虚拟现实(VR)在教育中的应用

数字社区tougao2@75NOV 2017 NO.21虚拟现实（VR）在动漫教学中的应用李艳鹏 钟军凯 济宁职业技术学院艺术与设计系摘要：虚拟现实（VR）是一种可以制作和感受三维虚拟世界的计算机技术，具有可感性、交互性、自主性等特点。本文笔者将VR技术运用到动漫教学中，通过自主开发的动漫信息化教学平台，结合互联网，开发了手机客户端和PC客户端，利用VR技术模拟动漫三维虚拟教学、实验实训等过程，大大减少了动漫教学的成本，提高了学生学习的积极性和实际教学效率。关键词：VR；动漫信息化教学平台；虚拟场景；互联网；客户端中图分类号：G434　文献标识码：A　论文编号：1674-2117（2017）21-0075-03● 引言本文主要介绍如何将VR技术应用到动漫教学中去，通过将VR技术与情景化学习、协作学习等传统教学手段相结合，利用VR模拟动漫课堂教学、实验实训等场景，并将这些场景与自主开发的动漫信息化教学平台相连接，结合互联网，制作手机客户端和PC客户端，可以有效地解决动漫教学成本高、学生积极性低、教学效果差等问题。另外，还能方便学生及家长更好地了解动漫专业。● VR与动漫教学简介1.VR介绍虚拟现实技术（Virtual Reality）简称VR，是利用三维图形生成、多传感交互、多媒体、人工智能、人机接口、高分辨显示等高新科技，对现实世界进行全面仿真的一种技术。VR产生于20世纪60年代的美国，它能够模拟真实的学习环境，解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求，较早地被欧美一些主要国家应用于教育与教学领域。1985年，美国国立医学图书馆就开始了人体解剖图像数字化研究。随后，德国的汉诺威大学建立了虚拟自动化实验室，意大利帕瓦多大学建立了远程虚拟教育实验室等。1995年，在互联网上首次出现了“虚拟解剖”实验。与发达国家相比，我国VR技术的开发和应用还存在差距，但这种差距已引起有关部门和科学家们的高度重视，并根据我国国情制定了开展VR技术及相关技术领域的研究。清华大学利用虚拟仪器构建了汽车发动机检测系统；华中理工大学机械学院工程检测实验室将其虚拟实验室成果在网上公开展示，供远程教育使用；复旦大学等一批高校也开发了一批新的虚拟仪器系统用于教学和科研。2.VR在动漫教学中的作用VR虽在国内外的教育教学中有所应用，但目前在我国教育中的使用仅局限于高校的研究性和探索性教学中，在实际教学中的普及则远远不够。学生学习积极性不高、课堂教学效果差是目前动漫教学中普遍存在的问题，而通过VR模拟的学习情景，能够增加学习内容的形象性和趣味性，使学生犹如亲身经历、真实感受，能够激发他们的学习积极性，变被动学习为主动学习，大大提高了学生的学习效率，提高了动漫教学的效率。● 基于动漫信息化教学平台的VR应用笔者通过自主开发动漫信息化教学平台，将VR运用到动漫教学中，降低教学投入，减少现实教学中师资、设备不足等因素对教学效数字社区tougao2@76中国信息技术教育（下转第108页）果的不良影响。1.动漫信息化教学平台该平台是在云信息化平台的基础上，结合动漫专业的实际情况，利用互联网和云计算搭建起来的，具体框架如图1所示。该平台主要从动漫课堂教学、实验实训、教研室工作三个方面进行设计，利用互联网，分别开发了手机和PC客户端（系统主界面如图2所示），方便教师工作和教学，学生课堂学习、课后实训作业和项目制作。通过该平台，利用网络实现教学资源共享，可以解决传统教学中因设备和师资不足而影响教学质量的问题。 该平台是以教师、学生和家长为活动主体，主要体现教、学和家长监督三种互动形式的活动。教师通过该平台可以进行教学、布置作业、在线答疑、科研、教研室活动等，学生通过该平台可以学习和复习课堂内容、查看作业、师生互动、同学交流等。该平台改变了传统课堂教学模式，更加注重学生在课堂教学中的主体地位，让学生主动去学习。家长通过教学平台监督学生学习，随时跟教师沟通，及时了解学生在校的学习情况，和教师一起督促学生更好地学习。2.VR在动漫教学中的应用实例动漫信息化教学平台中学习设计模块、作业模块和资源共享模块等都是由VR制作的三维动画构成：①学习设计模块主要由VR制作的课堂教学、实验实训等场景的三维模拟动画构成；②作业模块主要由VR制作的课程所需要的教学案例、教学项目和近三年优秀的教学案例和制作项目构成；③资源共享模块主要分为毕业设计作品展示和学院资源展示两部分，毕业设计作品展示模块主要收集了各年级优秀毕业作品，学院资源展示模块主要包括用VR制作的学院场景整体展示、实验实训条件的虚拟展示和图书馆等能够代表学院特色的场景的展示。图3、图4是笔者以学院整体展示为例介绍的VR在动漫教学中的应用情况：根据学院的真实布局，利用VR制作学院整体漫游场景，方便考生和家长更好地了解学院的地理位置、学院概况等，起到促进招

