教育学虚拟现实技术教学应用研究综述.docx

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1、虚拟现实技术教学应用研究综述【摘要】虚拟现实技术的出现，为现代教学工作提供了一种新的思路，能够对教学内容中的许多抽象概念及原理进行虚拟化展示，文章通过查阅相关文献，梳理了虚拟现实技术的内涵和三个特征；归纳总结了虚拟现实技术在教学中的应用；分析了虚拟现实技术在教学应用中存在的一些问题和发展趋势，表明虚拟现实技术教育应用需要朝向更为现代化教育方向发展。【关键词】虚拟现实技术；教育教学；应用一、前言2017年1月，国务院发布国家教育事业发展十三五规划，支持各级各类学校建设智慧校园，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式。国家中长期教育改革和发展规划纲要(20102023

2、年)明确要求强化信息技术应用，提高教师应用信息技术水平，更新教学观念，改进教学方法，提高教学效果；鼓励学生利用信息手段主动学习、自主学习，增强运用信息技术分析解决问题能力。而虚拟现实能全面调动同学们的学习兴趣，符合该纲要所要求的主动学习，自主学习及创新教育思想、教育模式和教育方法的要求。二、虚拟现实技术概述(一)虚拟现实技术内涵虚拟现实(VR)技术是20世纪90年代以来兴起的一种新型信息技术，是一种将仿真技术、计算机技术以及传感技术进行结合应用的新兴技术。它利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术，计算机会依据人体感官，将人类的视觉、触觉和听觉进行一体化融合，构建一种具有沉浸式的

3、虚拟化交互环境，使用者只要戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备，或利用键盘、鼠标等输入设备，便可以进入虚拟空间，成为虚拟环境的一员，进行实时交互，感知和操作虚拟世界中的各种对象，从而获得身临其境的感受和体会。(二)虚拟现实技术的特征对于虚拟现实而言，其具有三大主要特性，分别是沉浸性(ImmerSiOn)、交互性(InteraCtiOn)和想象性(Imagination)18101 .沉浸性沉浸性通过技术模拟各种场景，让参与者有身临其境的感觉，在此过程中对人的各种感觉系统予以调动模拟，对情境中发生的事件予以感受。一般通过视觉感知头盔、触觉手套等装备，对相应内容予以感触。借助刺激的多方位性，操作人员

4、可以对场景中的任何情境予以感知，使其犹如在真实场景中。2 .交互性交互性是指操作人员借助计算机等交互性媒体，在相对近似真实环境中的感觉或感知，让使用者获得一定的适用性。它是受这种近似真实环境的多元信息影响，并形成交互，然后交给大数据，再行技术处理，该系统会对所采集的相关信息在第一时间内给予相应的反馈，让使用者对所创设的各个虚拟环境对象进行感知，对虚拟环境中的物体进行实时的操控。比如，身体部位有位移，系统就会经过精确计算，将因位置偏差导致的数据改变情况反馈到操作者的头盔显示器中。这种技术的交互性主要是尽可能地向操作人员提供真实的场景，以实现更好的体验效果。3 .想象性丰富的想象空间是虚拟现实技术

5、的基础所在，虽然场景中不管是物还是人，都是从现实场景中模拟进入的，但是现实中难以出现的情境可以通过想象力的充分发挥，在虚拟情境中再现。操作人员在应用虚拟现实技术时，可以充分发挥自身想象力，通过系统中各种信息的全面感知，灵活掌握相关技能、知识。三、虚拟现实技术在教学中的应用随着科学技术的不断提升和进步，虚拟现实技术也通过自身优势，在教育教学中得到了越来越广泛的应用，发挥了重要的教学效果和作用。1 .虚拟的知识学习系统虚拟的知识学习系统是指学生利用虚拟现实系统学习各种知识。它的应用有两个方面:一是在教师的教学素材里能够再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动逼真的、感性的

6、虚拟学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。二是可以使抽象的概念和理论直观化、形象化，从而方便学生对抽象概念的理解。2 .虚拟实验室。利用虚拟现实技术，可以建立多种虚拟实验室，例如，建立虚拟的地理、物理、化学及生物实验室、虚拟演播厅等，在这些虚拟实验室里，可以打破传统教学中时间、空间等限制因素，学生只要具有相应的虚拟设备就可以随时随地进行训练。对于一些具有较高安全隐患的实验，还可以通过虚拟实验室进行操作，降低安全风险3 .虚拟图书馆虚拟图书馆是在全息摄影技术、三维建模技术的作用下，将实体图书馆中的书桌、书架、报刊、书籍等在软件和硬件的作用下进行整合，借助高清扫描仪对书籍报刊进行扫描，学习者在虚

7、拟图书馆中通过移动鼠标就可以任意浏览学校图书馆的资源，身临其境地开展学习活动。4 .虚拟技能培训虚拟现实的沉浸性和交互性，非常有利于学生的技能训练，利用虚拟现实技术建立起来的虚拟培训，“设备”、“部件多是虚拟的，对此教师可以根据需要随时生成和更新教学内容，使实践训练内容及时跟上技术的发展。5.虚拟网络教育平台随着语音、视频等数据信息网络技术的兴起以及互联网技术的不断普及,远程教学平台蓬勃发展，虚拟网络教育平台的优势逐渐突出。例如，学生可以通过网络这个虚拟平合身临其境地做实验，与异地同学通过网络进行合作,利用虚拟人物形象来进行课程的教学等。6 .虚拟校园用虚拟现实技术构建一个虚拟学校在虚拟的学校

