VR教育虚拟现实技术应用的价值

传统教学对于现在的学生来说有很多弊端，经常有家长和老师都反应，某个同学上课开小差，甚至直接逃课……这些都是厌学的症状。现代技术发展的今天，电子科技已经蔓延到千家万户，对于现在学生来说，传统的粉笔黑板教学已经吸引不住学生的眼球，为此选择VR虚拟技术，进行教学是很有必要的。可以说现在VR虚拟现实解决方案，颠覆了传统教学理念。虚拟现实教育解决方案系统是融合了VR技术和3D投影技术优势的可交互演示教学方案。VR与3D投影两项技术超大、超清、形色逼真的特性完美结合，营造沉浸感，集中注意力，很容易开展情境式教学，激发学生学习兴趣，提高学习效率。

目录

一、VR教育虚拟现实方案介绍

二、VR教育虚拟现实方案优点

三、VR教育虚拟现实开发的价值

四、VR教育虚拟现实关键技术

五、VR教育虚拟现实方案功能

六、VR教育虚拟现实的应用

七、VR教育虚拟现实发展前景

正文

一、VR教育虚拟现实方案介绍

VR教育虚拟现实以仿真性、开放性、超时空性、可操作性等优势，在全国各大院校深入开展仿真实训示范基地建设、学术研究、开发优质教学资源以及普及推广虚拟仿真技术与人才培养等方面发挥了重要作用。虚拟现实技术是一门快速崛起的新型技术。它的出现对教育产生了深远的影响,改变了以往一些教学观念和教学模式,构成了对某些传统教学模式现实性的否定和解构。虚拟现实技术呈现出教育技术发展的无限可能性,冲破了传统教学模式中的狭隘性,开拓了现行教学手段的发展空间,从而确立了非现实性的合理性、超越性、创新性,为教学的创新提供了新的空间。虚拟现实技术能够提供视觉、听觉、触觉等多种信息,参与者以自然的方式与虚拟环境进行交互作用,能够身临其境地参与到虚拟环境事件的发展变化过程,从而获得最大的控制和操作整个事件的自由度。这种多维度的交互式信息环境,将为参与者以最直观、最有效的方式掌握一门新知识和新技能提供前所未有的新途径。

　　二、VR教育虚拟现实方案优点

虚拟现实技术应用于教学过程后，可以促使教学手段向科学化、高效益方向发展，并且可以充分调动学生的学习积极性，变被动学习为主动学习，从而提高了学习效果，为教学注入新的活力。例如一些抽象概念和理论单纯靠教师的语言描绘和肢体动作难以描述清楚，而虚拟现实技术具有动画虚拟现实的能力，能够将抽象概念原理、实验过程生动地表现出来，帮助学生把握概念原理的实质。

1、开放性

虚拟现实技术创造的虚拟教学环境有可能给学生在任何地点任何时间里广泛地提供各种教学的场所。

2、超时空性

虚拟现实技术能够将过去世界、现在世界、未来世界、微观世界、宏观世界、宇观世界、客观世界、主观世界、幻想世界等拥有的物体和发生的事件单独呈现或进行有机组合，并可随时随地提供给学生进行实训。

3、可操作性

学生可通过使用专门设备，用人类的自然技能实现对虚拟环境无论它模拟的是真实环境还是想象环境、的物体或事件进行操作，就象在现实环境里一样。譬如，学声能抓取虚拟环境中的物体，并让它随手的移动而移动等。

4、针对性

虚拟现实技术可以按每个学生的基础和能力虚拟出不同的教学、实验环境，从而对应性地开展个别化的教学。    

　　三、VR教育虚拟现实开发的价值

VR技术的应用领域已经越来越广泛，这种技术成为了时代的新宠儿，在教育领域也开始发挥重要作用，促使着教学手段的快速更新，无论是对于学生还是老师来说，VR教学都具有很大的帮助，同时VR教学在有限的空间提供了无限的可能。

1、它将传统教育模式进行分解，引领着教育研究者们进入一个可重构教学的教学模式，冲破了传统教学的束缚，开拓了教学手段的新空间，确立了非现实性的合理化、超越与创新的新平台、新空间。

2、VR教学将崭新的教学模式树立在教师眼前，使课堂多元化，提升了教学质量与教学手段。

3、VR教学方式拓展了学生的眼界，突破了认识空间的有限性，丰富了学生的感知世界。

4、VR教学加快了教育信息化的研究与探索，促进了教学的改革与发展，也提高了教学的质量。

5、VR教学将学习网络与学习主体相结合，将不同的学习者建立集中在同一个学习网内，有利于学生性格的开放以及人际关系的融洽处理。VR教学手段是高科技发展的一个重要现象，将信息化完整的应用于教学，创造出高水平，高收益的教学模式与学习方式，大大丰富了教育界的研究成果。

　　四、VR教育虚拟现实关键技术

虚拟现实技术能将能将三维空间的事物清楚的表达出来，能使学习者直接、自然地与虚拟环境中的各种对象进行交互作用。并通过多种形式参与到事件的发展变化过程中去，从而获得最大的控制和操作整个环境的自由度。

