基于VR的教学系统探究

康婉华 李文波

摘 要：在科技日益发展的今天，传统的课堂教学模式已经不能完全满足学生获得知识的欲望，学生的学习自主能动性受到了限制。VR作为教育领域的新兴技术，它通过交互技术、人机界面技术等各种技术手段让学习者自发的通过与计算机进行探究学习，或与其他学习者进行合作互动。在这样一个虚拟的学习系统中，学习者可以获得更加真实的学习体验，并在不断的学习过程中建立一套属于自己的知识体系。VR作为教学媒体，与教师协同提供更有效的学习机会，是强化课堂的有力媒介，更需要学生的主动参与。

关键词：VR;教学;教育系统

基金项目：西南财经大学天府学院2017年校级重点科研项目“基于VR技术的仿真情景教学在设计专业课程中的运用”（项目编号：TFC2017ZD05）。

1 概述

20世纪末，VR（虚拟现实技术）依托计算机的发展开始慢慢成形，逐渐发展成为一门崭新的综合性信息技术。21世纪初，随着计算机软硬件技术的发展，VR开始慢慢进入我们的生活，并在各个领域得到看广泛的应用，例如医学、艺术、设计、地产、军事、考古、娱乐等诸多领域不断创新与发展，为社会带来了巨大的经济效益。随着网络新媒体的快速发展，人与人面对面交流的机会逐渐减少，更多的是透过互联网进行沟通。而这种使用计算机语言进行枯燥、生硬且被动的互动方式，也为普通用户难以接受。VR技术的出现改变了这一现状，VR所构建的三维虚拟环境在突破时空限制的基础上，让使用者获得了更加真实的体验，在人机交互的操作环境、三维空间的表现形式以及新鲜度方面，VR都向人们展示了新的方式和可能。所以，VR技术作为一种以计算机技术为核心的现代高科技技术，已经被社会广泛认为是本世纪重要的学科之一，也是影响人们生活学习的重要技术之一。

2 VR技术在教育系统中的体现

近年来，VR技术逐步被运用于教育领域中，是教育技术学科发展的一个飞跃。在我国的教育事业中，传统的教学方式延续多年，人们已经逐渐意识到了它的弊病与不足。在近几年，开始引进多媒体教学方法后，老师们不再被局限于黑板，而是可以借助于计算机、投影仪、音像设备等，通过视觉、听觉、触觉等全方位的方式辅助教学，从而获得了极佳的效果。以信息技术为背景的现代教育教学虽然很大程度上提高了学生的学习兴趣，发挥了学生的主观能动性，但大多数多媒体教学只能按照电脑程序设计的既定流程进行播放浏览。而如今的VR能在视觉、听觉、知觉等方面较传统的多媒体教学，为学生提供更真实、更奇妙的学习体验。VR技术能将三维空间概念用软件清楚的展示出来，使学习者自然并直接地与虚拟环境中的对象进行交互，并通过各种形式参与到事件的发展变化过程中，从而获取最大的控制权和整个空间的操控自由维度。

基于VR的沉浸式、可交互、多感知、高还原度的虚拟现实仿真学习场景的研究，为了更好的培养学生的思维方式，笔者提出艺术设计专业技能课程与VR技术相结合的教学实验。基于计算机软件操作的核心课程，具有难度系数高，教学易陷入枯燥、学生容易放弃等特点。因此如何借助先进的VR技术改变教与学两端的困境，成为迫切需要解决的难点。VR作为一种新型的教学媒体，其研究价值将会越来越重要。VR教室及教学系统的构建旨在促进新的教学方法改革和教学手段的更新，根据学校发展、教师发展、教学发展的要求，实现创建自主学习的课堂环境。基于VR的沉浸式、可交互、多感知、高还原度的虚拟现实仿真学习场景的应用及其应用效果有较大的研究意义。

