虛擬現實在現代教育技術的應用

前言：想要寫出一篇引人入勝的文章？我們特意為您整理了虛擬現實在現代教育技術的應用范文，希望能給你帶來靈感和參考，敬請閱讀。

摘要：作為第四次科技革命的新興技術,虛擬現實技術逐漸被大眾所了解,它可以創造一個與現實世界類似的虛擬環境。在現代教育技術中,它被用來營造學習情境和實現自然交互。基于此，筆者分析了現代教育技術的特點與發展趨勢,結合虛擬現實技術的特點,闡述了其在現代教育技術領域的基本運用,簡述該技術在教育技術領域的發展前景。

關鍵詞：現代教育技術；虛擬現實；教學模式；教育應用

引言

新一輪的信息革命將深刻地改變傳統行業，逐漸克服技術難題之后，5G通信技術、人工智能技術、虛擬現實技術都得到了長足的發展，研究者們開始關注虛擬現實技術的應用，它在現代教育領域的運用成了矚目的焦點。

1現代教育技術的特點和發展趨勢

現代教育技術是把現代教育理論應用于教育、教學實踐的現代教育手段和方法的體系。它以實現教學過程、教學資源、教學效果、教學效率的最優化為目的[1]。它的現代化體現在教學設計現代化、教學手段現代化、教學媒體現代化。隨著現代教育科學和現代信息技術的飛速發展，現代教育技術和教育聯系緊密，它增加了信息傳遞的方式與方法，提升了教學效果與效率。現代教育技術與普通教育技術沒有本質區別，突出”現代”一詞的目的是要更多地關注現代科學技術的相關問題，吸納新的科學技術成果和思維方式，凸顯教育技術的時代特色。目前，教育技術在教育中的應用可以按照技術特點大致分為以下5類：（1）基于傳統媒介（如書本、圖片、畫冊、黑板、模型、實物、小型展覽）的常規教學模式；（2）基于視聽技術（計算機技術）的多媒體教學模式；（3）基于衛星通信技術的遠距離教學模式；（4）基于因特網等網絡技術的網絡直播教學模式；（5）基于三維仿真技術的“虛擬現實”的教學模式。隨著現代信息技術的快速發展，許多新技術被用到教育教學實踐中，豐富了現代教育技術的內涵。現代教育技術突破了傳統教育方式，正朝著多媒體化、網絡化、信息化、教育技術應用模式多樣化和遠程教育普及化的趨勢發展[2]。而“虛擬現實”的教學模式，具有多種教學模式的優勢，試想一個場景——分散在世界各地學習者穿戴著虛擬現實設備，匯集到一個共同的虛擬社區，在這里自由交流與學習——這種美好的愿景并不遙遠。

2虛擬現實的概念及特征

虛擬現實是一項融合了計算機圖形技術、多媒體技術、傳感器技術、人機交互技術、網絡技術、立體顯示技術、心理學及仿真技術等多種科學技術發展起來的計算機綜合技術[3]。虛擬現實技術有三大基本特征：沉浸感、交互性和想象力，它強調人在虛擬現實技術中的主導作用[4]。交互性是指用戶與虛擬空間中的虛擬物體的互動能力；沉浸性是指用戶在計算機生成的虛擬環境中，通過模擬視覺、聽覺等感官，給人以真實感覺；想象性是指用戶在虛擬環境中，根據環境傳遞的信息以及自身沉浸在系統的行為，通過自己的邏輯判斷、聯想等思維過程，想象虛擬現實系統中并未直接呈現的畫面和信息。近年來，科技不斷發展，信息量呈爆炸式增長，虛擬現實技術能有效地提高信息傳播和教學效率。虛擬實現的特性符合現代教育技術對提高教學水平的要求。

