虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用視野

譚　音

摘要 教育是一個(gè)傳授知識(shí)的過程,通過親身體驗(yàn)、積極參與能夠加速這一過程和鞏固所傳授的知識(shí)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)能夠?yàn)槿藗兲峁┤S的視覺、聽覺及觸覺等感官世界,并具有和諧友好的人機(jī)交互界面,使人可以自然地與計(jì)算機(jī)進(jìn)行交互,能夠創(chuàng)建與現(xiàn)實(shí)社會(huì)類似的環(huán)境,從而能夠解決學(xué)習(xí)媒體的情景化及交互性的要求。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育本質(zhì)的契合,將會(huì)促成虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的廣泛運(yùn)用。

關(guān)鍵詞 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù);交互性;虛擬實(shí)驗(yàn)室

中圖分類號(hào):G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B 文章編號(hào):1671-489X(2009)27-0126-02

Exploration of Virtual Reality Technology Applied in Education//Tan Yin

Abstract Education is the process of imparting knowledge. The firsthand experience and active participation can accelerate the process and consolidate what be passed on. The Virtual Reality technology not only can provide 3D senses like the sense of sight, hearing and touch, but also have friendly human-computer interaction interfaces. People can interact with the computer easily and naturally. Therefore, this technology satisfies the need of medium scene-rization and interaction for learning. In the future, the VR technology will be used widely in education.

Key words virtual reality technology;interaction;virtual laboratory

Authors address Department of Education Science, Luoyang Normal University, Luoyang, Henan, 471022, China

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)概述

虛擬現(xiàn)實(shí)(Virtual Reality),簡稱VR,又稱靈境技術(shù),是集計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感與測量技術(shù)、微電子技術(shù)等于一體的綜合集成技術(shù)。使用者沉浸在虛擬環(huán)境中,具有和真實(shí)環(huán)境中一樣的感覺;不是被動(dòng)地感受,而是通過自己的動(dòng)作,改變感受的內(nèi)容。人機(jī)交互是一種近乎自然的互動(dòng),使用者在虛擬環(huán)境中可獲得視覺、聽覺、觸覺、動(dòng)覺等多種感知。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用形式

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)引入教育領(lǐng)域,一是再現(xiàn)現(xiàn)實(shí)生活和自然環(huán)境中無法觀察到的自然現(xiàn)象及事物的發(fā)展變化過程,使學(xué)生獲得生動(dòng)的感性學(xué)習(xí)材料;二是可以進(jìn)行現(xiàn)實(shí)生活中無法進(jìn)行或者難以重復(fù)、難度大、成本高、危險(xiǎn)性強(qiáng)的技能培訓(xùn)與實(shí)驗(yàn)?，F(xiàn)今虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用形式主要有以下幾個(gè)方面。

2.1 虛擬校園國內(nèi)一些高校已經(jīng)開始逐步推廣、使用虛擬校園模式,先后有浙江大學(xué)、上海交通大學(xué)、北京大學(xué)、西南交通大學(xué)、北京四中等知名學(xué)校采用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)建設(shè)虛擬校園。中央廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教育學(xué)院投入較大的人力和物力,采用基于Internet的類游戲圖形引擎,將網(wǎng)絡(luò)學(xué)院具體的實(shí)際功能整合在圖形引擎中,突破目前大多虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用僅僅停留在校園一般性瀏覽的應(yīng)用上,并作為基礎(chǔ)平臺(tái)進(jìn)行大規(guī)模應(yīng)用,效果非常好,通過教育部和有關(guān)院校的技術(shù)鑒定。他們以學(xué)員為中心,構(gòu)想一些人性化的功能,以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)平臺(tái),在國內(nèi)甚至在國際上也屬罕見。他們大膽的實(shí)際應(yīng)用,讓人們感受到全方位的教學(xué)、校園文化,這正是人們所需要的真正的教育。

2.2 虛擬實(shí)驗(yàn)室如北京航天航空大學(xué)在分布式飛行模擬方面的應(yīng)用,浙江大學(xué)在建筑方面進(jìn)行的虛擬規(guī)劃和虛擬設(shè)計(jì)的應(yīng)用,哈爾濱工業(yè)大學(xué)在人機(jī)交互方面有很好的成果,清華大學(xué)在臨場感的研究頗具特色。利用虛擬實(shí)驗(yàn)室,學(xué)習(xí)者還可以進(jìn)行仿真試驗(yàn),如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些藥品具有劇毒、刺激性氣味等特性,或者有些化學(xué)反應(yīng)比較劇烈或時(shí)間較長,把這些實(shí)驗(yàn)放在虛擬實(shí)驗(yàn)室里做,就可以對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或過程很好地仿真而不必?fù)?dān)心會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)者造成傷害。

2.3 虛擬圖書館虛擬圖書館是用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的提供相關(guān)信息的場所。在虛擬圖書館里,不僅僅提供諸如文本、視頻、音頻等信息資源,而且分處不同地點(diǎn)的資源對(duì)于學(xué)習(xí)者來說是無差異的,在其中學(xué)習(xí)可以有身臨其境的感覺。由此可見,虛擬圖書館不僅是提供豐富、生動(dòng)信息的場所,而且還以嶄新的方式,為遠(yuǎn)程教育和終身教育提供教學(xué)手段和學(xué)習(xí)途徑。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)教育的影響

