單一的紙質(zhì)教材、單向灌輸?shù)慕虒W(xué)方法和精細的教學(xué)內(nèi)容嚴(yán)重影響了教學(xué)質(zhì)量的提高。在這種情況下，教育教學(xué)的改革和創(chuàng)新勢在必行。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用很好地解決了這些問題。實踐證明，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育教學(xué)方法更適合大容量、快節(jié)奏的現(xiàn)代教育需求[1]。因此，教育工作者和相關(guān)領(lǐng)域的研究人員非常重視虛擬現(xiàn)實技術(shù)，并大力推廣其在教育教學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用。
1虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念和特點
虛擬現(xiàn)實技術(shù)是指利用計算機技術(shù)為學(xué)習(xí)者提供一個可感知的三維空間虛擬環(huán)境。在這種虛擬環(huán)境中，學(xué)習(xí)者可以通過視覺、聽覺和觸覺相互感知和交流，產(chǎn)生身臨其境的感覺。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種以強化人機交互功能為目標(biāo)的技術(shù)，整合了計算機圖形學(xué)、人機接口技術(shù)、人工智能技術(shù)、可視化技術(shù)等先進技術(shù)的優(yōu)勢，可以讓學(xué)習(xí)者沉浸在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中，激發(fā)學(xué)習(xí)動機，增強學(xué)習(xí)體驗，實現(xiàn)情境學(xué)習(xí)[2-3]。具體來說，虛擬現(xiàn)實技術(shù)有三個突出特點：1）交互，可以實現(xiàn)與自然技能非常接近的交互；2）沉浸可以使學(xué)習(xí)者完全沉浸在虛擬現(xiàn)實世界中；3）想象可以使現(xiàn)實世界中許多不存在或不易察覺的場景具體化。
2虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代教育中的優(yōu)勢和作用
虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用具有很大的優(yōu)勢和作用。基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的現(xiàn)代教育教學(xué)模式的學(xué)習(xí)情境、學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)工具都進行了全面的創(chuàng)新。這種創(chuàng)新可以有效地作用于傳統(tǒng)的教學(xué)理念、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)手段，使其更加完善，更符合現(xiàn)代教育的發(fā)展趨勢和要求[4]。需要強調(diào)的是，這種優(yōu)勢和作用不會“自我發(fā)揮”，教師需要不斷充實自己，積極接受虛擬現(xiàn)實技術(shù)，更新教學(xué)理念，改進教學(xué)手段，擴大教學(xué)內(nèi)容，全面提高綜合素質(zhì)和能力。
2.1發(fā)展教學(xué)理念
與國際先進的教學(xué)理念相比，我國現(xiàn)有的教育理念還有很大的差距。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用有助于促進我國教學(xué)理念的發(fā)展，實現(xiàn)與國際先進教學(xué)理念的融合。這對我國教育的可持續(xù)發(fā)展和促進社會主義精神文明建設(shè)具有重要的現(xiàn)實意義[5]。從教師的角度來看，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的輔助教學(xué)功能非常強大。這意味著教師應(yīng)該徹底打破傳統(tǒng)的“三中心”教學(xué)理念，鼓勵學(xué)生獨立學(xué)習(xí)和探索。然而，這并不意味著教師在教學(xué)過程中的作用減弱了。相反，基于虛擬現(xiàn)實技術(shù)的教育教學(xué)模式對教師的綜合素質(zhì)和能力提出了更高的要求。教師不僅要學(xué)習(xí)虛擬現(xiàn)實技術(shù)的操作和應(yīng)用，還要發(fā)揮解釋者、指導(dǎo)者和組織者的多重作用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)對教師素質(zhì)和能力的要求與建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論、情境學(xué)習(xí)理論和自我導(dǎo)向?qū)W習(xí)理論沒有本質(zhì)區(qū)別[6][7]。由此可見，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在現(xiàn)代教育中的應(yīng)用，可以幫助教師發(fā)展教學(xué)理念，逐步符合世界先進的教學(xué)理念。2.2改進教學(xué)手段
長期以來，我國教育采用教師講解的教學(xué)手段，形式單一枯燥，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用為我國傳統(tǒng)教學(xué)手段的改進提供了有利機會。在虛擬現(xiàn)實技術(shù)的支持下，可以充分實現(xiàn)人機交互，使學(xué)生的視覺、聽覺、觸覺等感官參與到學(xué)習(xí)過程中。同時，虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用還可以更有效地利用小組合作學(xué)習(xí)、競賽學(xué)習(xí)、在線學(xué)習(xí)等先進的教學(xué)方法和手段，激發(fā)學(xué)生的全面參與和全程參與，實現(xiàn)教學(xué)方法的新突破。
2.3擴展教學(xué)內(nèi)容
受傳統(tǒng)教學(xué)模式的束縛，教育機構(gòu)設(shè)置的教學(xué)內(nèi)容非常有限。例如，教科書的內(nèi)容主要是文本形式，很多東西很難表達出來。例如，在實驗教學(xué)中，基于對學(xué)生人身安全、實驗成本等因素的考慮，只設(shè)置了一小部分安全系數(shù)高、操作方便、實驗成本低的實驗項目。這不僅不利于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和動機，而且容易導(dǎo)致知識點斷裂，影響學(xué)生學(xué)習(xí)的系統(tǒng)性、全面性和深度。虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有想象力的特點，可以通過夸張的形式使教科書無法表達的教學(xué)內(nèi)容具體化。此外，虛擬現(xiàn)實技術(shù)中的實驗設(shè)備是虛擬的，可以重復(fù)使用，不考慮成本問題。簡而言之，借助虛擬現(xiàn)實技術(shù)，許多教科書中難以表達或?qū)嶒炛须y以操作的教學(xué)內(nèi)容可以具體、生動地展示，實現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的全面、多樣化，為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供更豐富、更完善的教學(xué)資源。
