虛擬現(xiàn)實技術(shù)對高職院校教育的影響

高原

【摘要】虛擬現(xiàn)實技術(shù)的優(yōu)勢和發(fā)展趨勢出發(fā)？論述虛擬現(xiàn)實技術(shù)在理論教育和技能培訓(xùn)上的應(yīng)用前景。虛擬現(xiàn)實技術(shù)進入教育領(lǐng)域?qū)⒂兄谂囵B(yǎng)具有創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的人才？并解決高職院校實驗設(shè)備不足、型號落后、難以及時更新?lián)Q代的困難。結(jié)合虛擬實驗室中的問題對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育領(lǐng)域中的應(yīng)用進行進一步的探索。本論文從不同方面闡述虛擬現(xiàn)實技術(shù)對高職院校教育的影響，希望為研究高職院校教育的專家和學(xué)者提供理論參考依據(jù)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實技術(shù)? 高職院校教育? 影響

虛擬現(xiàn)實技術(shù)已廣泛應(yīng)用于各個領(lǐng)域。如惡劣環(huán)境下的遙控操作、教育與培訓(xùn)、信息可視化以及遠程通訊等。現(xiàn)在虛擬現(xiàn)實技術(shù)已應(yīng)用于課堂教學(xué)。對于一個高職院校來說，要求學(xué)生要有較強的實際動手能力，在校期間要通過實驗來積累經(jīng)驗。但由于這類學(xué)校資金不足，在實驗設(shè)備以及實驗環(huán)境搭建方面的投入明顯不夠，無疑這將阻礙正常的學(xué)生能力的培養(yǎng)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為新的教學(xué)媒體，它的出現(xiàn)將對高職教學(xué)產(chǎn)生重大意義。

1、虛擬現(xiàn)實技術(shù)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)虛擬現(xiàn)實技術(shù)是計算機研究的一個新領(lǐng)域，近年來逐漸為各界關(guān)注并在應(yīng)用領(lǐng)域得到了進一步的發(fā)展。它是一系列高新技術(shù)的集合，匯集了計算機圖形學(xué)、計算仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)、人工智能技術(shù)、仿真技術(shù)、人機接口技術(shù)、傳感器技術(shù)？圖形圖像實時生成技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及人的行為學(xué)研究等多項關(guān)鍵技術(shù)。這些技術(shù)高層次的集成和滲透使虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠給用戶以逼真的環(huán)境體驗。使用戶可以通過使用各種特殊裝置將自己投入到這個環(huán)境中，去探索宏觀世界和微觀世界中由于種種原因不便直接觀察的事物運動變化規(guī)律。虛擬現(xiàn)實技術(shù)從本質(zhì)上來說它是一種先進的計算機用戶接口技術(shù)。至今為止的計算機人機接口都是面向機器的終端、鍵盤、鼠標、打印機等接口設(shè)備都是適應(yīng)計算機的專用設(shè)備。虛擬現(xiàn)實中的人機接口則是面向用戶的。虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)中用戶以自然的方式與虛擬環(huán)境交互。同時用戶通過在真實環(huán)境中的行為去干預(yù)虛擬環(huán)境。

2、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用

2.1知識學(xué)習(xí)

知識學(xué)習(xí)是指學(xué)生利用虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)學(xué)習(xí)各種知識。它的應(yīng)用有兩個方面：一是再現(xiàn)實際生活中無法觀察到的自然現(xiàn)象或事物的變化過程為學(xué)生提供生動、逼真的感性學(xué)習(xí)材料幫助學(xué)生解決學(xué)習(xí)中的知識難點。例如：在學(xué)習(xí)地理知識時，通過虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)將學(xué)生帶到北極去領(lǐng)略那里的自然風光。在學(xué)習(xí)物理知識時利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)向?qū)W生展示如原子核裂變、半導(dǎo)體導(dǎo)電機理等復(fù)雜的物理現(xiàn)象供學(xué)生觀察學(xué)習(xí)。二是使抽象的概念、理論直觀化、形象化，方便學(xué)生對抽象概念的理解。例如：學(xué)習(xí)加速度概念時，通過虛擬演示，讓學(xué)生觀察到改變物體的重力大小及方向時，加速度的變化情況，使學(xué)生加深對加速度概念的理解。

