浅谈VRAR技术教育应用研究.doc

精品文档，仅供学习与交流，如有侵权请联系网站删除浅谈VR/AR技术教育应用研究作者：孔锋炜来源：信息技术时代·上旬刊2018年第02期        摘要：随着科学技术的发展，教育与前沿VR与AR技术相结合的形式，正在改变现有的教育形式。本文在介绍VR与AR技术概念的基础上，对VR与AR技术教育应用现状及对教育的影响进行说明，并对AR与VR技术在教育应用上的前景與挑战进行阐述。        关键词：增强现实；虚拟现实；教育应用        1 VR/AR技术的概念        近些年来，随着科学技术的不断发展，增强现实（Augmented Reality即AR）与虚拟现实（Virtual Reality即VR）取得了重要的发展。早在2015年的一份投资报告中显示，AR与VR技术是最具投资前景的技术之一。现阶段，有很多家科技公司对此已经开展了一系列的开发与研究，如HTC、Apple、Facebook等1-2。        VR技术是一种借助于电脑模拟出三维环境的虚拟空间世界，在视觉、听觉、触觉等感官方面进行模拟，使用户可以全方位、无限制的观察虚拟空间内的事物，如同身临其境一般，在教育领域方面，这是一种全新的教育思维，可以提供身临其境的学习方式，全方位运用感官与思维，有效地建立起学生对学习的兴趣。        AR技术是一种通过对摄影机影像位置、角度的实时计算，并结合对应的图像、视频、3D模型，将虚拟世界在现实世界的屏幕中进行互动。现阶段，AR技术已经在教育、医疗、军事等诸多行业取得了广泛的应用。        2 VR/AR教育应用现状        早在2016年，中国VR行为用户行为研究报告中就指出现如今中国VR潜在用户的数量突飞猛进，已高达2.86亿人次。现阶段，VR/AR技术已广泛应用于各种领域，诸如视频游戏、直播平台、医疗保健、零售、教育、房地产、及军事建设等等，VR/AR技术不断融入生活，影响生活，改变生活，全世界掀起了VR/AR狂潮3-4。        面对如雨后春笋般增长的这一浪潮，中共中央办公厅、国务院于2017年1月颁布了关于促进移动互联网健康有序发展的意见，提出要加快人工智能、微机电系统、VR/AR等新兴互联网技术建筑，争取在全球技术领域做出表率，取得突破。同时，国家发布的“国家教育事业发展十三五规划”指出：要全力推动信息技术与教育深度融合，综合利用互联网、大数据、人工智能和虚拟现实技术探索未来教育教学新模式。在VR/AR全球投资回顾与2018年展望报告中指出，总体融资趋势：VR/AR投资在2015-2017年间增长近3倍。就在近期，12月13日，百度大脑行业创新论坛·智慧工厂专场，在武汉举行，此次主题为AI将如何提升教育质量、教学体验以及校园管理。        在教育的专业教学中，理实结合是极其重要的教学组织形式，VR/AR技术在教育领域起着不可或缺的重要作用。        3 VR/AR技术发展对教育的影响        不管在什么时期，高等教育发展都一定程度上受到技术发展的影响，从早期的传统课堂教学到后来的图文、视听教学，再到如今的多媒体教学，我们都能从中看到科技的作用。随着互联网技术的发展，2012年兴起的开放式网络课程慕课（MOOC），引发了一场教育信息化改革的浪潮。现阶段，技术不再局限于2D，不断开拓创新的VR/AR技术将带给人们多维立体，超越时空的体验，对教育理念，教育方法都产生重大的影响。又比如，Logis将上千种教学中需要的物流行业相关设备集入到AR资源库。通过直观的设备虚拟图像，让学生有机会立体和形象地观察了解；同时也可以对虚拟设备进行整体及局部的展示，让学生更容易理解设备的构造以及机械的运作原理。        