摘要：虚拟现实（VR）作为提供连接数字世界与真实场景的纽带，已为教育领域的发展带来了新的机遇和挑战。2018年教育部将虚拟现实技术应用于教育教学的推广作为教育信息化的年度重点工作任务，并且在全国批准建设了200多个虚拟仿真教学中心。毫无疑问虚拟技术融合于教育教学必将带来革命性的变革。本文主要通过客观展现VR在教育教学中的具体应用细则，进一步研究目前存在的问题以及解决的对策。

关键词：VR+教育，教学应用，现存问题，解决对策

1 虚拟现实技术（VR）在教育教学中的应用

1.1 VR教育教学设备平台和工具

随着虚拟现实（VR）技术的高速发展，VR的相关设备平台及工具日趋增多，例如国内的微视酷“IES沉浸式课堂教学系统”、美国林肯实验室开发的Z-space、德国的Metaio虚拟现实平台和美国的WikiTube 移动系统等等。此外还有部分沉浸式虚拟现实头盔产品，诸如HTC VIVE、Oculus Rift、国内的暴风魔镜和小米VR等都为教育教学提供了更加便捷有效的便利。

1.2 虚拟现实（VR）在学科教学中的应用

1.2.1三维物体的展示

虚拟现实技术（VR）能够通过对应的建模软件，构建与课堂教学所匹配的实物相同模型。与传统的模型相比，交互性更强。例如学生可以利用Z-space随意拆解、移动、旋转细胞模型，从各个角度进行观察，进而加深对三维物体的认识，为后续的学习打下基础。在数学、化学、生物和物理等学科教学中VR应用效果尤为显著。

1.2.2 技能的训练

很多学科知识的熟练掌握需要从实践中不断的训练中来。技能训练更是需要学习者将所学的书面知识运用到动作实践，将知识数据通过操作能内部消化。虚拟现实能够使学生在虚拟世界中进行许多现实世界难以进行的技能训练。例如体育技能、医学手术、物理化学实验等，利用VR可以克服成本高昂、场地、天气等各种不可控因素。而且虚拟现实更高的沉浸性更能使学习者专注，不易受外界不良因素的影响，规避某些技能训练所带来的危险，学习到的技能的保持时间也更为持久。

1.2.3 虚拟场景的构建

在学科教学中，经常会通过营造教育情景来进行教学，但是教师的解释往往和学习者的理解大相径庭。而虚拟现实（VR）则可以高度还原这些场景，学习者不仅可以看、听，更能亲身体验。例如运用虚拟现实能够让学习者亲身体验“老人与海”的场景，设身处地的体会那份接受失败的泰然自若、面对死亡的沉着冷静，更好的学习到海明威那份不向命运低头、永不服输的斗士精神和积极向上的乐观人生态度。这样的亲身体验更能带动学习者的情感参与，对学习者同理心的培养、社会性的发展有较大的帮助。

1.2.4 重现历史事件与场景

历史代表着过去，也是既成的事实，很多学科教学中涉及的历史事件可以利用虚拟现实（VR）重现现实，帮助学习者重新参与历史事件。虚拟现实（VR）重现的历史场景具有很强的情境性，甚至可以与某些人物和事物进行交互，使学习者参与其中，亲身经历历史文明的厚重，提升学习的成果。例如，HTC VIVE 曾经利用虚拟现实模拟“阿波罗11号”登录月球的场景。只要带上VR头盔便能化身阿姆斯特朗，感受每一个登月的细节，并且全程都有学习者自己控制。

1.3 虚拟现实（VR）在非学科教学中的应用

1.3.1虚拟仿真校园

著名学者王利绒提出虚拟仿真校园的两种主要形式,即实体校园“虚拟化”和虚拟校园“现实化”。 实体校园“虚拟化”指基于教育信息化的有关原则，把实体校园的一些功能和设施虚拟化，整合到虚拟校园里，以便学习者在虚拟校园里自由获取和学习。虚拟校园“现实化”指仿真校园能够满足学习者一些在实体校园难以实现的需求，比如通过个人图书馆的使用习惯，为学习者智能推荐图书等。虚拟校园最早在 2003 年的“第二人生”项目中就有高校进行了诸多实践，而且许多国外高校不仅在第二人生中建立了虚拟校园，而且尝试开设课程，让学习者更好的参与其中。

1.3.2 特殊教育

特殊儿童在教育行业备受重视，也是教育行业的一大难题。他们由于先天的不足失去了与普通人同等享受平等教育的权利。他们不愿意与人沟通、多疑、敏感。教学需要打破他们的心理防线，创造有趣的学习场景，才能使他们轻松的获得更多的知识。虚拟现实能够充分调动人的大部分感官，营造针对性的学习情境，排除现实教学中的有关安全性和时效性的问题。目前，许多国家已经将 VR 教育应用于肢体残障儿童的肢体康复、视力障碍儿童的视觉康复、听障儿童的语言训练、多动症以及自闭症儿童的矫正等方面，而且卓有成效。

1.3.3 数字教育出版

VR与教育出版结合具有先天优势，把以受众需求为主的教育出版转变为更加注重用户体验和内容质量，主要体现在以下几个方面：（1）打造直观仿真环境，有助于加深学习者对知识的理解。（2）加强学习者与内容的交互，有助于激发学习者的欲望。（3）融合线上线下、纸质与多媒体素材，有助于促进教育资源的整合。在我国某职业教育机构已经将机械、汽车、电子等专业的教材利用三维动画、自动演示等虚拟现实技术，让学习者快速、熟练掌握职业技能。

