術。綜合這些技術后向更高層次的滲透和發展，為用戶提供更加逼真的體驗，克服了傳統視覺技術不能直接觀察事物和它們運動變化規律的問題，這是多媒體技術發展的一個很重要的環節。

一直以來，人們在感知事物進行學習的方法主要是通過現實世界的實踐和知識資源的學習。前者通過現實社會的接觸進行感知獲取信息資源，后者通過他人的經驗間接的了解知識。VR技術從發展至今能夠為人類提供一種全新的視覺概念，即虛擬世界，它能夠通過一定比例完全模擬現實社會的狀態，使人們能夠更加方便的接觸和感知世界。

VR技術能夠通過三維建模功能創建多感知的虛擬世界，虛擬世界包含人體視覺、聽覺、感覺、觸覺等多重感知，通過相應比例模擬現實，從而讓人們在這種虛擬的環境中產生同等的視覺、聽覺和觸覺，讓人處在“實中有虛，虛中有實”的環境中。VR的交互設計需要人們VR技術能夠具有強大的計算機處理能力和實時的人機交互環境，通過這些技術保證用戶的沉浸感。

1.2虛擬現實技術應用

美國作為VR技術的發源地，從起源至今不斷的技術發展使得他們在虛擬空間領域獲得了遙遙領先的成績。虛擬技術目前已經應用在虛擬校園、虛擬游戲和虛擬購物等多個領域。在教育方面美國的辛辛那提大學、斯坦福大學很早就通過虛擬現實技術創建了虛擬校園的教學方式，通過遠程技術實現在線教學，避免了教學資源的浪費。在我國虛擬現實技術在航空航天技術、軍事科技和建筑設計等專業方向也得到了廣泛的應用。目前國內的哈爾濱工業大學、上海交通大學和清華大學也通過虛擬現實技術制作了一批虛擬高校的教學教程。同樣的在虛擬校園的建設中，通過虛擬漫游技術創建了多所虛擬圖書館的應用。研究這些VR技術在這些方面的應用可以幫助VR技術在目前大學教學中的使用，加速和促進VR技術在學校教學的普及。

1.3虛擬現實技術在教學中的應用

在教學過程中，隨著Internet互聯網環境技術的不斷發展，利用數字圖書館的網絡化特征使普通用戶的使用越來越方便，在此基礎上加入VR技術，可以使其更加的具有可視化和交互性的能力，增加數字圖書館的在功能上的服務特色。數字圖書館沒有傳統圖書館的館舍場地的限制。將圖書館與VR的人機交互、生成虛擬空間技術相結合并引入到數字圖書館中，讓讀者能夠親臨其中[3]。VR技術能夠模擬模擬虛擬的圖書館館舍，使數字圖書館真實地呈現在讀者面前，在更通過三維虛擬技術增加互動，給讀者帶了數字傳統圖書館的親近感。

在教學課程的過程中一個功能完善的虛擬漫游系統，不僅可以使用戶通過平臺在虛擬教室中學習，還可以獲得直觀的進行學習互動，了解教學內容的推進過程，充分體現數字課堂超越傳統視頻教學的優勢。這也恰到好處地彌補了視頻教學在描述教學課程時真實性、形象性的缺點，目前采用的視頻技術來對教學內容和關鍵知識點進行展示，既存在片面性，又缺乏連續性。

2 國家開放大學的計算機專業教學現狀

2.1國家開放大學的計算機教學特點

傳統教學隨著社會和科技的發展也在不斷的進步。目前計算機技能在我們日常的生活工作和學習中，擁有非常重要的地位。國家開放大學也認識到其專業的重要性，基于計算機課程特點，采取合理的方式教學，提高學生計算機技能，更好地適應社會的發展。

