虛擬現實技術在高校教育中的應用研究

李小慶

摘要：虛擬現實技術是近來迅速發展的一項高新技術，在各個領域的應用都非常的廣泛。如今信息技術發展迅速，高校教育方面的信息化建設日漸重要，虛擬現實技術在數字化校園建設中有著極為重要的促進作用。本文簡單介紹虛擬現實技術在高校教育中的應用，并結合我校教育建設中的實際需求對虛擬現實技術進行研究。

關鍵詞：虛擬現實 高校教育Research on the Application of Virtual Reality Technology in College Education Li Xiaoqing （Changsha Health Vocational College，Changsha，China，410100）

Abstract：Virtual reality technology is a new and high technology， which has been developing rapidly in recent days，and in various fields of application are very extensive. With the rapid development of information technology， the information construction of college education is becoming more and more important， and the virtual reality technology plays a very important role in the construction of digital campus. The paper briefly introduces the application of virtual reality technology in college education， and studies the virtual reality technology in combination with the actual demand in our school construction.

Key words： Virtual Reality； College Education

一、虛擬現實技術

虛擬現實（簡稱VR），又稱靈境技術，是一種先進的仿真技術手段，具有沉浸感（Immersion）、交互性（Interaction）和構思性（Imagination）的重要特征。它綜合利用了計算機網絡、圖形、仿真等多種先進技術創建一個虛擬世界，模擬人的視覺、聽覺、觸覺等多種感知，使用者利用各種交互設備，通過語言、手勢等自然方式與虛擬世界中的對象進行實時交互，帶來一種身臨其境般的效果[1]。目前虛擬現實技術在軍事與航天、醫學、教育、娛樂、建筑工程等方面的應用都非常的廣泛，其中在教育方面的應用也逐漸成為一個熱點。如今信息技術發展迅速，教育方面的信息化建設日漸重要，虛擬現實技術在數字化校園建設中有著極為重要的促進作用。

二、虛擬現實技術在高校教育中的應用

2.1在高校教學中的應用

虛擬現實技術在醫學、建筑、機械等學科的教育活動中都具有廣泛的應用。學校通過虛擬現實技術為學生提供一個接近真實的模擬學習環境，學生在這種交互性的學習環境中可以提高注意力，對所學知識理解更深刻，實踐操作能力得到提升。與此同時，學生還可以利用這個平臺與別的學習者進行溝通與交流，對所學知識進行鞏固，具有更好的體驗感，增強了學習興趣。此技術可以彌補高校在課程教學條件上的一些不足，使學生可以更好的去體驗與掌握，提升專業技能。

（1）課堂教學。在課堂教學過程中，有部分章節的知識點抽象難懂，現在教師普遍都采用板書的教學方式，但這種方式的教學效果往往不佳。事實上，教師可以通過虛擬現實技術來模擬三維的場景或物體，豐富教學內容，學生學習興趣和效果顯著提高。例如在醫學教學中，“虛擬人”既是一種通過虛擬現實技術實現的對人類的模擬成果[2]，學生在課堂上可以立體的從各個角度觀察人體組織結構，其更直觀的顯示組織、器官，使得更能全面了解人體的內部結構。在計算機應用基礎課程中，有高校教師針對“計算機硬件”這個知識點設計了相關方案，將虛擬現實技術引入到教學環節中來提高教學效果[3]。除此之外，虛擬現實技術在機械、建筑、物理等學科的教學中也有廣泛的應用。

（2）實驗教學。在高校教育中實驗教學是必不可少的教學環節，但因受到經費、場地、設備、人數等條件限制及安全性等各方面因素的影響，無法為學生提供多次練習的機會，部分實驗更無法進行。為了改善實驗教學效果，近來年有些高校嘗試利用虛擬實驗技術來彌補實驗教學條件的不足。例如在醫學學科課程的學習中許多知識需要通過具體的實驗操作來體驗與掌握，傳統的實驗教學常以兔子、老鼠等小動物為標本來進行實驗操作（如解剖），這樣一方面給學校資金造成壓力，另一方面學生親身實踐的機會還是較少。虛擬現實技術可以產生虛擬的標本、病體和設備，學生通過實驗操作這些虛擬對象，使得對知識有更真實具體的體驗，學習效率提高。另外，這些對象是虛擬的，學生可以反復進行實驗操作，增加對知識的掌握度，也可降低學校教學成本。

