虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用

1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用3.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀3. 1. 1傳統(tǒng)教育傳統(tǒng)模式下的教育只是教師根據(jù)當(dāng)下的教學(xué)大綱的規(guī)定按照課本對(duì)學(xué)生進(jìn) 行講 解和知識(shí)的傳授。這一傳統(tǒng)下的教育，只是要求學(xué)生能夠?qū)⒗蠋熤v解的課本 知識(shí)聽 懂和吸收，而且傳統(tǒng)模式下的教育也注重學(xué)生的記憶背誦，對(duì)于一些學(xué)生 不理解的 知識(shí)，就會(huì)要求其進(jìn)行簡(jiǎn)單的背誦，使得學(xué)生的主觀能動(dòng)性逐漸的降低，教師也很少 能夠?qū)⒄n本的知識(shí)進(jìn)行更深、更廣的延伸。這樣的教育僅僅要求學(xué)生 能夠考出好的 成績(jī)，適應(yīng)當(dāng)下的應(yīng)試教育，導(dǎo)致學(xué)生逐漸養(yǎng)成被動(dòng)接受課本知識(shí) 的習(xí)慣，不會(huì)思 維的發(fā)散。而且在傳統(tǒng)的教育模式中，一些學(xué)校山于條件的限制，使

2、得很多課本上 的實(shí)驗(yàn)無法完全的向?qū)W生進(jìn)行演示并讓學(xué)升上手操作，從而使學(xué) 生缺少了本應(yīng)擁有 的實(shí)踐機(jī)會(huì)。3. 1. 2采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用（1）遠(yuǎn)程教育在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)系統(tǒng)中存在的虛擬智能角色，可以帶領(lǐng)學(xué)生在虛擬環(huán)境中更 好 地進(jìn)行環(huán)境的體驗(yàn)，同時(shí)老師也能夠隨時(shí)隨地的在虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中與其學(xué)生進(jìn) 行知 識(shí)的講解和學(xué)術(shù)的交流。以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)和多媒體設(shè)備為基礎(chǔ)的虛擬學(xué)習(xí)環(huán) 境中， 可以使得學(xué)生的主觀能動(dòng)性和自主學(xué)習(xí)能力得到極大的提升，學(xué)生通過計(jì) 算機(jī)就可 以進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)，同時(shí)也能夠享受到當(dāng)下豐富的學(xué)習(xí)資源。3m3m4m10m激光 定位 器COVR實(shí)訓(xùn)教通道(ZZIS晉眼圖3-1虛擬教室討論區(qū)（2

3、）虛擬校園虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)可以進(jìn)行虛擬校園以及虛擬課堂的創(chuàng)建，可以使得學(xué)生能夠隨時(shí)隨 地的在虛擬校園以及虛擬課堂課堂之中進(jìn)行知識(shí)的學(xué)習(xí)、也能夠也老師、同學(xué)進(jìn)行及 時(shí)的討論。（3）虛擬漫游虛擬漫游是指學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中可以以第一人稱的身份進(jìn)行游覽，對(duì)環(huán)境 的觀察，可以根據(jù)自己的喜好對(duì)游覽的速度以及觀察的視角進(jìn)行時(shí)時(shí)的調(diào)整，使得學(xué) 生可以在虛擬環(huán)境中有身臨其境的真實(shí)感覺和極真的體驗(yàn)。(4)虛擬實(shí)驗(yàn)環(huán)境虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)是指在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的基礎(chǔ)之上將現(xiàn)實(shí)中真實(shí)的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行模 擬呈 現(xiàn)。當(dāng)下學(xué)校根據(jù)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)設(shè)立的各種虛擬實(shí)驗(yàn)室在對(duì)學(xué)生進(jìn)行化學(xué)、物理等實(shí) 驗(yàn)的操作和體驗(yàn)上具有積極的效果，同時(shí)虛擬實(shí)驗(yàn)室的設(shè)立

