运用VR技术进行探究式教学
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摘 要：近几年新兴教学模式层出不穷，通过虚拟现实技术教育模式，学生可与虚拟对象进行互动，获得在真实世界中无法亲身经历的体验，以达到寓教于乐的效果。目前，全国各地的中小学、科技馆、博物馆、美术馆纷纷引入VR技术，增添的科技元素，更有利于知识的渗透，满足学生们多元化的科普需求。这篇文章对VR的教学环境、定义以及VR用于教育的优缺点进行了分析。
关键词：虚拟现实技术;VR;教育研究;互联网
一、概述
近几年新兴的教育方式络绎不绝，VR教育成为了人们讨论的热点，教育的发展模式从传统教学（五段教学法：组织教学、复习旧课、讲解新课、巩固新课、布置作业）到视听教学（运用多种媒体，充分发挥视听器官的功能有目的地传递教育信息以实现优化教育），再到多媒体教学、实验操作教学（运用多种媒体的同时借助预先制作的多媒体教学软件开展教学活动），新孕育的VR技术正在渗入到教育领域。自2016年VR元年到现在，从VR早教到VR人才培训，VR教育行业网站到VR教室产品的研发，众多VR产品涌入大众视野。查阅资料可知在VR教育领域发展较为领先，且产业链方向发展做的较好的有以下几家公司：
携手暴风魔镜发布全国首个VR人才培养高等教育解决方案及VR课程制作标准;
可以看出国内VR教育主要投入在虚拟现实教育的学习资源、虚拟现实理念研究和虚拟校园仿真环境的构建。[1]那么如何VR是如何运用于教育中的呢？用VR进行学习的优势是什么？VR的发展前景在哪里？
二、VR的概念
到目前为止，虚拟现实技术（VR）在学术界还没有一个统一的概念，经过文献收集笔者找到三种观点，我们选取其中一种符合本篇文章立意的观点进行描述。从数字环境视角来看，赵沁平认为虚拟现实是在一定范围与真实环境下在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境中，用户借助一定的装备与数字化环境中的对象进行交互，从而产生对应真实环境的直观感受和体验。[2]
我们知道，在教育领域里，VR能做的就是成为让知识变成体验的一种“工具”，这和VR自身的特征密切相关。Burdea G和Philippe Coiffet在1994年提出了想象性（Imagination）、交互性（Interaction）和沉浸性（Immersion）等三个虚拟现实的基本特征。[3]想象性是指虚拟现实技术可以呈现更为立体的世界，消除时间与空间对人造成的认知阻断，为学生提供生动、逼真的环境。交互性是指在机器构建的虚拟环境中，我们利用诸如VR眼镜VR教室等电子设备与虚拟世界进行对话交流，给人一种处于真实世界的错觉。沉浸性同样利用计算机建立多维图像，我们处于建立的虚拟环境中，就像在真实世界中一样，感观触感均给人真实的感觉，不禁疑惑是现实世界还是虚拟世界。再加上兴趣的激发和穿戴设备的限制让他们注意力高度集中，学习效率也会提高。
综上可知，VR不需要你去研究探索，它需要你身临其境的感知，身体细胞具有记忆功能，你体验过后的时间里，再次体验，身体机能会告诉你，这个我做过！因为，人类的空间记忆能力是天生的，你主观的觉得你没有记住，但是潜意识里，它已经给你留下了印记！
三、VR环境研究
建构主义理论认为知识不是通过教师教授获得的，而是学习者在与现实生活或真实情境相似的情境下去主动的建构知识，虚拟现实技术为学习者建构了全新的学习环境。[4]在虚拟现实学习环境的支持下教育思想、教学案例、学习内容、学习方法都植入其中，师生通过虚拟现实的设备和平台在学习环境中交互，进而构成教与学的过程，学生自然而然的沉浸于学习中。
VR教学课堂适合难以理解的知识点的讲解。比如：星际运动、黑洞理论、人体机能等;运用虚拟现实技术，采用视频、小活动制作、教具展示的方法，可以讓我们更好的理解抽象概念这。通过VR教学，我们的研究可以从地球表面开拓出去，研究外太空、太阳系、宇宙等，也可以研究分子、夸克、核聚变等，小到分子、原子之间的反应，大到行星、星系的运动，慢到万物生长的过程，快到威力碰撞的瞬间，都可以实现。
VR技术还有一个好处是教具可以循环使用，减少资源浪费，让降低资源成本;以及在实验室常有实验安全性的要求，在虚拟环境中，这一点困惑可以从源头得到解决！
四、VR学习面临的挑战及其自身的缺点
VR的便利之处毋庸置疑，但是事事都有双刃剑，“VR+教育”要发展的更加长远，仍有三个困难需要解决：类似于晕车一样，佩戴VR硬件会产生眩晕、重影、仿真度太低的问题，其带来的不舒适感影响体验;当前存在的教育软件多和游戏挂钩，不符合教育本身的理念，提高展示内容质量的同时减小资源成本也需注意;我们目前存在的VR操作系统不完善、不成熟、不成套、无法做到全国推广，需要更加优秀的团队开发出适用的操作软件。
五、总结与展望
提到VR教育，现在的需求很大，且主要通过机构来切入，比如学校、培训班甚至公司。学校实验室可以做到部分内容体验，大量的VR方案刚性需要，供不应求;培训机构在涉及到操控、设计和画图方面的需求量也非常大;公司多利用VR方法培训员工。未来有关教学方面的内容，会介入到互联网中，当每个人的家里都有一台可以联网的VR头盔，那么他想去哈佛上课就可以通过VR设备身临其境。所以单从体验的角度来看，未来VR对教育行业是颠覆性的，但是我们也要正视一个事实，现实和科技是有距离的，继续在VR教育的体验、性价比、获得知识的多维度性上更全面的发展，有利于推动互联网在教育领域的技术革命更加成熟。
参考文献：
[1]黄奕宇.虚拟现实（VR）教育应用研究综述[J].中国教育信息化，2018（01）：11-16.
[2]赵沁平.虚拟现实技术[J].信息科学，2009（1）：2-46.
[3]Burdea G，Coiffet P.Virtual reality technology，second edition[M].New York：John Wiley & Sons，2003：3-4.
[4]王永锋，何克抗.建构主义学习环境的国际前沿研究述评[J].中国电化教育，2010（3）：8-15.
作者简介：杨雪，浙江大学教育学院硕士，研究方向：基于学校和场馆的科学与技术教育。
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