2.2探索學(xué)習(xí)

虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以對學(xué)生學(xué)習(xí)過程中所提出的各種假設(shè)進行模擬。通過虛擬系統(tǒng)可直觀地觀察到該假設(shè)產(chǎn)生的結(jié)果或效果。例如：在虛擬的化學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)生可以按照自己的假設(shè)將不同的分子組合在一起，電腦便虛擬出組合的物質(zhì)。利用虛擬技術(shù)學(xué)生還可以進行溫室效應(yīng)、電路設(shè)計、建筑設(shè)計等方面的探索，研究二氧化碳對全球氣候的影響規(guī)律或設(shè)計新的電路、建筑物等。利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行探索學(xué)習(xí)，有利于激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性思維，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力。

2.3虛擬實驗

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以建立各種虛擬實驗室，如地理、物理、化學(xué)、生物實驗室。在實驗室里學(xué)生可以自由地進行各種實驗。在虛擬物理實驗，學(xué)生可以進行重力、慣性等方面的實驗。在虛擬地理實驗室，可以進行地震波傳播、火山噴發(fā)等實驗。在虛擬生物實可以進行各種解剖實驗。在虛擬化學(xué)實驗室，可以利用各種化學(xué)藥品和天平、砝碼、溫度計等工具，進行各種不同的化學(xué)反應(yīng)，觀察燃燒、爆炸等反應(yīng)現(xiàn)象。

2.4技能訓(xùn)練

虛擬現(xiàn)實的沉浸性和交互性使學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去。這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練.利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以進行各種技能訓(xùn)練。如軍事作戰(zhàn)技能、外科手術(shù)技能、教學(xué)技能、體育技能、汽車駕駛技能、果樹栽培技能、電器維修技能等。這些虛擬的訓(xùn)練系統(tǒng)無任何危險學(xué)生可以不厭其煩地反復(fù)練習(xí)，直至掌握操作技能為止.例如：在虛擬的飛機駕駛訓(xùn)練系統(tǒng)中學(xué)員可以反復(fù)操作控制設(shè)備，學(xué)習(xí)在各種天氣情況下駕駛飛機起飛、降落，通過反復(fù)訓(xùn)練，熟練掌握駕駛技術(shù)。

3、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在高職教學(xué)中的意義

3.1突破時間和空間限制

建構(gòu)主義主張學(xué)習(xí)情境與實際情境相結(jié)合，因為實際情境領(lǐng)域具有生動性和豐富性，能使學(xué)生掌握高級知識。然而有些情景在現(xiàn)實生活中不是時時刻刻都存在的，有時間上的限制。有些情境有其特定的時代背景，在不同的時代背景下，學(xué)習(xí)者就會有不同的感受，就容易造成感知上的偏差。而虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅僅可向?qū)W生提供一種可在實際生活中可以找到的情境和經(jīng)驗，還可以再現(xiàn)特定的時代環(huán)境。另外，一些事物的發(fā)展需要漫長的時間，甚至在現(xiàn)實的生活中無法觀測到全過程，而通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)一些需要幾十年甚至上百上千年才能觀察的變化過程可以在很短的時間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生。

3.2更深入的心理感受

在虛擬現(xiàn)實環(huán)境下，學(xué)習(xí)者處在一個難以分辨真假的環(huán)境中，學(xué)習(xí)者的各個感官都和虛擬的外部世界發(fā)生著作用，學(xué)習(xí)者完全沉浸于虛擬現(xiàn)實創(chuàng)造的學(xué)習(xí)環(huán)境中。例如我們在講網(wǎng)絡(luò)中數(shù)據(jù)傳輸時，如果用虛擬現(xiàn)實來實現(xiàn)，我們可以自己設(shè)置數(shù)據(jù)的格式，數(shù)據(jù)流動方向和交換方式等。我們的感受可能會更直接對網(wǎng)絡(luò)中的數(shù)據(jù)傳輸?shù)睦斫鈺钊搿?/p>

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