第一，这是教学改革的需要。随着社会的快速发展，教学的形式慢慢地随着社会需要改变着，教学改革的内容之一是要以学习者为中心的、自主的、探究式的学习模式，这种新型教学模式已逐步应用于教学中。应将VR应用于新型教学中来创建由学生自主探究的沉浸式、可交互、游戏体验式教学模式，有助于自主学习更好的实现，对教学改革地进行起到促进作用，提高我校设计专业技能课程教学水平的要求。

第二，提高教师教学效果和学生学习体验的需要。相较于传统的课堂讲授方式，学生对VR沉浸式交互学习模式的学习兴趣较高，研究VR技术在自主学习中的应用，可以避免学习环境中不良因素的影响，有助于增强学习者的学习动机，提高其学习的积极性，也能更好的提高他们对知识的渴望度和学习中自主能力。

第三，是来自行业对教学创新的需求。快速发展中的设计行业（如效果图制作、商业展示、游戏场景设计等）的技术升级和技能更新十分迅速。对从业者的技术和技能要求也越来越高。基于VR的教学模式的创新设计可以帮助学习者了解和掌握当代先进技术，积极自主学习，获得知识。在学习过程中实时教师和学生进行交互探究，为学生提供帮助，提高学生各方面综合能力，为社会培养高创新能力人才具有重要的意义。

在VR的辅助下，可以模仿出更出色和有特色的教室环境，使学生不受时间与空间的限制，完成课堂的教学目的。VR特有的现实、沉浸的特点，能够给学生带来逼真、生动的学习环境，学生在这样的环境中作为一个参与者，能够通过真实感受来增强记忆点，不仅有利于激发他们的学习兴趣，调动积极性，而且更有利于突破教学中的难点、重点问题，特别是在复杂技能的传授方面起着不可替代的作用。计算机教学具有技能性较强的特征，因此将VR技术运用在计算机教学中，无疑是一种改善教学方式的有效途径。利用虚拟现实技术建立起与学科相关的虚拟实验室来更好的帮助学生学习进步，这一过程必须慢慢推进。

3 对VR运用到教学系统的展望

VR教学系统有着其特有的优势，在教育领域于未来的发展过程中有着重要的趋势，作为一种教学探索，实践才刚刚开始。VR教学系统能让学生和教师在超越现实的虚拟环境中自由移动、交互和操作，体验到无法用简单的图文或者视频构造的情景。再加上对VR教学软件的兴趣和穿戴设备的限制让他们的注意力高度集中，可以说是最有效率的学习方式。VR教学系统提供了更符合人性、更有效率、更多元化的教学方式，从而使学习更简单、更快乐、更高效！VR教学系统结合游戏化、情景转化等多种手段，能够有效解决教育难题，激发学生兴趣。利用VR技术的沉浸感，能够实现在虚拟场景下给学生提供“实操”机会，让学生在一个自然逼真的環境下直接参与、互动，更能激起学习兴趣，也更有利于学生记忆。VR技术可以将实验器材进行模拟还原，让原本昂贵的实验器材实现随手可取，有效降低了实验成本;在虚拟场景中，学生不必担心失误操作带来的危险。同时，VR教学打破时间、空间，实现教育资源共享，在VR教学的时代海量的优质资源随意挑选，不再受制于地区、学校甚至家庭的贫富条件。通过VR教学，我们可以自由穿梭于微观世界与浩瀚宇宙。

就目前情况来看，VR教学系统开发的前景是非常广阔的，相信VR与教育相结合的教学模式能在我国大放光彩，推动我国教育事业的发展。

面对计算机技术的不断发展，VR受时间、场地、硬件器械、人力物力等因素的制约，还拥有一定的局限性，需要我们在以后的探索中不断解决实际问题。而且面对教学模式的改变，VR面向多平台的应用和探索也有很多需要跟进和不足的地方。我们对于VR在教学系统中广泛应用的认识和可能性开发，还需要在反思性实践中慢慢推进。

参考文献

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作者简介

康婉华（1990-），女，汉族，四川省成都市人，硕士，西南财经大学天府学院专业教师，研究方向：数字媒体艺术理论与实践研究。