論虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職教育中的應(yīng)用

楊小勇 湖南司法警官職業(yè)學(xué)院

隨著不斷投入和研究的不斷深入，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)正在不斷完善。我們可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)幫助自身快速體會(huì)到不同的空間環(huán)境，也為高職教育提供更為現(xiàn)代化的教學(xué)技術(shù)手段。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與教育工作的有效結(jié)合，將會(huì)更好地幫助學(xué)生們了解世界，掌握知識(shí)。

1 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展概述

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Virtual Reality，VR）是基于人們希望更好地了解世界的想法而誕生的，主要利用計(jì)算機(jī)三維圖形處理技術(shù)、立體顯示技術(shù)以及各種設(shè)備儀器等。人們?cè)谟?jì)算機(jī)中模擬了一個(gè)與現(xiàn)實(shí)相似的三維世界，通過對(duì)于人們立體視覺、動(dòng)態(tài)聽覺等感官的進(jìn)一步研究，使虛擬現(xiàn)實(shí)世界更加生動(dòng)逼真，實(shí)現(xiàn)更加智能化的人機(jī)交互，讓人們沉浸其中。早在上世紀(jì)60~70年代，人們就對(duì)這項(xiàng)技術(shù)有了一定的暢想，隨著人們思想和技術(shù)的進(jìn)步，在70~80年代已經(jīng)形成了基本的理論雛形，從90年代開始快速地發(fā)展和完善。隨著一些VR頭盔設(shè)備的推出，2016年成為了VR元年，使這項(xiàng)技術(shù)得到了更廣泛的使用和認(rèn)可，到如今我們不僅僅需要利用VR技術(shù)完成游戲的生產(chǎn)，還需要將它應(yīng)用于各行各業(yè)當(dāng)中，其中教育事業(yè)的應(yīng)用將會(huì)建造出更加真實(shí)的仿真系統(tǒng)，便于學(xué)生們的學(xué)習(xí)和應(yīng)用。

2 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)特性

2.1 想象具象化

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)很重要的特性體現(xiàn)即是將人們的想象具象化成模擬世界，不僅實(shí)現(xiàn)了現(xiàn)實(shí)世界的復(fù)制模擬，還可能構(gòu)造出不存在的幻想世界。通過對(duì)于VR技術(shù)的編程和改良，可以幫助人們?cè)O(shè)計(jì)出不同種類需求的軟件系統(tǒng)，使設(shè)計(jì)者的思路很好地貼合實(shí)際需要，幫助各行各業(yè)更好更快地完成本職任務(wù)。

2.2 模擬多種感知類型

為了凸顯出虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)性，不僅僅需要利用計(jì)算機(jī)完成視覺上位置、角度等的設(shè)計(jì)，還需要實(shí)現(xiàn)對(duì)人們聽覺、觸覺等感官的“欺騙”，從綜合角度進(jìn)行感知類型的模擬，以此豐富虛擬現(xiàn)實(shí)的組成要素，完善虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)功能。

2.3 令使用者沉浸其中

通過對(duì)于人們感官系統(tǒng)的模擬，加強(qiáng)了人機(jī)交互的聯(lián)系感。當(dāng)使用者置身于虛擬現(xiàn)實(shí)世界中時(shí)，他們的大腦會(huì)發(fā)送自己真的處于現(xiàn)實(shí)世界的信號(hào)，并以主人翁的視角與虛擬現(xiàn)實(shí)世界中的要素進(jìn)行溝通，使人們沉浸其中。

2.4 利用硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互

虛擬現(xiàn)實(shí)世界的構(gòu)造需要使用者利用專門的儀器設(shè)備與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行交互，通過事前安排的程序和設(shè)備的輸出，可以為人們呈現(xiàn)特定的圖像環(huán)境，聲音環(huán)境等，同時(shí)也可以實(shí)時(shí)跟蹤使用者的行為和狀態(tài)，使虛擬世界環(huán)境發(fā)生相應(yīng)的變化，實(shí)現(xiàn)了人機(jī)的智能化交互。

3 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職教育應(yīng)用過程中面臨的挑戰(zhàn)