VR虚拟现实技术及其在教学中应用模式探析

随着现代科技的不断发展，VR虚拟现实技术已经成为一种非常热门的技术，它在游戏、娱乐、健康、教育等领域已经取得了很大的成功。在教育领域中，VR技术可以为学生提供一个非常真实的教学环境，帮助他们更好地理解和学习相关知识。本文将探讨VR技术在教育领域中的应用，以及在教学中可能采取的不同模式。

一、VR技术在教育领域中的应用

VR技术在教育领域中的应用非常广泛，特别是在实验室实践、历史文化的体验等方面可以大显身手。例如，学生可以通过VR技术在一个非常真实的环境中进行生物学、化学等实验，让他们在实验过程中更好地理解相关科学知识。这种模式在中小学等阶段的教育非常实用。

此外，VR技术还可以用于历史文化方面的教育。学生可以通过VR技术进入一个具有历史意义的场景，像逛博物馆一样地学习和了解历史文化，帮助学生加深对相关历史文化的印象，让学习过程更佳生动有趣。

二、不同的VR教学模式

在教学中，不同的学科需要采用不同的VR教学模式。下面，我们将介绍一些常见的VR教学模式：

1.导航式教学模式

在导航式教学中，学生会根据一份任务清单进入一个VR环境并完成任务。这种模式适合于生化、解剖等学科，在这些学科中，学生需要在VR环境中探索和学习相关信息。

在互动式教学中，学生可以进入一个VR环境，并与这个环境互动。这种模式比较适合于社会学和历史学等学科，学生可以通过明确的任务进行互动以加深对相关学科的理解和认识。

在模拟式教学中，学生将进入一个完全模拟的实验室或场景。例如，学生可以在一个虚拟病房中进行诊断和治疗，帮助学生在一个安全的环境中学习和练习相关技能。

在游戏式教学中，学生将进入一个虚拟的游戏世界，并进行虚拟任务。通过游戏进行知识的学习，学生可以在不知不觉中达到相关产品的效果。

总结

虚拟现实技术在教育中的应用

现代科技的迅速发展，给教育领域带来了许多创新和变革。其中，虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）作为一种先进的教育工具，已经逐渐被广泛应用于教育实践中。虚拟现实技术以其沉浸式的体验和互动性，为学生提供了一种全新的学习方式，并在多个学科领域中展现出巨大的潜力。

一、VR在学科教学中的应用

1. 数学教学

虚拟现实技术可以为学生提供一个可视化、立体化的学习环境。例如，在数学教学中，学生可以通过3D图像和模拟情景，更直观地理解几何形体的性质、函数的变化规律等概念。同时，学生还可以通过VR应用程序进行实时互动，亲自参与数学问题的解决过程，提高问题解决能力和自主学习能力。