4、，在很大程度上可以降低 學(xué)生做實(shí)驗(yàn)過程中存在的風(fēng)險(xiǎn)，也能夠降低一些實(shí)驗(yàn)昂貴的成本，減少學(xué)校的開支， 使得學(xué)生們能夠足不出戶的、不限次數(shù)的進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)的操作，同時(shí)也能獲得與現(xiàn)實(shí) 中進(jìn)行真實(shí)實(shí)驗(yàn)時(shí)一樣的體驗(yàn)。2虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)生動(dòng)、逼真的學(xué)習(xí)環(huán)境，有利于學(xué)生理解抽象概念傳統(tǒng)過程中，知識(shí)或信息一般的傳授通常依靠文字、圖片等簡(jiǎn)單形式來進(jìn)行的， 這些形式用于解釋當(dāng)前的中觀世界是容易的。但是對(duì)于一些復(fù)雜的問題，比如宏觀、 微觀現(xiàn)象，亦或是歷史事件和未來，就顯得蒼口無力。相對(duì)于傳統(tǒng)教育中知識(shí)的扁平 性，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以呈現(xiàn)更為立體的世界，消除時(shí)間與空間對(duì)人 造成的認(rèn)知阻斷， 為學(xué)生提供生動(dòng)、逼真

5、的學(xué)習(xí)環(huán)境。如建造人體模型、太空旅行、化合物分子結(jié)構(gòu)顯 示等，虛擬現(xiàn)實(shí)可以在廣泛的科U領(lǐng)域中為學(xué)生提供無限的虛擬體驗(yàn)，從而加速和鞏 固他們學(xué)習(xí)知識(shí)的過程，有效幫助學(xué)生加深知識(shí)印象，深刻理解抽象概念。圖3-3虛擬課堂教學(xué)實(shí)現(xiàn)情景學(xué)習(xí)、促進(jìn)知識(shí)遷移虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠提供豐富的感知線索以及多通道(如聽覺、視覺、觸覺等) 的反饋，幫助學(xué)習(xí)者將虛擬情境的所學(xué)遷移到真實(shí)生活中，滿足情境學(xué)習(xí)的需要。圖3-4虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)（3）節(jié)省成本并規(guī)避真實(shí)操作的潛在危險(xiǎn)傳統(tǒng)過程中，受到設(shè)備、場(chǎng)地、經(jīng)費(fèi)等條件制約，許多大型或有一定危險(xiǎn)性的實(shí) 驗(yàn)難以開展。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可模擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)景，能讓學(xué)生足不出戶完成各種實(shí)驗(yàn)，并獲 得與真實(shí)

6、實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)。可以說，在保證教學(xué)效果的前提下，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)減少了 實(shí)驗(yàn)操作可能帶來的困難和危險(xiǎn)，并大幅度降低了實(shí)驗(yàn)成本。（4）激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和參與度虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過呈現(xiàn)個(gè)性化特征、豐富多彩的媒體形式和刺激性的對(duì)話促進(jìn)學(xué) 習(xí)者的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。大量案例證明，虛擬現(xiàn)實(shí)可以給學(xué)習(xí)者帶來放松、愉悅、感興趣等 積極情緒，激發(fā)學(xué)生的內(nèi)部學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)。另外，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可創(chuàng)設(shè)逼真的場(chǎng)景，提供 動(dòng)態(tài)的高交互設(shè)置，可以讓學(xué)習(xí)者在其中顯示出較高的學(xué)習(xí)參與度。圖3-5虛擬課堂（5）有利于開展創(chuàng)新教學(xué)、辦出特色教育虛擬現(xiàn)實(shí)為學(xué)生創(chuàng)設(shè)接近真實(shí)的學(xué)習(xí)環(huán)境，將抽象概念具象化，為學(xué)習(xí)者打造高 度開放、可交互、沉浸式的三維學(xué)習(xí)環(huán)境，

7、能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和熱情，突破傳 統(tǒng)教學(xué)的一些難點(diǎn)和瓶頸，從而讓學(xué)校教學(xué)變得更有效率。另外，教師可組織學(xué)生開 展基于虛擬現(xiàn)實(shí)的課堂互動(dòng)、自主學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)等創(chuàng)新教學(xué)活動(dòng)，創(chuàng)辦特色教育課 程內(nèi)容，從而從整體上提升學(xué)校教育教學(xué)質(zhì)量。3. 3虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中存在的問題虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)尚未完全成熟盡管LI前隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的進(jìn)步，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在不斷取得突破性的進(jìn)展，但 現(xiàn)實(shí)中虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用在實(shí)現(xiàn)舒適、安全、高效的理想U(xiǎn)標(biāo)上仍存在著很 大的差 距。以當(dāng)下市場(chǎng)上廣受歡迎的Oculus虛擬現(xiàn)實(shí)、三星Gear虛擬現(xiàn)實(shí)、HTC-Vive等頭 顯產(chǎn)品為例，這些產(chǎn)品在具體使用的過程中仍存一些不足，便利