3.1 教學(xué)資源內(nèi)容有限，素質(zhì)不高

理論上來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以很好地完成高職院校的教學(xué)目的。然而，在當(dāng)前發(fā)展階段VR技術(shù)并不足夠成熟完善，而且高職院校通常也是處于VR技術(shù)應(yīng)用的初步階段，自身的教學(xué)資源水平和數(shù)量都不足夠完善。除此之外，教學(xué)資源內(nèi)容的豐富與開發(fā)應(yīng)該是以學(xué)校一線教師為主體進(jìn)行的，目前市場(chǎng)上一些由公司企業(yè)設(shè)計(jì)出的教學(xué)資源往往不符合高職院校的實(shí)際需求，而由于教師們對(duì)VR技術(shù)掌握不足，無法主動(dòng)地完成一項(xiàng)VR教學(xué)資源，使得教師們自身的想法和教學(xué)手段無法通過VR技術(shù)展現(xiàn)出來，最終致使流通在市場(chǎng)上的教學(xué)資源往往流于形式，并沒有實(shí)際有效的教學(xué)內(nèi)容，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用受到挑戰(zhàn)和阻礙。

3.2 老師沒有適應(yīng)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)帶來的教學(xué)改變

作為一種新興的高科技計(jì)算機(jī)技術(shù)，在高職院校的應(yīng)用初期需要不停地探索，以更適合的教學(xué)模式將其引入到日常的教學(xué)過程中。而我們目前的高職院校教學(xué)人員并不能很快地適應(yīng)和調(diào)整教學(xué)方式，無法充分發(fā)揮新設(shè)備，新技術(shù)的能力，具體表現(xiàn)在無法利用虛擬的場(chǎng)景環(huán)境充分表達(dá)出知識(shí)點(diǎn)的相關(guān)內(nèi)容和作用，對(duì)于教學(xué)內(nèi)容和時(shí)間的安排并沒有達(dá)到效率最大化等。教師在教育工作過程中發(fā)揮的引導(dǎo)作用是無可替代的，需要改變自身的傳統(tǒng)教學(xué)思想，以更加科學(xué)的教學(xué)評(píng)價(jià)進(jìn)行學(xué)生的教育工作。具體來說，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用需要老師將學(xué)生們置于主人翁的位置，領(lǐng)導(dǎo)他們進(jìn)行自主的學(xué)習(xí)，同時(shí)，通過對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境的構(gòu)建盡可能有效率地凸顯出知識(shí)點(diǎn)的內(nèi)容，通過生動(dòng)形象的虛擬環(huán)境要素，幫助學(xué)生們更好地進(jìn)行教人機(jī)交互，保證學(xué)生們沉浸在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)教學(xué)目的。

4 高職教育虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的具體應(yīng)用

4.1 豐富教學(xué)手段，完善教學(xué)內(nèi)容

我國(guó)教育多以老師主動(dòng)傳授，學(xué)生被動(dòng)聽講的模式為基礎(chǔ)。按照傳統(tǒng)的教學(xué)手段，老師不得不按照書本教材的概念一板一眼地進(jìn)行教學(xué)，有時(shí)候利用文字、圖片、多媒體PPT并不能有效地幫助學(xué)生們理解和接受，特別是一些抽象難懂的知識(shí)點(diǎn)無法與現(xiàn)實(shí)世界進(jìn)行有效搭接，而此時(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以為教師們提供更加智能先進(jìn)的教學(xué)手段，按照自身的教學(xué)要求，將一些知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容以三維立體的虛擬形態(tài)展示出來，可以凸顯出知識(shí)點(diǎn)的實(shí)際應(yīng)用以及其內(nèi)容說明，也使學(xué)生們通過對(duì)虛擬環(huán)境的感受，沉浸在課堂教學(xué)環(huán)境中，便于激發(fā)興趣進(jìn)行理解和學(xué)習(xí)。

4.2 創(chuàng)造虛擬仿真系統(tǒng)，強(qiáng)化實(shí)訓(xùn)教學(xué)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的強(qiáng)大之處在于可以通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)憑空地為學(xué)生們創(chuàng)造出實(shí)際的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，并利用自身新鮮有趣的特性吸引學(xué)生們的注意力，以此實(shí)現(xiàn)良好的實(shí)訓(xùn)教學(xué)工作。比如我們可以通過計(jì)算機(jī)模擬創(chuàng)造生產(chǎn)制造工廠的日常操作，模擬危險(xiǎn)性較高的工作環(huán)境，甚至可以對(duì)行星、衛(wèi)星等太空環(huán)境進(jìn)行仿真，以此幫助學(xué)生們了解不同的實(shí)際生活，以便于培養(yǎng)他們的實(shí)踐能力。除此之外，教師與學(xué)生們還可以互相溝通，根據(jù)自身興趣和培養(yǎng)需求，創(chuàng)建出不同的虛擬仿真環(huán)境，利用先進(jìn)智能的計(jì)算機(jī)技術(shù)，強(qiáng)化學(xué)生們的實(shí)踐操作手法，達(dá)到高職院校培養(yǎng)技術(shù)型人才的目的。

