虚拟现实教育运用探究

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1、虚拟现实教育运用探究作者：徐辉马秀峰单位：曲阜师范大学信息技术与传播学院虚拟现实提出于上个世纪60年代，但只是在近10年来随着计算机技术的快速发展，才在越来越多的领域得以推广应用.目前在发达国家中，虚拟现实技术在教育领域已得到广泛的应用•美国国立医学图书馆(NLM),德国的汉诺威大学,西班牙大学，新加坡国立大学等相继建立虚拟实验室.1995年，在Internet±就已经出现了“虚拟青蛙解剖”的虚拟试验.我国虚拟现实技术在教育领域的应用主要侧重在科学研究、虚拟试验的开发以及虚拟校园的开发方面•与一些

2、发达国家相比，我国虚拟现实教育应用的规模还有一定的差距,但是已经引起政府有关部门和科学家的高度重视•九五计划、国家自然科学基金会、国家高技术发展计划等都把虚拟现实技术列入了研究项目.1虚拟现实技术概述关于虚拟现实技术目前较为普遍的定义如下：虚拟现实是指借助一系列交互设备构造的用以体验或感知虚拟境界的一种计算机软硬件环境，用户使用这些高级设备以自然的技能向计算机发送各种指令，并得到环境对用户视觉、听觉、触觉等多种感觉信息的实时反馈.伯第亚在《虚拟现实系统和它的应用》一文中提出“虚拟现实三角形”来说明

3、虚拟现实的特征，指出了虚拟现实技术的三个要素，也就是它特征的三个方面：沉浸、交互、构想•沉浸是从用户的角度说，用户有种身临其境的感觉；交互是从人和机器的交流来说，虚拟现实技术有很强的交互性;构想是指它能使用户感知新的知识和体验新的发现•虚拟现实技术应用广泛，它在教育领域的应用更是发展迅速,笔者认为虚拟现实技术的教育应用的内涵是:虚拟现实技术使学习主体参与知识的建构、信息的加工、情境的构造，并且最优化了教育教学的环境和手段,同时提供了多元化的认知工具，促进了学习主体的学习.2虚拟现实技术教育应用的优

4、势2.1虚拟现实技术的三大特征在教育领域应用中体现出了优势沉浸和实时交互性是虚拟现实的实质性特征,这种交互性，要比文字，模型或效果图更形象、完整和生动•虚拟现实技术在教学中的应用是教育技术发展的一个飞跃，它营造了特殊的自主学习环境，由传统的“以教促学”的学习方式代之为学习者通过与信息环境的交互以获取知识、技能的学习方式•虚拟学习环境为学生提供广泛的科目领域里的无限的虚拟体验.学习知识的过程变化多端，亲身的体验使学生印象深刻，主动地交互增加了学生的兴趣•虚拟现实的三大特征使学生能动性提高，容易投入到

5、学习环境中去，并且培养了学生自主探索问题的能力和创新能力.2.2虚拟现实技术的应用有利于促进学习主体心理上的愉悦和放松基于虚拟现实技术的数字虚拟艺术带来了学习主体在心理体验上的泛化，带来了学习主体的心理上的愉悦和自我满足,增加了学生学习的信心和动力•在一些虚拟系统，如虚拟校园，虚拟世界以及一些虚拟游戏中，基于它们的数字虚拟艺术带给学习主体的体验已经扩张到人类所有精神领域和意识领域，甚至是单纯的学习主体的自我发泄体验.这对学习主体是一种精神压力的释放•这种体验不强求深层的精神愉悦和灵魂净化，它不再追

6、求传统的意境悠远和耐人寻味，而是关注当下身体的快活反应.2.3虚拟现实技术使得学习者能自我感知对知识的构建与虚拟环境的零距离的接触使得学习者能以第一人称的方式参与知识的建构，通过它我们能感知知识的建构.马克波斯特说：“在电子媒介的交流中，主体如今是在漂浮着，悬置于客体的种种不同位置之间，不同的构型使主体随着偶然情境的不定而相应地被一再地重新构建”•虚拟现实教育应用的最重要的一点就是提供给教育领域一面镜子来观察和分析我们如何感知和建构知识.2.4虚拟现实技术可以虚拟现实中存在或者不存在的环境和角色，

7、物体等虚拟现实技术的教育应用发展了课堂教学,弥补了教学中的不足•这一点的明显应用就是虚拟试验，对于那些对条件要求高，在现实中做不了的实验，或者是危险性高的试验，就可以采用虚拟实验的方式.同时虚拟试验拥有传统试验难以比拟的优势节省成本.3虚拟现实技术在教育应用中存在的问题3.1技术上的问题技术上的问题主要有：虚拟现实技术的软件开发环境和语言上没有统一的标准，三维建模软件使用十分复杂并且它们对运行的计算机的性能要求也是很高.同时，在IE上浏览3D文件，依然需要插件的支持,VRML文件体积太大，不适合国

8、内的网络现状.3.2虚拟现实系统设计以及应用的问题3.2.1系统中导航设计的问题当用户在使用虚拟现实技术开发的教育软件的时候,往往很难想去哪里就去哪里，很容易迷失方向，不知道怎样到达一个特定的位置或角度.既然这种教育环境面对的是大多数普通用户，那么运动和认知空间就应该设置得比较简单，虽然虚拟环境可以给用户提供身临其境的感觉，但是一些教育虚拟环境通过交互界面给用户提供的选择很难被理解和使用.3.2.2系统功能单一的问题以目前高校开发的大部分的虚拟校园为例，由于缺乏较全面的考虑，大胆的