3虛擬現實技術在教學中的運用途徑

3.1自主學習

虛擬現實提供了一種嶄新的交互方式，學生可以通過眼睛、耳朵等多種感覺器官與它進行實時互動。學生憑借自然語言交互，以觸覺、視覺、聽覺作為媒介，和計算機進行交流溝通。這種嶄新的人機交互方式，給與學習者全新的體驗：在這個虛構的學習場景中，真實與虛擬模糊了邊界，理論知識和實踐操作同時進步。虛擬現實模擬的環境大體可以分為三個層次：（1）“顯示現實”，還原真實的環境，但是一般人不容易直接接觸，如火山口的場景、銀河中的場景、危險的化學實驗室等；（2）“模擬現實”，模擬現實中不存在的環境、特殊條件下才會產生的事物，如仿真訓練、模擬訓練等；（3）“創造現實”，突破現實的制約，想象力有多大，創造力就有多大，一切現實法則都可以在虛擬空間中被顛覆，給學生發揮創造力的機會，把好的創想在虛擬空間中盡情展現。

3.2虛擬實驗室

虛擬實驗室是虛擬現實技術的一大創新，學生可以在其中自由實驗，動手操作，觀察各種實驗反應，擺脫常規實驗室的局限。在虛擬物理實驗室中，學生可以虛擬出各種物理現象，實驗效果直觀可見；可以看見現實中看不到的磁場，理解磁場變化的原理；可以感受橋梁大廈的建造與崩塌，分析其中的力學原理。身處虛擬生物實驗室內，可以仔細觀察人體組織的切片結構，各種骨骼結構也變得清晰透明。在虛擬化學實驗室中，學生可以遠離現實實驗室的各種危險，安全地操作天平、砝碼，觀察燃燒、爆炸等反應現象；在虛擬地理實驗室中，學生可以進行地震和火山爆發等實驗，瞬間遨游太空，瞬間又深潛入海底，盡情體驗地理科學的魅力。想象力的邊界才是虛擬實驗室的邊界，虛擬實驗室將成為學生們最喜愛的場所。

3.3技能訓練

虛擬現實沉浸感和互動性的特性，可以使學習者全身心進入學習狀態，在安全的虛擬環境中反復練習，不斷試錯，直到熟練掌握技能。例如，在虛擬射擊培養體系中，學生可以重復射擊，提高反應能力，學習不同的掩體情況下的射擊方法，直到熟練掌握。運用VR技術可以使醫務工作者反復操練，保障手術訓練的實效。在教學技能訓練方面，與傳統微格教室相比，在虛擬教室中，師范生可以自由選擇面對的學生人數，克服上臺教學的畏懼心理。但是值得注意的是，真實的情景也是技能訓練不可或缺的內容，需要合理安排虛擬現實學習和真實情景練習，找到它們之間的平衡點，最大化利用虛擬現實技術的優勢。

4虛擬現實教育應用的展望

虛擬現實技術正處于高速發展階段，它會給教育帶來巨大的變革，未來的虛擬現實系統能夠與通信技術、大數據技術、人工智能技術等前沿科技緊密結合。在虛擬教育社區，每個學習者都有自己唯一的虛擬身份，能夠在虛擬的空間中與他人的虛擬角色互動交流，也能與人工智能的虛擬角色交流。人工智能虛擬學伴可以為學習者提供全程的學習規劃指導，制定個性化的培養方案；學習者的成長軌跡全程被記錄在虛擬世界之中，通過物聯網技術制作的可穿戴設備，學習者的身體健康狀況也可以被詳實記錄。數字虛擬世界和真實世界共同培養人才，這正是未來智慧教育的圖景

5結語

虛擬現實技術有著廣闊的應用前景。“虛擬現實+教育”更值得探索。虛擬現實技術構建的虛擬現實教育系統使學生置身于生動、逼真的課堂氛圍中，讓學生的學習印象更加深刻，親身感受的主動交互學習方式比空洞抽象的說教更有說服力。這種教學方式會被越來越多的教育工作者所青睞，現代教育技術將變得魅力無窮。

參考文獻

[1]張嫻,朱麟.基于現代教育技術的C語言教學改革研究[J].中小企業管理與科技(中旬刊),2015(2):263-264.

[2]張玉婷.圖形圖像制作專業教學資源庫的建設[J].電腦知識與技術,2014(2):147-148.

[3]章欣.K公司K12教育虛擬化產品的營銷策略研究[D].南昌:江西財經大學,2019:21-25.

[4]柯健,劉暢,周德富.面向智慧家庭的虛擬體驗系統的研究與開發[J].軟件工程,2019,22(1):11,35-37.

作者：劉俊峰 單位：重慶師范大學