| 标题 | “互联网+”下VR技术的实践教学分析 |
| 范文 | 姚振华 摘要：VR技术是当前发展较快的一种应用技术，通过仿真实现情景再现，在实践教学中也有着十分广泛的应用。随着我国互联网技术的发展，VR技术与互联网的结合已经成为大势所趋，“互联网+”模式下VR技术必将取得更进一步的发展。该文主要对互联网环境中VR技术的实践教学进行研究，介绍了VR技术的概念，并提供了互联网环境中VR技术的实践教学的可行性建议。 关键词：互联网+；VR技术；实践教学 中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）29-0205-02 VR技术在当前的实践教学中有着十分广泛的应用，也是学生和教师都比较青睐的一种技术，这种教学实践方式在全球范围内都得到了广泛认可。随着我国教育模式的改革，对于VR技术与实践教学的结合也逐渐重视起来。研究VR技术，并将其应用在实践教学中，对于VR技术的研究和实践教学的发展都有着十分重要的意义。 1 VR技术的概念和主要特征 1.1 VR技术的概念 VR技术也叫虚拟现实技术，在某些特定的场合中，也称之为灵境技术和幻真技术，它是通过将多种科技结合而形成的一种具有综合性的仿真技术。VR技术的设计与实现主要应用到以下几种技术：：计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等。其工作原理为：通过网络计算机设计出与真实环境相似度较高的视觉听觉等虚拟环境，通过将这种环境传输到三维设备中，实现对真实三维环境的模仿和体验。人可以在虚拟环境中获得与真实环境较为相似的体验。VR技术最主要的特点就是仿真性，其技术含量高，对环境模仿相似度高，因此在实际中具有较为广泛的应用领域，如军事、科技、航天、医药学等都应用VR技术，并促进了其快速发展[1]。 1.2 VR技术的特征 1） 感知性 所谓的感知性就是指VR技术可以通过对三维立体环境的再现，让体验者感受到与真实环境相似的视觉、听觉和嗅觉等，在感官的体验上获得较为丰富的感知。感知性主要通过环境再现来实现，感知性是VR技术的一个重要特征。 2） 交互性 交互性是指在VR环境中，体验者可以通过对计算机的操控，实现对VR环境中的设备的操作，操作过程与真实环境中的设备操作步骤是一致的。通过设定预期的操作结果，可以在VR环境中进行模拟，并通过对设備的实践应用来达到预期的目的，实现设备的交互操作。 3） 沉浸性 沉浸性是指体验着通过体验VR技术所创造的仿真环境，并分辨VR技术所创造的仿真环境和真实环境之间的区别，体验VR环境的优越性，身临其境感受VR技术所营造的氛围。沉浸性主要是针对体验者的个人感知而言的，由于VR技术所创造的环境与真实环境相仿，而体验者在潜意识力仍然意识到这是仿真而非真实环境，因此会集中体验VR环境的特点。 4） 客观性 客观性是指VR技术所营造的仿真环境与真实环境的相似度较大，仿真环境中的物品或者营造的氛围都按照现实中进行仿造，其仿造技术与现实大体相似，物品和设备的排列方式和运动方式也与现实大体吻合，其物体运动也符合现实中的物理定律，从客观角度对现实环境进行模仿。 5） 想象性 通过对VR环境进行体验，可以获得多种感知上的体验，并且通过对虚拟环境中的设备进行操作，获得所需要的信息，虚拟环境中也需要体验者进行逻辑思维和判断，并利用自身的知识和经验对物体的运动进行判断和思考，VR技术所营造的虚拟环境是以现实社会为基础，但是其具有本身的特色，也具有高度的凝练性[2]，需要体验者发挥想象，进行主动思考和探求。 2 互联网+VR技术与其在教学中应用现状分析 （1） 互联网+VR技术的发展现状 VR技术经过较长时间的发展，在我国的应用已经取得了一定的成果，并且应用在较多的领域中，对我国的社会和经济发展做出了巨大贡献。