8、场景中，学习者可以扮演一个虚拟学生的角色。学习者可以在虚拟的校园里行走并和其他虚拟学习者进行交谈。在虚拨技术构建的校园环境里进行学习，比起传统的网络教学采用的文字或图片往往具有更多的参与感和认同感，学习者也更容易投入到学习情境中巴四、虚拟现实技术教育应用存在的问题21世纪以来，传统的教育理念发生改变，我国不断创新，积极运用互联网、大数据、人工智能、虚拟现实等技术开展教育改革，完善现阶段的发展模式，创新现有理念，为学生营造全新的教育环境，提升教育质量。但虚拟现实技术在发展和应用过程中，还存在一些问题。1 .硬件功能相对滞后我国受硬件技术因素制约，不能很好实现双眼分辨清晰率，图像像素版块化严重、创

9、设的场景既简单，又缺少丰富的互动性，致使虚拟现实技术难以发挥更好教学助力作用。2 .现有VR技术创新不足VR技术作为一种新技术已被广泛应用在各个行业中，促进了相关行业的全面发展。现阶段，VR技术在教学中的应用主要体现在VR视频、VR语音等方面。但是，现阶段VR资源内容的标准不统一，相关内容与技术创新性不足，造成资源质量不高，因此需要不断完善并创新VR技术，加强VR技术与教育的融合，不断满足教育的发展需求。3 .教学评价与教学监控不足现阶段VR技术在教学应用中还存在明显的问题，部分教学评价与教学监控不足，缺乏系统性管理，教师难以根据实际情况进行教学进程监控，造成整体教学弱化，影响教学效果。例如，

10、现有的“微视酷”软件在应用过程中虽然可以根据实际情况开展教学活动，但其教学监控不足，造成相关数据信息反馈不够，影响教师对学生学习情况的判断。因此，应积极开发相关评估工具，加强整体监控，做好监测评估，促使学生高效开展学习。五、虚拟现实技术教育应用发展展望现代教学利用虚拟现实技术，还没有完全实现人民的预期，需要提高应用能力，我国各级各类学校应用虚拟现实技术教学的比例偏低，不能发挥虚拟现实技术在教学中的最大效用。因此，虚拟现实技术在教学中的应用，需要朝向更为现代化教育方向发展叫1 .注重有机结合，确保资源的实用性充分运用VR、大数据等新一代信息技术，确保资源与最新技术的有机结合，让资源可广泛应用于各

11、类教学设备，一定程度上能领先于其他传统教育教学辅助手段。2 .推动人机交互，促进群体的协助性教育部教育信息化2.O行动计划中强调了人机交互和群体协助。VR中的双向交流模式将知识性、趣味性和自主性相结合，教师的教学将更加充分全面地考虑学生的认识规律，促进其在新技术的体验中更好地实现自主学习和群体协助，提升合作能力与意识。3 .用好新技术，实现VR价值的最大化VR不仅仅是技术，更是资源的集合体。通过新技术的使用、研究和新资源的开发、创作，新技术、新设备最终成为能可持续服务于全学科、全体学生的有效手段。六、总结虚拟现实技术在全面提升学校课程质量，服务于全课程、服务于全体学生方面有相当大的研究价值和可

12、操作空间，基于虚拟现实技术的教学，不仅有利于构建一种全新的、多变的教学环境和教学手段，认真研究和探索虚拟现实技术的实现途径和应用方法，以此为基础更好地开展教学活动，不断提高教学效果。而且能为学习者提供了一种可以进行交互的、直观的、自主探索的学习环境和学习方法，进而可以激发学生的学习积极性、提高教学质量。教师要积极做好虚拟现实技术在教学的应用。参考文献1樊月辉.虚拟现实技术在教育中的应用研究J.黑龙江科学，2023,12(19):98-99.2康志淼.虚拟现实技术在职业教育中的应用现状与趋势分析J.内江科技，2023,42(08):29-30.3李亮，朱津津，祝凌宇.虚拟现实与移动增强现实复合性

13、教学环境设计U1中国电化教育，2019(05):98-105.4林涌波.教育信息化2.0时代的人工智能虚拟现实技术融合教学应用实践研究J1无线互联科技，2023,18(14):118-120.5师白珂.浅淡虚拟现实技术在教学中的应用U1电脑知识与技术,2023,17(18):153-154+157.DOI:10.14004/ki.ckt.2023.1700.6孙薪妞,王明兴.虚拟现实技术在思政课教学中的应用研究综述J.计算机产品与流通,2023(10):36+124.7史志国，田秋艳，艾婷.基于虚拟现实技术的教学应用研究U1现代教育科学，2008(S1):127.8魏宝臣,韩娟娟.虚拟现实技术

14、在教学中的应用研究U1无线互联科技,2023,17(14):84-85.9吴佳蔚.虚拟现实教育应用研究综述J1黑龙江科学，2023,12(19):136-137.10王康.虚拟现实技术在教学中的应用模式探索J.教育现代化，2019,6(94):150-151+158.1X)1:10.16541/ki.2095-8420.2019.94.059.11薛如冰.虚实结合一一虚拟现实技术在动画设计教学中的探索与应用J.美术教育研究,2023(01):139-141.12余诗曼，许奕玲，麦筹璋，李诗霖.虚拟现实技术的应用现状及发展研究J.大众标准化，2023(21):35-37.13赵蕊，陈东平，初庆钊

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