3.1改变教育形式        VR/AR可以使教育的形式更加多样化，更有助于教学的实现，医学院可以借助VR/AR技术让学生们在课堂上切实感受到人体器官的组织结构，近距离观察病症的形成以及发展过程，海洋教学可以借助VR/AR将海底斑斓的世界展现在学生面前，让学生更真实的走进海洋，该种教学方式无疑更加震撼，教学效果更好。教育未来的发展趋势更加倾向于个性化教学、智能化教学。情境认知理论（Situated Cognition）表明，知识是人的行为与情景互动的产物，若是能为学习者提供真实的情境，将很大程度上提高学生对所学知识的理解及兴趣。VR/AR教学不直接把知识“填鸭式”地灌输给学生，而是让学生自己感受，自我学习。然而，将VR/AR技术完美融合到教学过程中依然困难重重，这需要不断改进教学设计理念及方式。有研究者提出，VR兼容的学习交互设计模型涵盖了战略层、结构层、框架层、表现层和体验层，这种图示可以清晰地向人们展示VR/AR技术融合于教育的过程及目的。        3.2丰富教学内容，改善教学效果        VR/AR技术广泛应用于高等院校中，诸如外语、医学、传媒、水利水电、动力机械等教学中，VR技术让学生更加真切地融入学习情境，完成学习任务，更加激发了学生的学习兴趣，以主人翁的姿态主动学习。在VR技术的带领下，师生间的互动更加频繁，较之传统的一问一答式的教学方式，效率更高，同时降低了实训的成本及风险。总之，VR/AR技术应用在课堂教学中，将丰富教学内容，改善教学效果，现如今，越来越多的教师在研究如何更好地将VR/AR技术融入课程，学校也在不断改善硬件及软件设备，为学生提供更好的平台和学习环境。        同时，可以让教师这个职业进行重塑，以课堂讲授为主的教学方式，向着培养学生的学习能力、解决问题的能力以及创新力方面进行转变，这样的教学方式，让学生与老师之间关系更加亲近，如导游与导航等。        3.3提升教师技能        随着科技的进步，教育的发展趋势也更加朝着人工智能化发展。统计数据表明，早在2016年国内高校建立了两百多个VR实验室，部分高校已开始建设VR专业。VR教育的四大组成要素分别为：教育应用、软硬件基础、VR/AR课程资源建设以及教师的专业技能。其中，教师专业技能的强弱对技术的发挥及教学效果起着决定性作用。这就要求教师在应用VR/AR教学时，引导学生，与学生打虚实空间心理站，能让学生由衷地感受到“原来如此”的感叹。因此，不断提升教师的专业技能至关重要，这需要更多的专业技术支持以及定期对教师进行培训，教师也会更加积极主动地适应新的教学方式，更加注重学生的学习能力，理解能力，创新能力以及解决问题的能力。        4 VR/AR 教育应用的前景及挑战        近年来，我国掀起了“互联网+”、人工智能、大数据的狂潮，关于VR虚拟现实的不报到也日益加多，引发了政府的关注，政府高度重视VR/AR技术，给予了大力支持，各级政府部门均颁布了相关文件，在政策上、产业上大力鼓励支持VR技术及VR团队，VR技术受到了前所未有的支持。        现阶段，VR在教育领域的硬件技术不够完善，在虚拟技术的沉浸式式教学模式中也有着一定得局限性，只能在特定的课程上加以辅助教学。相对于VR技术，AR技术更加适用于教学之中，但是由于AR技术的硬件设备还不够完善，现阶段市场上依然找不到可以量产的消费级AR设备。        参考文献        1黄唯唯.VR技术在教育行业中的探究和应用J. 数字通信世界，2018（10）：170.        2舒忠.VR技术在职业教育领域应用场景及展望探讨J. 经贸实践，2018（18）：344-345.        3齐博.VR技术在教育领域中的应用J. 电子技术与软件工程，2018（06）：146.        4孟祥军.基于AR与VR技术的教育应用研究与分析D.山东中医药大学，2017.【精品文档】第 3 页