3.1 對(duì)教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)模式的促進(jìn)界面友好、形象直觀的交互式學(xué)習(xí)環(huán)境,有利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和進(jìn)行協(xié)商會(huì)話、協(xié)作學(xué)習(xí);能提供圖文聲像并茂的多種感官綜合刺激,有利于情境創(chuàng)設(shè)和大量知識(shí)的獲取與保持;還能按超文本、超鏈接方式組織管理學(xué)科知識(shí)和各種教學(xué)信息,有利于學(xué)生的主動(dòng)發(fā)現(xiàn)、主動(dòng)探索,還有利于發(fā)展聯(lián)想思維和建立新舊知識(shí)之間的聯(lián)系。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)突破時(shí)間與空間的限制,使部分危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)不必在現(xiàn)實(shí)中進(jìn)行,同時(shí)降低重復(fù)試驗(yàn)經(jīng)費(fèi)問題?？梢耘囵B(yǎng)出學(xué)生既具有很強(qiáng)的綜合運(yùn)用知識(shí)的能力,同時(shí)又具有嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆治瞿芰办`活多變的創(chuàng)新能力和解決問題的能力。所有這些都要求改變傳統(tǒng)的以教師為中心的教學(xué)模式,建構(gòu)一種既能發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用,又能充分體現(xiàn)學(xué)生認(rèn)知主體作用的新型教學(xué)模式。

3.2 對(duì)課程整合的促進(jìn)課程問題在任何一個(gè)教育體系中都居于中心地位、實(shí)力地位?，F(xiàn)今不論是在中學(xué)還是在高校,人們把信息技術(shù)應(yīng)用在教學(xué)過程中時(shí),都存在一個(gè)嚴(yán)重偏向,就是僅僅把信息技術(shù)作為演示工具,把太多的注意力放在單純事物的演示和知識(shí)呈現(xiàn)上,而未能充分發(fā)揮它的數(shù)字化優(yōu)勢,更忽視與課程的有效整合。筆者認(rèn)為,充分利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)活動(dòng)環(huán)境的數(shù)字化、學(xué)習(xí)資源的數(shù)字化、學(xué)習(xí)方式數(shù)字化,能夠使傳統(tǒng)課程更加靈活,更能激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性。

3.3 對(duì)教學(xué)手段的影響通過身臨其境的、自主控制的人機(jī)交互,提供生動(dòng)活潑的直觀形象思維材料,展現(xiàn)學(xué)生不能直接觀察到的事物等,形成知識(shí)點(diǎn)。學(xué)生則從思維、情感和行為3個(gè)方面參與教學(xué)活動(dòng),有助于啟發(fā)式教學(xué)的開展;在實(shí)訓(xùn)教學(xué)中可以讓學(xué)生進(jìn)入問題存在的環(huán)境,有針對(duì)性地建構(gòu)虛擬情境,引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究,有利于以解決問題為中心的發(fā)現(xiàn)式教學(xué);其具備動(dòng)畫虛擬現(xiàn)實(shí)的能力,能夠把教學(xué)中抽象的概念原理、真實(shí)的實(shí)驗(yàn)過程等形象生動(dòng)地表現(xiàn)出來,給學(xué)生創(chuàng)設(shè)真實(shí)學(xué)習(xí)情境,幫助學(xué)生獲得示范性的知識(shí),把握概念原理的實(shí)質(zhì),有利于情境式教學(xué)的進(jìn)行。

4 結(jié)束語

通過以上的分析,可以看出虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育領(lǐng)域的應(yīng)用,促進(jìn)教育信息化的進(jìn)一步發(fā)展,也極大地提高教育的質(zhì)量和效率。就客觀實(shí)際而論,目前虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)領(lǐng)域所取得的成就,只是應(yīng)用了最基本的虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),仍存在許多尚未解決的理論問題和技術(shù)障礙。但有理由相信,隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的迅猛進(jìn)展,它對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)將產(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響,也將進(jìn)一步幫助人們更加有效地傳授知識(shí)、學(xué)習(xí)知識(shí)、創(chuàng)新知識(shí),而最終將引發(fā)包括教育觀念和教育模式在內(nèi)的深刻變革。

參考文獻(xiàn)

[1]黃榮懷.信息技術(shù)與教育[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2002:100-130

[2]何克抗,鄭永柏,謝幼如.教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,2002:220

[3]丁碩,楊友林.虛擬實(shí)驗(yàn)理論初探[J].中國現(xiàn)代教育裝備,2009(06)

[4]趙士濱,吳秋峰.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)入高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究.電化教育研究,2005(6)

[5]郭建才.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在遠(yuǎn)程教學(xué)中的應(yīng)用[J].現(xiàn)代遠(yuǎn)距離教育,2006(7)

[6]Miller C D,Clouse R W.Technology-Based Distance Learning: Present and Future Directions in

Business and Education[J].Journal of Educational Technology Systems,1994,22(3):191-204