8、 性以及性能都有待提 高。而且當(dāng)下市場(chǎng)上很多虛擬頭盔的分辨率都相對(duì)較低，影響使用者的視覺體驗(yàn)，難 以真正達(dá)到虛擬現(xiàn)實(shí)所追求的沉浸式體驗(yàn)的理想口標(biāo)。而且更加重要的是，當(dāng)下市場(chǎng) 上主流的虛擬頭盔不能積極實(shí)現(xiàn)虛擬世界與現(xiàn)實(shí)的完美對(duì)接，部分產(chǎn)品使得用戶帶上 頭盔之后就不能對(duì)現(xiàn)實(shí)世界的環(huán)境和事物進(jìn)行時(shí)時(shí)的觀察，需要有人在一旁進(jìn)行時(shí)時(shí) 的陪護(hù)。此外，長(zhǎng)期佩戴使用虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)產(chǎn)品會(huì)引發(fā)使用者的身體疲勞、眩暈以 及惡心等癥狀的產(chǎn)生，影響使用者的身體健康。而且山于技術(shù)的限制，當(dāng)下的教育方 案無法能夠?qū)崿F(xiàn)與虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的積極，教師也難以像設(shè)汁日常普通課程課件一樣進(jìn) 行虛擬現(xiàn)實(shí)課程的設(shè)計(jì)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教師群體中

9、的使用存在極大的困難，教師若 想實(shí)現(xiàn)虛擬課程的教學(xué)就需要專門技術(shù)團(tuán)隊(duì)的支持和陪伴，這也在一定程度上影響了 “虛擬現(xiàn)實(shí)+教育的發(fā)展。缺乏有效的學(xué)習(xí)評(píng)估與監(jiān)控工具在傳統(tǒng)的課堂教學(xué)中，教師與學(xué)生在一個(gè)教室之中，使得教師可以直接的觀 察學(xué) 生在課堂上的行為和表現(xiàn)，從而能夠直接的判斷學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)和掌握程 度。但在 虛擬的教學(xué)環(huán)境中，教師與學(xué)主所處空間位置的不統(tǒng)一，使得教師難以對(duì)教育過程的 開展進(jìn)行時(shí)時(shí)的監(jiān)管，不能根據(jù)每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)悄況來對(duì)其教學(xué) 的方案做出及時(shí)適 當(dāng)額調(diào)整，難以對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)行客觀的評(píng)估。虛擬教育環(huán)境下學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷增加為了讓學(xué)生能夠真正體驗(yàn)沉浸式學(xué)習(xí)的體驗(yàn)，虛擬現(xiàn)實(shí)的課程往往會(huì)在教

10、學(xué) 過程 中創(chuàng)設(shè)豐富多彩的情境。同時(shí)，在教學(xué)過程中會(huì)采用多元化信息交互方式，進(jìn)行課程 的拓展和延伸，這種多樣化以及多元化的信息傳遞，會(huì)極大的提高學(xué)生 的認(rèn)知負(fù)荷。而且根據(jù)相關(guān)的研究，虛擬世界功能的豐富性以及多種多樣的情境會(huì)在一定程度上干 擾學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容和知識(shí)的學(xué)習(xí)及判斷，影響學(xué)生對(duì)重點(diǎn)內(nèi)容 的理解和掌握。因此虛 擬教學(xué)環(huán)境需要充分考慮學(xué)生年齡和認(rèn)知特點(diǎn)，進(jìn)行客觀 嚴(yán)格的設(shè)計(jì)，防止信息拓展 的過載，提升學(xué)生學(xué)習(xí)的效率。3. 4具體的解決措施1 需要不斷完善虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)：積極研發(fā)分辨率高的虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，創(chuàng)新虛 擬現(xiàn) 實(shí)技術(shù)，編寫創(chuàng)新算法，增加虛擬現(xiàn)實(shí)的交互性，實(shí)現(xiàn)虛擬與現(xiàn)實(shí)的良好對(duì) 接，同時(shí) 也