随着互联网技术的兴起，VR技术与互联网的结合成为一种必然，通过将计算机与VR设备连接在一起，能够更加真实地模仿现实环境，对细节处理更加到位，VR仿真技术更加完善。在互联网技术迅速发展的今天，其科技的改善也会带动VR技术的提高，将互联网的优势与VR的仿真性能结合起来，能够实现环境再现的功能。 从当前我国的互联网+VR技术的发展状况来看，整体上的发展成效是令人满意的，经过长期的实践和研究，计算机技术与VR技术实现了初步结合，在科研领域、航空领域、医学领域等都发挥着重大作用，这说明，互联网+VR技术在我国有着良好的应用前景。但是同时我们也应该看到，在互联网+VR的应用过程中，还存在很多需要改善的地方，我国的研究深度远远比不上西方发达国家，对于仿真技术的实验也需要进行进一步的完善。 （2） 互联网+VR技术在教学中应用现状分析 从当前的应用状况来看，互联网+VR技术在国内的实践教学正在迅速发展。我国的VR技术应用时间较晚，但是仍然取得了较为可观的发展成果。对我国互联网+VR技术的应用现状进行综合分析，可以发现其应用最为广泛的就是教学领域的虚拟仿真校园，这是互联网+VR技术引入到我国之后最先进行实验的领域。但是同时也存在着阻碍互联网+VR技术进行推广和应用的因素，如互联网+VR技术实现难度高，设备成本较高，对于一般的校园来说无力购买昂贵的设备。当前我国的社会主义经济取得了初步发展，需要大量的技术人才为经济社会的发展做出贡献，互联网+VR技术应用在实践教学中，能够大大提高学生的实践操作能力，是锻炼学生实际动手能力的一个重要方式，通过互联网+VR技术与课程学习结合起来，提高了学生对技能的掌握程度，提升了教育的整体水平。 3 互联网+VR技术在实践教学中的应用 互联网+VR技术应用在实践教学中，大大促进了实践教学的发展。其主要功能是为学生提供一个自由自主的环境，从传统的教学手段中创新出新型的教学方式，将知识技能通过三维技术手段进行生动展现，学生通过实践操作来加深对知识技能的理解和掌握。互联网+VR技术在实践教学中的应用范围十分广泛，本文主要从科技研究、虚拟实训基地和虚拟仿真校园三个方面进行介绍。 1） 科技研究 从当前的实践教学的情况来看，很多学校都在积极将这项技术应用在课程教学中，部分学校建立了专门用于互聯网+VR技术实验教学的实验室，将针对互联网+VR技术的研究成果在实践教学中进行推广，将科技转化为现实，如北京航空航天大学对此进行了实验，对分布式飞行模式进行了研究。部分实力较为雄厚的学校已经可以独立举办大型的项目建设。互联网+VR技术应用在科技研究中，大大方便了科研工作的开展，简化了不必要的程序，通过仿真技术对实验环境进行观察，减少了实验成本，并且可以预先看到实验的效果，确定实验是有效的再将其应用到实践中。 2） 虚拟学习环境 虚拟学习环境可以对真实环境进行模仿，为学生提供一个与真实环境相差不远的三维环境，如建造人体模型、电脑太空旅行、化合物分子结构显示等，将虚拟环境的设计和科目研究结合起来，巩固已经学到的知识，掌握还未掌握的技能。通过亲身实践能够加深印象，比单纯进行课程听讲或者习题练习更加有效，被动地接受和主动的探求之间有着巨大的差别。互联网+VR技术可以利用计算机技术，建立起逼真的三维仿真环境，如地理实验室、化学实验室、物理实验室等。互联网+VR技术所营造的三维立体实验室环境比传统的实验室具有以下几点优势： 第一，减少资金投入，节约成本。传统的实验室的建设需要大量的资金，实验室的建设和实验器材的购买等需要学校有强大的资金实力作为后盾，甚至有些先进的实验室并不是每个学校都能建设起的。通过互联网+VR技术，只要有计算机和少量的VR设备，就能模拟真实的立体环境，不用建设实验室也可以完成实验，保证实验效果与真实的实验一致。这在确保实验质量的基础上，大大减少了建设的资金投入。 