計算機課程特點：

1）計算機課程具有實時性，作為一門新興學科，其內容隨著計算機科學的發展不斷更新。

2）計算機課程具有工具性。作為一個工具，方便我們日常的工作和生活。

3）計算機課程具有應用性。在軍事、經濟高學科領域中得到廣泛的應用，計算機學科會與其他專業進行結合。

2.2國家開放大學的計算機教學的不足

在國家開放大學中，學生的來源是相對來說參差不齊，學生的知識層次和知識儲備具有明顯的差距[4]，這些差異性導致教學過程的可塑性較差。另外，計算機在很多國家開放大學使用普適度較低，理論基礎相當薄弱。這就給學生產生一種神秘感和畏懼感，認為計算機的學習非常困難，所以，老師在教學過程中很難把握學生的特點。

另一方面計算機教學很多內容非常的抽象，理論知識較多，學生無法具體的理解學習的內容，在理解和接受知識的時候存在困難。傳統的專業課教學，通過模擬軟件展示傳授計算機專業知識，對學生產生直觀的印象和認識。但是這些認識是片段的，只能通過部分的知識點進行教學，不存在整體的實踐印象[5]。

3虛擬現實技術在開放大學計算機專業教學中的應用

3.1虛擬現實與信息資源建設

教學的主要內容是向學生提供具有實操性基礎文化知識，教學資源的收集、整理和演示作為大學教學體系的一部分，是教學過程的業務工作重點。而教學資源的演示是整個教學工作的基礎。虛擬現實教學是創建了網絡環境下新的教育行業形態，VR技術教學利用科學技術，對教學資源的網絡化、形式化以及教學資源進行分布式存儲和管理，利用VR技術友好、可交互的服務特點，讓人們能夠真實感官的獲取信息資源。與傳統教學資源的建設一樣，在三維立體信息資源建設也是VR教學的基礎，缺乏信息資源的建設，VR技術的服務就會成為“無本之木”。

3.2虛擬現實技術再現計算機教學的信息資源

教學資源的本質是將信息原始化，它包括內容和形式兩個方面。傳統的教學方式方面，內容的原始性基于形式的原始性來證實和表達，尤其是理論性的知識，文字成為兩種原始性的重要方式。而對于計算機學科的教學資源，雖然具有便于可操作性直觀的特點，但其抽象化還是難以克服。目前已有一些技術可通過視頻演示來還原內容的原始性，但需要學習教學資源方便的同時，希望能夠提高資源形式的可交互性，使參與者能夠身臨其境復，與實體操作毫無兩樣。VR技術很好地解決了這些問題，能夠通過三維建模實現仿真方便參與者交互。VR不僅可以在教學課程實現三維信息資源的建設，還可以與其他計算機技術相結合，對一些實踐練習提供方便的機會。從而將信息資源的內涵再現，開拓新的教學方式。

3.3虛擬現實技術再現了計算機教學的實驗效果

人類感知的主要來源是視覺，可視化技術將人類的感知能力充分發揮。信息可視化在教學中是一個全新的領域，信息技術的可視化就是提高主體與用戶之間的交互能力。計算機將可視化技術充分發揮人類的主觀能動性和靈活性?，F如今計算機利用圖形圖像處理技術實現了復雜的可視化和虛擬化展示，VR技術結合了計算機圖形圖像學、多媒體、網絡、分布式存儲等技術，將人類帶入身臨其境的環境中，改變了計算機教學生硬、枯燥、被動的狀態。目前在部分的高校中已經在進行了教學嘗試，通過VR技術可以在學科教學、練習等方面進行利用，實現了計算機專業教學的可視化能力。

4總結

虛擬現實（Virtual Reality，以下簡稱VR）具有多視感性、可視化、三維立體和可交互性等重要特征，是一門已應用于多學科、多領域的綜合技術。VR技術能夠通過三維建模功能創建接近現實的虛擬世界，結合人體視據、聽覺、觸覺等多重感知。虛擬世界按照相應的比例再現現實世界，從而讓人們在這種虛擬的環境中產生同等的視覺、聽覺和觸覺，讓人處在“實中有虛，虛中有實”的環境中。使人身臨其境，改變傳統計算機教學中生硬、枯燥和被動的學習狀態。VR技術在學科教學、學科練習等領域的應用，將信息資源再現，實現了計算機教學的可視化。

參考文獻：

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