薛冰++段廣青++梁洪源

[摘 要]隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的飛速發(fā)展，虛擬現(xiàn)實與教學(xué)也有了一定的融合，本文從虛擬現(xiàn)實在教學(xué)中發(fā)展的勢頭，其在教學(xué)中的優(yōu)越性，以及各項技術(shù)為虛擬現(xiàn)實在教學(xué)中應(yīng)用提供的技術(shù)支撐等方面，論述了虛擬技術(shù)在教學(xué)中應(yīng)用的必然性，為今后的發(fā)展提供了思路。

[關(guān)鍵詞]虛擬現(xiàn)實教學(xué)；沉浸理論；多樣性；專一性

一、虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教學(xué)的發(fā)展

近年來，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的蓬勃發(fā)展，虛擬現(xiàn)實在教學(xué)中的應(yīng)用作為一種新型的教學(xué)手段越來越引起大家的興趣，也有越來越多的學(xué)校、教育機(jī)構(gòu)和教師看到了其可在教育教學(xué)領(lǐng)域中發(fā)揮的作用，包括哈佛大學(xué)在內(nèi)的知名大學(xué)紛紛將虛擬現(xiàn)實引入到課程教學(xué)中。

利用虛擬現(xiàn)實教學(xué)是能夠提供三維仿真情境的、支持師生在特定教學(xué)模式中自己創(chuàng)建對象的、給予師生現(xiàn)實世界無法獲得的體驗、允許學(xué)習(xí)者間以多種形式互動的教學(xué)手段。虛擬現(xiàn)實教學(xué)并不是三維環(huán)境與普通虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境的簡單疊加，它是一種擁有獨特設(shè)計和全新功能的學(xué)習(xí)環(huán)境。

二、虛擬現(xiàn)實教學(xué)的優(yōu)點

1.身臨其境的真實體驗

沉浸理論表明當(dāng)人們因為聚精會神地投入到某種活動中而處于完全不受其它因素干擾的狀態(tài)時，他們會表現(xiàn)出愉悅感，這種狀態(tài)即為“沉浸”。沉浸狀態(tài)是人的內(nèi)在動機(jī)的最佳狀態(tài)，在這種狀態(tài)下人們完全專注于他們的工作。在虛擬現(xiàn)實教學(xué)中生成的交互式人工世界，可以使置身于其中的學(xué)習(xí)者產(chǎn)生身臨其境的感覺，沉浸在虛擬的環(huán)境中，取得更高的學(xué)習(xí)效率。

2.靈活多樣的交互方式

學(xué)生學(xué)習(xí)知識是在個體與社會的互動、個人適應(yīng)社會的過程中逐漸建構(gòu)起來的。教學(xué)應(yīng)從學(xué)生所處的真實生活環(huán)境中追尋問題情境，讓學(xué)生感受到不足或與其已有的認(rèn)知相互矛盾之處，以激發(fā)其學(xué)習(xí)動機(jī)；要根本變革教學(xué)模式，要從“獨白”走向“對話”、從“個體式學(xué)習(xí)”走向“合作式學(xué)習(xí)”。虛擬現(xiàn)實教學(xué)支持學(xué)習(xí)者之間以化身的方式進(jìn)行文字、語音、肢體語言等多種形式的溝通和交流，具有天然的社會性，是學(xué)習(xí)者實現(xiàn)社會化建構(gòu)的良好平臺。

3.學(xué)習(xí)體驗多樣性

學(xué)習(xí)不僅植根于某個特定的情境中，它還應(yīng)該發(fā)生于復(fù)雜的社會情境中。情境認(rèn)知非常注重真實活動在學(xué)習(xí)中的意義，并認(rèn)為，真實的活動可以簡單地定義為文化的日常實踐。真實的經(jīng)驗是很重要的，而由于身體和特定環(huán)境的限制，學(xué)習(xí)者不可能獲得所有的真實經(jīng)驗。但虛擬現(xiàn)實教學(xué)提供了獨特的嘗試，使個體能夠跳出身體和先前經(jīng)驗的制約，在接近于現(xiàn)實世界的環(huán)境中體驗各種狀態(tài)的變化。同時虛擬現(xiàn)實教學(xué)允許學(xué)習(xí)者自己創(chuàng)造物品。學(xué)習(xí)者可以在教學(xué)模式和教學(xué)內(nèi)容的框架下，自己進(jìn)行嘗試、探索，逐漸達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的要求。

