當前教育手段中虛擬技術的使用研究論文

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論文關鍵詞：虛擬現實現代教育VR

論文摘要：虛擬現實技術是運用計算機對現實世界進行全面仿真的技術，能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求，從而在現代教育領域內有著極其巨大的應用前景。本文主要探討虛擬現實技術類型的劃分，及其在現代教育領域中的應用及優勢。

隨著科學技術的迅猛發展，新的教學媒體不斷涌現，繼多媒體、仿真、計算機網絡之后，教學技術領域又出現了一個新型教學媒體，它就是虛擬現實技術(virtualReality)。虛擬現實技術是運用計算機對現實世界進行全面仿真的技術，由于它能夠創建與現實社會類似的環境，使使用者獲得身臨其境的感覺和體會，從而能夠解決學習媒體的情景化及自然交互性的要求，因而，在教育領域內有著極其巨大的應用前景，可以預言，虛擬現實技術將成為現代教育領域內最具有應用前景的“明星”技術。

目前，虛擬現實技術已在航空航天、醫學實習、建筑設計、軍事訓練、體育訓練、娛樂游戲等許多領域得到廣泛應用?！趪?，虛擬現實技術已應用于課堂教學。虛擬現實技術作為新的教學媒體，它的出現無疑將對現代教育教學產生深遠的影響。

一、虛擬現實技術在現代教育中的具體應用

虛擬現實技術在各方面都展現出了強大的應用可能性，蘊藏了無限生機，它能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，學生能夠成為虛擬環境的一名參與者，在虛擬環境中扮演一個角色，這對調動學生的學習積極性，突破教學的重點、難點，培養學生的技能都將起到積極的作用。新興的教育形式必將因其優越的一面而在未來教育領域中占有一席之地。

虛擬現實技術在現代教育教學中的應用主要有以下六個方面。

1、科技研究

當前許多高校都在積極研究虛擬現實技術及其應用，并相繼建起了虛擬現實與系統仿真的研究室，將科研成果迅速轉化實用技術，如北京航天航空大學在分布式飛行模擬方面的應甩浙江大學在建筑方面進行虛擬規劃、虛擬設計的應用；哈爾濱工業大學在人機交互方面的應用；清華大學對臨場感的研究等都頗具特色。

2、虛擬學習環境

虛擬現實技術能夠為學生提供生動、逼真的學習環境，如建造人體模型、電腦太空旅行、化合物分子結構顯示等，在廣泛的科目領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，有本質的差別。

3、虛擬實驗

利用虛擬現實技術，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，擁有傳統實驗室難以比擬的優勢，不僅可以節省成本，還可以規避真實實驗或操作往往會帶來各種危險。

4、虛擬實訓基地

利用虛擬現實技術建立起來的虛擬實訓基地，其“設備”與“部件”多是虛擬的，可以根據隨時生成新的設備。教學內容可以不斷更新，使實踐訓練及時跟上技術的發展。

5、虛擬仿真校園

教育部在一系列相關的文件中，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實技術在現代教育中最早的具體應用，它由淺至深有三個應用層面，分別適應學校不同程度的需求：

(1)、簡單的虛擬我們的校園環境供游客瀏覽。

(2)、基于教學、教務、校園生活，功能相對完整的三維可視化虛擬校園。

(3)、以學員為中心，加入一系列人性化的功能，以虛擬現實技術作為遠程教育基礎平臺(包括虛擬考場)。

6、虛擬遠程教育

虛擬現實技術使得Internet的一片平面世界首次出現了的三維場景，它剛一問世，便引起了極大的反響，得到眾多的軟硬件廠商的支持，成為了Internet是最具發展前景的新興技術。虛擬現實在各方面都展現出了強大的應用可能性，蘊藏了無限生機，在教育領域中WEB站點中，它可廣泛用于學習情景創設，增加學習內容的形象性和趣味性；可視化的導航自然的人機界面等方面。如：創建網上三維圖書館。

二、虛擬現實技術在現代教育中的優勢分析

1．彌補遠程教學條件的不足。在實際教學中，往往會因為實驗設備、實驗場地、教學經費等方面的原因，而使一些應該開設的教學實驗無法進行。利用虛擬現實系統，可以彌補這些方面的不足學生足不出戶便可以做各種各樣的實驗，獲得與真實實驗一樣的體會，從而豐富感性認識，加深對教學內容的理解。

2．避免真實實驗或操作所帶來的各種危險。以往對于危險的或對人體健康有危害的實驗，一般采用電視錄像的方式來取代實驗，學生無法直接參與實驗，獲得感性認識。利用虛擬現實技術進行虛擬實驗，則可以免除這種顧慮，學生在虛擬實驗環境中，可以放心地去做各種危險的或危害人體的實驗。例如：虛擬的化學實驗，可以避免化學反應所產生的燃燒、爆炸所帶來的危險。

3．徹底打破空間、時間的限制。利用虛擬現實技術，可以徹底打破空間的限制。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部進行觀察。例如學生可以進入虛擬發電廠內，考察發電機的每個部件的工作情況以及每個部件之間的相互聯系，了解整個發電過程，這是電視錄像媒體和實物媒體所無法比擬的。虛擬技術還可以突破時間的限制，一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化過程，通過虛擬現實技術，可以在很短的時間內呈現給學生觀察。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，而虛擬技術在一堂課內就可以實現。

4．可以虛擬人物形象。虛擬現實系統可以虛擬歷史人物、偉人、名人、教師、學生、醫生等各種人物形象，創設一個人性化的學習環境，使遠教學生能夠在自然、親切的氣氛中進行學習。例如，在虛擬的課堂學習氣氛中，遠教學生可以與虛擬的教師、學生一起交流、討論，共同探討學習中的各種問題，進行協作化學習目前，盡管虛擬現實系統的硬件設備還比較昂貴，虛擬現實技術尚未能普及，但是，隨著虛擬現實技術的不斷發展和完善，以及硬件設備價格的不斷降低，我們有理由相信，與多媒體技術、網絡技術并駕齊驅的虛擬現實技術作為一種全新的媒體，必將具有更加廣闊的應用領域和發展前景，同時在現代教育領域，以其自身強大的教學優勢和潛力，也將會逐漸受到教育工作者的重視和青睞。我們需要緊密關注，大膽探索與應用，最終使虛擬現實技術在現代教育領域得到廣泛應用和推廣并發揮其重要作用。