2. 自然科学教学

在生物学、化学、物理等自然科学领域，VR技术可以提供实验室模拟环境，使学生能够进行安全、无害的实际操作，观察和研究各种生物现象和物理现象，从而增强他们的实践能力和科学素养。此外，通过VR技术，学生还可以参观地球的各个角落，了解地理知识，拓宽视野。

3. 艺术与设计教育 在艺术与设计教育中，虚拟现实技术为学生提供了一个交互式、实时的创作环境。学生可以通过VR设备进行绘画、雕塑、建模等艺术创作，将自己的创意融入到虚拟世界中，探索更广阔的创作可能性。此外，VR技术还可以模拟艺术展览，使学生能够远程参观名画、名建筑等，拓宽他们的艺术修养。

二、VR在学习体验中的优势

1. 提供真实感和沉浸感

通过虚拟现实技术，学生可以身临其境地参与学习活动。虚拟现实的沉浸感让学生忘却周围环境的干扰，全神贯注地投入到学习中，提高学习效果。

2. 激发学习兴趣和主动性

传统教学往往以文字和图像为主，难以吸引学生的注意力。而虚拟现实技术以其生动的图像和互动性，让学生在学习中体验到乐趣，激发他们的学习兴趣和主动性。

3. 个性化学习和差异化教学

VR技术具有自定义和个性化的特点，可以根据学生的不同需求和学习风格，提供定制化的学习体验。教师可以针对学生的优势和弱势，设计相应的教学内容和活动，实现差异化教学。

VR技术在教育中的应用

随着VR技术的逐渐成熟与普及，它也开始在教育领域得到越来越广泛的应用。这种全新的教学方式将学习变得更加生动、有趣，让学生们获得更深入、更全面的学习体验。

一、 VR技术在教育中的应用背景

VR技术在教育中的应用需求主要来自于以下两个方面：

1.提高学习效率

传统课堂教学往往是借助文字、图片、视频等多媒体手段进行的，但这些内容在学生的大脑中只是表面的知识，学生难以真正体验到知识所带来的感受与体验。而VR技术则可以通过完全模拟真实场景，让学生有身临其境的感觉，更容易理解和记忆学习内容。

2.提高学习兴趣

当学习内容显得单调乏味时，学生们通常会丧失学习兴趣，导致教学效果下降。而VR技术可以带给学生更加丰富的感官体验，让学习内容变得更加有趣、生动，从而提高学生们的学习兴趣。

二、 VR技术在教育中的具体应用

1.虚拟实验 虚拟实验是VR技术在教育中应用的一个重要方向之一。虚拟实验可以模拟各种实验场景，让学生们无需亲自进行实验就可以真切体验实验的过程和结果。这种方式不仅可以减少实验所带来的危险和成本，而且可以让学生们充分利用虚拟实验进行实验的设计、过程掌握等学习环节。

2.历史文化体验

VR技术还可以模拟历史文化场景，带领学生们体验到各种历史时期的生活和文化。例如模拟走进古代建筑、参观历史博物馆、登上历史文化名胜等等，都可以让学生们更好地了解历史文化。

3.安全教育

模拟虚拟场景还可以用于安全教育。例如模拟火灾逃生、校园安全等各种场景，让学生们模拟真实危险情况下的应对方法，从而减少校园安全事故发生的可能性。

三、 VR技术在教育中的优劣势

1.优势

（1）丰富的感官体验：VR技术可以为学生们提供身临其境的感觉，使得学习内容更加真实，更易于印象深刻。

（2）教育效果显著：因为VR技术可以让学习内容变得更加有趣、生动，从而激发学生学习兴趣，提高学习效果。 （3）低成本：相对于真实世界中的实验、体验等活动，VR教学成本较低，且更加安全。