第二，降低风险。在实验室内做实验可能由于各种原因会导致发生意外和危险，但是利用互联网+VR技术可以有效避免这个缺陷。利用互联网+VR技术营造仿真环境，学生可以放心做实验，而不用担心由于操作失误导致的人身伤害。 第三，突破时间和空间的限制，极大地增强了实验的自由性。互联网+VR技术可以营造时间和空间跨度较大的仿真环境，如天体的运行，或者离子微子的运行，都可以通过互联网+VR技术进行实验和观察。某些化学反应时间较长，需要几年甚至几十年才能观察到其变化，利用互联网+VR技术可以在计算机上观察其反应过程，将其浓缩在短时间内进行展示，使得学生能充分观察其变化特点，方便进行实验和学习。这是传统的实验室无法实现的。 3） 虚拟实训场地 互联网+VR技术建立的实训场地是虚拟性质的，其中的设备和构成都由计算机进行生成，可以按照实训的要求添加或者减少设备。随着教学内容的改变和教学方式的完善，虚拟实训场地的配备也可以进行随时改变。互联网+VR技术可以为实训提供一个具有交互特性的环境，学生可以选择一个适合自己的角色进行扮演，全身心地进行实训，提高自己对技能的掌握能力[3]。很多技能的训练都可以通过互联网+VR技术的形式进行，如野外生存能力、手术环境、运动技巧、汽车驾驶技能等，互联网+VR技术营造的实训不存在操作失误所带来的危害，因此学生可以放心大胆进行实训，反复实训和揣摩，加深对技能的研究，掌握其关键和要点。虚拟实训场地是通过计算机技术来实现的，因此可以根据学生需求和教师的教学进度进行合理安排，不受时间的约束。虚拟实训场地与虚拟学习环境一样，可以在减少资金投入的情况下保证实训效率，达到预期的实训目标，这也是传统的实训场所不具备的优点。 4） 虚拟仿真校园 虚拟仿真校园是互联网+VR技术的一个重要应用方面，我国政府对互联网+VR技术在虚拟仿真校园中的应用十分重视，教育部出台的相关文件中，不止一次强调加强对虚拟校园的建设。虚拟校园是互联网+VR技术在实践教学中应用的一个重要方面，按照层次的不同，可以将互联网+VR技术在虚拟校园中的应用划分为三个方面：第一，简化的虚拟，主要对校园的主要组成部分进行虚拟，对于校园内的细节则予以忽略。第二，整体虚拟，主要对校园环境及其构成进行虚拟，通过整体展示可以了解校园的大体构成以及部分细节。第三，远程教育虚拟，不仅对学校的构成和全部细节进行展示，还可以为浏览者提供招生和教育方面的政策指导，配备有电子教学终端，在虚拟远程教育中可以查看学校的课程目录，登陆学校官方网站，并且可以进行开放性的、长期的远程课程学习，在知识和新技能方面进行提高，为浏览者提供更多的价值成长空间[4]。 4 结束语 通过上文的论述可以发现，互联网+VR技术在实践教学中的应用范围十分广泛，科技手段先进，适用领域多，将互联网+VR技术与实践教学结合起来是科技和教育发展的一个趋势。我们应该看到互联网+VR技术在实践教学中起到的重大作用，积极做好推广工作，并加深对其的科技研究，使得互联网+VR技术能够为教育行业服务，促进实践教学的快速发展。 参考文献： [1] 郭勇陈，贾佳丽，王皎琳，等. VR技术在高校经管类实验教学中的应用研究[J]. 实验室科学，2016，19（02）：70-75. [2] 张佳，黎敏谦，李振杰，等. VR技术在实战化教学中的应用研究[J]. 电脑知识与技术，2016，12（12）：172-174. [3] 许红云. VR技术在虚拟旅游的应用研究[J]. 电脑与电信，2016（07）：36-38. [4] 陈丽霞，范士勇，刘鑫. 虚拟仿真技术在现代通信网实验教学中的应用[J]. 实验技术与管理，2015，32（04）：133-135. |
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