4.3 激發(fā)學(xué)生好奇心

教育事業(yè)的科學(xué)完善不僅僅是教師們單方面地進(jìn)行傳授工作，更重要的是引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的學(xué)習(xí)，使學(xué)生們?cè)敢庵鲃?dòng)接受課堂上知識(shí)的熏陶。所以，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的利用可以充分實(shí)現(xiàn)教育工作者激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣的愿望，通過這種新型的科學(xué)技術(shù)為學(xué)生們創(chuàng)造了不同的學(xué)習(xí)感受，以真實(shí)有趣的虛擬環(huán)境刺激學(xué)生們的好奇心，讓學(xué)生們?cè)敢夥e極配合教師們的教學(xué)工作，從而在虛擬環(huán)境中以愉悅的身心狀態(tài)，獲取知識(shí)，增強(qiáng)能力。隨著虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的進(jìn)一步利用，將會(huì)潛移默化地影響學(xué)生們的想象力和創(chuàng)造力，通過主動(dòng)參與和學(xué)習(xí)取得更多的收獲。

4.4 培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力

高職院校的教育事業(yè)需要盡可能保證每一個(gè)同學(xué)都能獲得實(shí)際能力的提升，然而不同的學(xué)生有不同的特點(diǎn)，對(duì)于各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握情況有所不同。如果只是采取傳統(tǒng)的課堂教學(xué)模式，沒有進(jìn)行針對(duì)性的輔助調(diào)整策略，將會(huì)導(dǎo)致一部分學(xué)生跟不上學(xué)習(xí)進(jìn)度，致使成績(jī)下滑，信心下降，而另一部分學(xué)生則會(huì)認(rèn)為教學(xué)內(nèi)容太過平淡，不符合自身的需求，希望教師加快教學(xué)進(jìn)度，這種情況往往會(huì)使老師陷入比較尷尬的境地。通過高職教育引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師們可以把不同的知識(shí)點(diǎn)制作成不同的虛擬教學(xué)資源，并下發(fā)到同學(xué)們的手中，讓同學(xué)們利用計(jì)算機(jī)系統(tǒng)針對(duì)性的進(jìn)行輔助學(xué)習(xí)，如此一來，既可以豐富課堂上的知識(shí)，又可以創(chuàng)造生動(dòng)形象的場(chǎng)景進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生們的理論實(shí)踐能力，幫助學(xué)生們根據(jù)自身情況進(jìn)行自主學(xué)習(xí)。

5 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在高職教育應(yīng)用的前景

VR技術(shù)的教育應(yīng)用依然在不斷的摸索過程中，在其應(yīng)用初期設(shè)備投入成本較多，技術(shù)門檻較高，對(duì)于一項(xiàng)虛擬仿真系統(tǒng)的搭建并不是容易的事情。隨著我國(guó)各大高等院校的研究和應(yīng)用，為我們的高職院校提供了很好的經(jīng)驗(yàn)案例，隨著技術(shù)水平的逐漸深入，將會(huì)使虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育事業(yè)應(yīng)用前景越來越廣，不僅帶來了教學(xué)硬件上的改變，更是改變了高職院校的教育方式，結(jié)合VR技術(shù)的特性和院校本身的發(fā)展目的，可以一定程度上為教師和學(xué)生構(gòu)建出比較適合的教學(xué)和學(xué)習(xí)環(huán)境，通過合理的教學(xué)制度改變，將會(huì)充分發(fā)揮院校的師資力量，以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為契機(jī)不斷地實(shí)現(xiàn)教育工作的創(chuàng)新與進(jìn)步，讓學(xué)生們更好更便捷地了解這個(gè)信息化時(shí)代，獲得人生的教育啟迪。

6 結(jié)語

總之，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的成熟和進(jìn)步為高職教育帶來了新的契機(jī)，不僅僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)學(xué)生能力的綜合培養(yǎng)，更實(shí)現(xiàn)了對(duì)于教師團(tuán)隊(duì)的進(jìn)一步革新。通過高科技虛擬仿真場(chǎng)景的建立，更加方便地實(shí)現(xiàn)了高職院校的實(shí)踐教學(xué)工作，并通過教學(xué)方式的改變和教學(xué)素質(zhì)得提升將會(huì)有效地達(dá)成高職院校培養(yǎng)技術(shù)創(chuàng)新人才的教學(xué)目的。