11、要積極解決長(zhǎng)期使用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)給使用者帶來的疲勞、眩暈、惡心 等影響身心健 康的問題，保證虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)使用者的舒適、安全以及高效性。加強(qiáng)對(duì)教師的培訓(xùn)：當(dāng)下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展日新月異，加上虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的原 理復(fù)雜，操作較為困難，使得教師難以在短時(shí)間內(nèi)進(jìn)行虛擬課程的設(shè)計(jì)和備案。因此， 學(xué)校要定期加大對(duì)教師關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的培訓(xùn)，并請(qǐng)相關(guān)的技術(shù)團(tuán)隊(duì)向教師隊(duì)伍進(jìn) 行詳細(xì)的講解，提升教師的虛擬現(xiàn)實(shí)操作水平以及課程備案能力。完善評(píng)估與監(jiān)管機(jī)制：111于虛擬教學(xué)的特點(diǎn)，使得教師難以對(duì)學(xué)生的行為進(jìn) 行有效的評(píng)估，難以及時(shí)的對(duì)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)管，將會(huì)影響學(xué)生的成長(zhǎng)和學(xué)習(xí)的進(jìn) 步。因 此學(xué)校要建立完備的評(píng)估以及監(jiān)管機(jī)制

12、，針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)以及虛擬教育 的特點(diǎn)開發(fā) 專門的技術(shù)，用以觀察、監(jiān)督和記錄學(xué)生的學(xué)習(xí)過程，幫助教師更好 地了解學(xué)生的表 現(xiàn)，并提供針對(duì)性的指引和干預(yù)。制定合理的課程安排虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與課堂的結(jié)合，在很大程度上將會(huì)打開學(xué)生的眼界和思維，但 是在 一定程度上也將會(huì)增加學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷。因此，教師在制定設(shè)計(jì)虛擬課堂課程時(shí)，要 根據(jù)學(xué)生的狀況進(jìn)行合理的設(shè)計(jì)，循序漸進(jìn)，同時(shí)在課程開展的過程中，要將教育模 塊放在主要位置，同時(shí)也要將游戲模塊與教育模塊分開，促進(jìn)學(xué)生對(duì)知識(shí)的學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域中未來發(fā)展趨勢(shì)研究虛擬顯示技術(shù)將在教育領(lǐng)域的深化推動(dòng)、促進(jìn)教育公平、提高教學(xué)效果和管 理等 層面發(fā)揮越來越重要

13、的作用。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以推進(jìn)教育教學(xué)的改革，使之逐漸 摒棄傳統(tǒng)對(duì)學(xué)生的填鴨式教育，使得教育開始實(shí)行豐富的教學(xué)和管理模 式，培養(yǎng)知識(shí) 能力皆佳的高素質(zhì)人才。當(dāng)下虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的各種技術(shù)應(yīng) 用，通過簡(jiǎn)單的虛 擬視頻演示，實(shí)現(xiàn)了學(xué)生與知識(shí)的簡(jiǎn)單相互交互。隨著技術(shù)的 進(jìn)步以及虛擬現(xiàn)實(shí)的不 斷完善，在未來的教育中，會(huì)實(shí)現(xiàn)同時(shí)將？?丁、文本、視 頻等教學(xué)方式的整合，實(shí)現(xiàn) 深度互動(dòng)的遠(yuǎn)近程多人協(xié)作的教育平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的 可視化以及學(xué)科之間的聯(lián)動(dòng)，實(shí) 現(xiàn)人與人、人與知識(shí)信息數(shù)據(jù)以及人與不同場(chǎng)景等各個(gè)要素間的深度聯(lián)系互動(dòng)，真正 實(shí)現(xiàn)教育的跨越時(shí)空。結(jié)論教育模式總會(huì)隨著當(dāng)下科技的進(jìn)步、社會(huì)的發(fā)展以及文化的創(chuàng)新來不斷更新發(fā)展。 H前，虛擬現(xiàn)實(shí)巳開始成為教育領(lǐng)域最具發(fā)展前景的技術(shù)工具之一。虛擬 現(xiàn)實(shí)技術(shù)因 其特有的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，使得其與教育的融合將會(huì)積極有效的推進(jìn)教學(xué)的改革，提高教育發(fā) 展水平，對(duì)積極培養(yǎng)創(chuàng)新型、復(fù)合型的人才具有不可忽視的重 要意義。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)