1、动态环境建模技术

虚拟环境的建立是VR系统的核心内容，目的就是获取实际环境的三维数据，并根据应用的需要建立相应的虚拟环境模型。

2、实时三维图形生成技术

三维图形的生成技术已经较为成熟，那么关键就是“实时”生成。为保证实时，至少保证图形的刷新频率不低于15帧/秒，最好高于30帧/秒。

3、立体显示和传感器技术

虚拟现实的交互能力依赖于立体显示和传感器技术的发展，现有的设备不能满足需要，力学和触觉传感装置的研究也有待进一步深入，虚拟现实设备的跟踪精度和跟踪范围也有待提高。

4、应用系统开发工具

虚拟现实应用的关键是寻找合适的场合和对象，选择适当的应用对象可以大幅度提高生产效率，减轻劳动强度，提高产品质量。想要达到这一目的，则需要研究虚拟现实的开发工具。

5、系统集成技术

由于VR系统中包括大量的感知信息和模型，因此系统集成技术起着至关重要的作用，集成技术包括信息的同步技术、模型的标定技术、数据转换技术、数据管理模型、识别与合成技术等。

　　五、VR教育虚拟现实方案功能

拟现实技术以仿真性、开放性、超时空性、可操作性等优势，在全国各大院校深入开展仿真实训示范基地建设、学术研究、开发优质教学资源以及普及推广虚拟仿真技术与人才培养等方面发挥了重要作用。

1、切身感受知识

亲身体验的感受永远要比平面感受的效果更好。在现实生活中，由于种种因素的影响，我们只能通过图文来了解知识。而VR技术的引进，则可以真正带给学生切身的感受。让孩子切身感受到知识，更好的了解知识。

2、提升趣味性

游戏式学习一直是被认为最有效的学习方法之一。教育工作者把游戏当做一种日常活动。虚拟现实游戏能够大幅提升课堂的趣味性和参与度。学生会沉浸在游戏世界中，这些对于他们而言是“真实的环境”，同时游戏场景也是公平的，在虚拟环境中，可以完成许多现实生活无法做到的事情，而且这样的体验会让人更加难忘。

3、更有学习动力

过去激烈学生的方式可能只有口头或者一些实物奖励而言，而VR+教育app则可向学生提供新的奖励方式。比如说，在家旅个游或者一起玩一个刺激的游戏等。

　　六、VR教育虚拟现实的应用

我国目前的教学模式主要是以老师为中心,这种模式的优点是有利于教师主导作用的发挥，便于教师组织、监控整个教学活动进程。但是也正是由于教师主宰课堂，使我国绝大多数学生逐渐养成一种不爱问“为什么”、不想问“为什么”、不知道问“为什么”的习惯，普遍缺乏学习的积极性、创新思维和创新能力。

1、虚拟学习环境

虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，在广泛的科目领域提供无限的虚拟体验，从而加速和巩固学生学习知识的过程。亲身去经历、亲身去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的灌输，有本质的差别。

2、虚拟实验室

利用虚拟现实技术，可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室等等，它拥有传统实验室难以比拟的优势：

1)节省成本。通常我们由于设备、场地、经费等硬件的限制，许多实验都无法进行。而利用虚拟现实技术，学生足不出户便可以做各种实验，获得与真实实验一样的体会。在保证教学效果的前提下，极大的节省了成本。

2)规避风险。真实实验或操作往往会带来各种危险，利用虚拟现实技术进行虚拟实验，学生在虚拟实验环境中，可以放心地去做各种危险的实验。例如：虚拟的飞机驾驶教学系统，可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故。

3)打破空间、时间的限制。利用虚拟现实技术，可以彻底打破时间与空间的限制。大到宇宙天体，小至原子粒子，学生都可以进入这些物体的内部进行观察。一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过虚拟现实技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。

美国一个“虚拟物理实验室”系统的设计就使得学生可以 通过亲身实践：做、看、听来学习的方式成为可能。使用该系统，学生们可以很容易的演示和控制物体的形变与非形变碰撞、调整摩擦系数等物理现象;可以停止时间的推移，以便仔细观察物体的运动轨迹随时间的变化过程;还可以通过使用交互式数据手套做万有引力定律等各种实验，从而较深刻地理解物理概念和定律。

3、虚拟实训基地

利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训基地，其“设备”与“部件”多是虚拟的，可以根据随时生成新的设备。教学内容可以不断更新，使实践训练及时跟上技术的发展。同时，虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。包括军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等各种职业技能的训练，由于虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。    

　　七、VR教育虚拟现实发展前景

戴上VR眼镜，就可以进入虚拟现实的空间里，想去哪儿分秒间抵达，虚拟与现实只在一镜之间，这仿若科幻电影中才有的高科技，随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。VR与教育结合起来，将会使虚拟现实技术在教育中发挥更大的作用。虚拟现实技术能有效地创设建构主义学习环境，使学习者可以在其中进行自由探索和自主学习，激发学生的学习积极性，帮助学生建构当前所学知识。虽然它并不能完全取代真实的传统教学，但是虚拟现实技术这个领域的技术潜力是巨大的，应用前景也很广阔。随着虚拟现实技术取得的长足进展，它必将对教学产生更加深刻的影响。