4.學(xué)習(xí)環(huán)境的專一性

在虛擬現(xiàn)實教學(xué)中，虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境系統(tǒng)可以需要根據(jù)學(xué)習(xí)者的現(xiàn)有水平設(shè)計有挑戰(zhàn)性的任務(wù)，并根據(jù)學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)情況實時做出反饋與調(diào)整。適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)情境能夠幫助學(xué)生完成對新知識的理解、促進(jìn)知識的遷移。與學(xué)習(xí)者相適應(yīng)的學(xué)習(xí)環(huán)境使得學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)體驗上更加愉悅主動，更有效的提高學(xué)習(xí)水平。

5.增進(jìn)師生感情

良好的交互有利于縮小師生間的距離在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)狀態(tài)下，由于師生分離的原因，師生之間存在跨越心理空間和物理空間的交互影響距離，加強(qiáng)師生交互可有效地縮短這個距離。虛擬現(xiàn)實教學(xué)所提供的全新虛擬環(huán)境和交互方式，可以模擬教師和學(xué)生的多種行為，從而大大增進(jìn)師生交互，有效地縮短交互影響距離。

6.有利于相關(guān)技能的掌握

傳統(tǒng)教學(xué)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)者的動作與技能的培養(yǎng)一直是難題，因為動作技能需要在相關(guān)操作的體驗中習(xí)得，而操作環(huán)境和指導(dǎo)教師總是受到限制。虛擬現(xiàn)實教學(xué)具有很強(qiáng)的仿真功能，可以模擬大量的技能訓(xùn)練環(huán)境，學(xué)習(xí)者在這樣的虛擬環(huán)境進(jìn)行技能訓(xùn)練可以獲得接近于真實環(huán)境的體會與感受。

三、虛擬現(xiàn)實教學(xué)的技術(shù)支撐

1.Web3D

Web3D是在互聯(lián)網(wǎng)上實現(xiàn)三維圖形技術(shù)的總稱，被視為Web技術(shù)與3D技術(shù)相結(jié)合的產(chǎn)物，實際上也是基于單機(jī)的3D圖形技術(shù)向互聯(lián)網(wǎng)的擴(kuò)展。Web3D所包含的技術(shù)各有所長，但是在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下一個共同的目標(biāo)是更高效的三維計算能力、更優(yōu)化的實時渲染引擎和更快的傳輸速度，這為虛擬現(xiàn)實教學(xué)的開發(fā)奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。

2.云計算

云計算是一種按需調(diào)用的虛擬化資源池，它將計算任務(wù)分布在資源池上，使各種應(yīng)用系統(tǒng)能根據(jù)需要獲得各種軟件服務(wù)、計算能力和存儲空間。云計算技術(shù)的應(yīng)用普及，可以為虛擬現(xiàn)實教學(xué)提供更加靈活、高效的實時運算和三維建模等服務(wù)。

3.移動互聯(lián)移動互聯(lián)

移動互聯(lián)移動互聯(lián)就是將移動通信和互聯(lián)網(wǎng)二者結(jié)合起來，個人智能終端或電腦可以借助移動通訊系統(tǒng)訪問互聯(lián)網(wǎng)。隨著終端設(shè)備智能化和處理能力的提高，在便攜式設(shè)備就能完成多媒體傳輸和3D圖形實時渲染，為虛擬現(xiàn)實教學(xué)的移動化提供了便利。

四、結(jié)語

隨著硬件技術(shù)的飛速進(jìn)步，終端的顯示技術(shù)發(fā)展迅猛，這為需要在顯示設(shè)備上進(jìn)行快速渲染的虛擬現(xiàn)實教學(xué)的推廣奠定了設(shè)備基礎(chǔ)。可以預(yù)見，具備良好情境性和沉浸性的虛擬現(xiàn)實教學(xué)將很快為學(xué)習(xí)者所廣泛接受，成為一種重要的學(xué)習(xí)工具，對這一技術(shù)我們還有很長的路要走，還需要更加深入地進(jìn)行研究。