2.2在數字圖書館建設中的應用

因虛擬現實技術應用投資大，對硬件要求高，目前國內圖書館應用虛擬現實技術研究剛剛進入起步階段。目前我國國家圖書館應用此技術創建了新館漫步系統，在虛擬現實體驗區讀者可以虛擬參觀館區建筑及閱覽室分布情況等，讀者在參觀的同時還可以進行交換視覺、 自由漫步等交互行為[4]。圖書館常提供相應的咨詢服務，美國俄亥俄大學圖書館可通過實時視頻或即時通訊等參考咨詢方式，國內有部分重點高校圖書館則以QQ視Email等方式提供參考咨詢服務[5]。雖然國內一般院校還不具備應用這一技術的基礎，但國內圖書館界對虛擬現實技術仍十分關注。

三、虛擬現實技術在高校數字化校園建設中的應用策略

我院作為一所醫衛類高職院校，學院的信息化建設與教學模式及效果息息相關。虛擬現實技術是未來數字校園建設的發展趨勢，但不能盲目跟風浪費資金投入，應切合實際逐步推進虛擬現實技術的引進與應用?，F初步可以從以下幾個方面進行考慮。

3.1建設虛擬教室

針對醫學教學的特點，可以建設一個醫學專業的虛擬教室，構建人體、器官、牙齒等相關模型及相關實驗環境。對于一些抽象、難以理解的知識點教學，教師可以在虛擬教室中更逼真的演示教學，提高學生對知識的理解與體會。另外，針對教學課程中的實驗教學部分，采用虛擬現實技術營造各種虛擬實驗環境，讓學生可以像在真實的實驗環境中一樣完成各種實驗項目，并且可以重復進行實踐操作，提高學生的科研能力。

3.2構建虛擬圖書館

高職院校信息化建設中數字化圖書館的建設也是相當重要的一個部分，引入虛擬現實技術可以完善數字化圖書館的服務，組織更多樣化的圖書活動。每年圖書館工作人員都會對新生進行入館培訓，對圖書館的分布及功能進行介紹。如果引入虛擬現實技術，可以構造出一個虛擬的導讀和咨詢平臺，師生通過人機交互可以方便快捷的了解圖書館，提供多樣化的服務。圖書檢索是圖書館為師生提供的一項重要服務，師生使用虛擬現實技術檢索圖書，如站在書架前身臨其境般看到圖書的作者、出版社等重要信息。另外還可以為師生智能推薦相關圖書，提升服務質量。

3.3虛擬培訓

學院每年都會對師生進行安全教育培訓及消防演習，但并沒有引起相應的重視。虛擬現實技術在防災和救災訓練中體現出的應用能力，遠遠高于傳統的培訓形式，在國際上也正在獲得越來越多的認可。虛擬現實技術的沉浸感將人們置身于火災、洪水和地震這些“真實的”災害場景中，可以讓人們從心底認識到災害預防和快速逃生的重要性。除此之外，學院有設置成人教育及臨床學習班。傳統的培訓模式主要以教師口述為主，往往停留在書本上，缺乏實戰演練，因此效果往往不佳。在培訓中引入虛擬現實技術，在保障學生安全的基礎上，不僅能使學生身臨其境，增加真實感，而且還能縮短培訓時間，減少培訓成本。

四、結論

隨著計算機相關技術的不斷發展，虛擬現實技術在各個領域的應用越來越多。在高校教育中應用虛擬現實技術，可改善教學環境，提高教學效果和校園信息建設水平。雖然其具有很多優勢，但也存在很多不足，在實際應用中應根據自身實際需求開展研究，避免過度追求新技術造成資源浪費。相信在不久的將來，虛擬現實技術將會廣泛應用于高校教育中，使教育技術更上一個層次。

參 考 文 獻

[1]姜學智，李忠華. 國內外虛擬現實技術的研究現狀[J]. 遼寧工程技術大學學報，2004（04）

[2]王偉，陳輝. 虛擬現實在醫學教育中的應用[J]. 中國教育技術裝備，2009（04）

[3]鄧衛民.虛擬現實技術在信息技術課程教學中的應用研究[J].四川工程職業技術學院學報，2015，10

[4]王晨晨. 虛擬現實技術及其在圖書館的應用[J]. 圖書館學研究，2011（20）

[5]劉高翔. 虛擬現實技術及其在高校數字圖書館服務方面的應用研究[J]. 中國科教創新導刊，2014（13）