基于虚拟现实技术的现代教育探索

论文关键词：虚拟现实 现代教育 VR

论文摘要：虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，从而在现代教育领域内有着极其巨大的应用前景。本文主要探讨虚拟现实技术类型的划分，及其在现代教育领域中的应用及优势。

随着科学技术的迅猛发展，新的教学媒体不断涌现，继多媒体、仿真、计算机网络之后，教学技术领域又出现了一个新型教学媒体，它就是虚拟现实技术(virtual Reality)。虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术，由于它能够创建与现实社会类似的环境，使使用者获得身临其境的感觉和体会，从而能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，因而，在教育领域内有着极其巨大的应用前景，可以预言，虚拟现实技术将成为现代教育领域内最具有应用前景的 “明星” 技术。

目前，虚拟现实技术已在航空航天、医学实习、建筑设计、军事训练、体育训练、娱乐游戏等许多领域得到广泛应用。‘在国外，虚拟现实技术已应用于课堂教学。虚拟现实技术作为新的教学媒体，它的出现无疑将对现代教育教学产生深远的影响。

一、虚拟现实技术在现代教育中的具体应用

虚拟现实技术在各方面都展现出了强大的应用可能性，蕴藏了无限生机，它能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。新兴的教育形式必将因其优越的一面而在未来教育领域中占有一席之地。

虚拟现实技术在现代教育教学中的应用主要有以下六个方面。

1、科技研究

当前许多高校都在积极研究虚拟现实技术及其应用，并相继建起了虚拟现实与系统仿真的研究室，将科研成果迅速转化实用技术，如北京航天航空大学在分布式飞行模拟方面的应甩浙江大学在建筑方面进行虚拟规划、虚拟设计的应用；哈尔滨工业大学在人机交互方面的应用；清华大学对临场感的研究等都颇具特色 。

2、虚拟学 习环境

虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。

3、虚拟实验

利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，拥有传统实验室难以比拟的优势，不仅可以节省成本，还可以规避真实实验或操作往往会带来各种危险。

4、虚拟 实训基地 "

利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其 “设备”与 “部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。

5、虚拟仿真校 园

教育部在一系列相关的文件中，多次涉及到了虚拟校园，阐明了虚拟校园的地位和作用。虚拟校园也是虚拟现实技术在现代教育中最早的具体应用，它由浅至深有三个应用层面，分别适应学校不同程度的需求：

(1)、简单的虚拟我们的校园环境供游客浏览。

(2)、基于教学、教务、校园生活，功能相对完整的三维可视化虚拟校园。

(3)、以学员为中心，加入一系列人性化的功能，以虚拟现实技术作为远程教育基础平台 (包括虚拟考场)。

6、虚拟远程教育

虚拟现实技术使得Internet的一片平面世界首次出现了的三维场景，它刚一问世，便引起了极大的反响，得到众多的软硬件厂商的支持，成为了Internet是最具发展前景的新兴技术。虚拟现实在各方面都展现 出了强大的应用可 能性 ，蕴藏了无 限生机 ，在教育领域中WEB站 点中，它可广泛用于学习情景创设，增加学习内容的形象性和趣味性；可视化的导航自然的人机界面等方面。如：创建网上三维图书馆。

二、虚拟现实技术在现代教育中的优势分析

1．弥补远程教学条件的不足。在实际教学中，往往会因为实验设备、实验场地、教学经费等方面的原因，而使一些应该开设的教学实验无法进行。利用虚拟现实系统，可以弥补这些方面的不足学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验一样的体会，从而丰富感性认识 ，加深对教学内容的理解。

2．避免真实实验或操作所带来的各种危险。以往对于危险的或对人体健康有危害的实验，一般采用电视录像的方式来取代实验，学生无法直接参与实验，获得感性认识。利用虚拟现实技术进行虚拟实验 ，则可以免除这种顾虑，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的或危害人体的实验。例如：虚拟的化学实验，可以避免化学反应所产生的燃烧、爆炸所带来的危险。

3．彻底打破空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，可以彻底打破空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。例如学生可以进入虚拟发电厂内，考察发电机的每个部件的工作情况以及每个部件之间的相互联系，了解整个发电过程，这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。虚拟技术还可以突破时间的限制，一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，生物中的孟德尔遗传定律，用果蝇做实验往往要几个月的时间，而虚拟技术在一堂课内就可以实现。

4．可以虚拟人物形象。虚拟现实系统可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象，创设一个人性化的学习环境，使远教学生能够在自然、亲切的气氛中进行学习。例如，在虚拟的课堂学习气氛中，远教学生可以与虚拟的教师、学生一起交流、讨论，共同探讨学习中的各种问题，进行协作化学习目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及，但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们有理由相信，与多媒体技术、网络技术并驾齐驱的虚拟现实技术作为一种全新的媒体，必将具有更加广阔的应用领域和发展前景，同时在现代教育领域，以其 自身强大的教学优势和潜力，也将会逐渐受到教育工作者的重视和青睐。我们需要紧密关注，大胆探索与应用，最终使虚拟现实技术在现代教育领域得到广泛应用和推广并发挥其重要作用。

参考文献：

【2】[美]Grigore C．Burdea [法]PMIippe Coiffct著，虚拟现实技术 (第 2版 )，ISBN：7I21 007770口