1.3.4 虚拟现实与远程教育

在中央电大、省级电大、市级电大和地方远教四级远程教育平台的推动下，我国远程教育的网络覆盖面已经深入到各省市及地区。特别是疫情爆发以后，居家学习但是还不能降低教育质量的高要求催生了更多的高新技术的发展，这都为远程教育奠定了更好的技术基础。目前远程教育与传统面授教育相比，仍然缺乏一定的灵活性，存在难以开展合作学习、某些课程的教学实验和实践难以远程完成、远程教学无法让学生与教师有效交互以及无法为学习者提供及时反馈等问题。但是虚拟现实能够创建远程教学平台，为学习者营造生动、逼真的学习环境，让学习者成为虚拟环境的参与者，参与虚拟实验和技能训练，从而弥补远教实践环节的不足。

2 虚拟现实(VR)教育存在的问题

2.1　VR 技术本身的限制

局限于现在的高新技术条件，虚拟世界与现实世界的真实程度存在一定差距。虚拟现实（VR） 毕竟是计算机系统，不是真实存在，无论交互性、存在感、自主性，均不可能达到理想状态，这显然是VR中人-机界面依然存在障碍的根本原因。在虚拟现实（VR ）世界中运动时，由于头显设备的分辨率、刷新率等因素影响，会导致部分使用者产生晕眩、恶心感。对一些人来说，这种不适感会导致他们对 VR 系统产生恐惧情绪，进而影响继续学习。另外，在虚拟现实系统中危险性操作不会造成财产损失或威胁人身安全，使一些使用者产生一种错觉，陷入一种固定模式，实训效果不佳。

2.2　学生学习自主性太大，易偏离教学目标

虚拟现实（VR）教学更要求学生具有良好的学习自觉性。学生可以根据自身需求，积极主动地利用一切可以利用的手段，选择适合自己习惯的学习形式，而不是按部就班地学习。像这种以“学生为中心”的教学模式，强调学生是学习过程的主体，更加注重在学习过程中发挥学生的主动性、积极性。虽然学生是知识意义的主动建构者，更有利于学生主动探索、发现，是培养创造型人才的有效途径。可是，以“学生为中心”的教学模式强调学生的“学”，而忽视教师主导作用的发挥及师生之间的情感在学习过程中所起到的重要作用。因此，当学生自主学习的自由度过大时往往就偏离了教学目标，无法达到更明确的教学计划。而且很多学生的自律性较差，主观能动性薄弱，对知识的认知理解程度更是层次不齐，离开老师的指导和监督学习能力也会大有不同。

2.3　VR 中学习效果受多种因素的影响

在虚拟现实（ VR ）系统中学习，一个人的自控能力强弱可以说起到关键性的作用。在传统的课堂教学模式中，教师可以直接面对面监控课堂中的学生，限制自控能力差的学生的活动，强化大部分学习者的学习效果。这也是 VR 教学的不足之处，特别是对于年龄较小、自制能力较差、学习依赖性较大的学习者来说，对教师主导作用的要求相对较高，利用 VR 教学显然不太适合。

2.4　VR 技术与传统教育冲突

VR 技术与传统的教学模式在教育观念、教师的素质要求、教学方式以及教学方法等方面存在着很大的差异。虽然传统教育固有的模式对于新型高新技术人才的培养有一定的弊端，但是对传统教育一定要采取“吸取精华，去其糟粕”的思想，结合新技术的特点创造与时俱进的符合教育教学规律的教学方法、教学模式。

2.5　忽视情感目标与动作技能目标要求

在虚拟现实（ VR）系统环境中学习会大大减少师生之间的直接交流，对情感目标（道德情感、身心健康、社交能力等）和动作技能目标（如体育、操作性手术技术训练等）的教学效果不理想，与情感目标、动作技能目标要求还存在一定的距离。无论虚拟现实（VR ）多么逼真的教学也无法代替教育领域内人的全部活动，更不能忽视对学生进行道德情感、身心健康、社交能力等方面的教育，也需注意培养团队协作精神。这都离不开教师的参与这一重要环节。

2.6　VR 技术对教师提出更高的要求

随着高新技术的不断发展，虚拟现实（VR）技术也日新月异。要想更好的用好这一教学媒介，就必须要求教师利用更多的时间不断学习、研究新的教育技术、新的学科教学知识以提高自己的综合素质，来适应教育现代化的需要。但教师学习并掌握新技术、新知识的速度是远远跟不上现代教育技术的发展步伐，教师身心疲惫，会严重影响教学效果。

3　解决存在的问题的相应对策

毋庸置疑，任何一种技术应用于教育中都有利有弊，VR 技术也不例外。应尽可能发挥 虚拟现实（VR） 技术在教育教学实践中的优势，做到真正的扬长避短。随着VR 技术的发展与完善，它的局限也会随之减少，从而保证 VR技术更好地应用于教育领域为教育服务。对于 VR 在教学应用中存在的问题，在今后的 VR 教学中应采取的对策如下：

（1）实事求是，具体问题具体分析。根据实际情况把握“客观条件”的度，适时利用 VR 技术变革教学模式。从思想观念上转变教学指导思想，不要因循守旧，也不要盲目追求时髦，更不要企图用虚拟实验完全取代所有的实验。

（2）加强现代教育技术——VR 技术的培训学习，使教师顺利地使用 VR 技术进行实践教学。另外，也需加强学生自主学习计算机、计算机网络多媒体及 VR 知识，提高信息素养能力、操作技能。

（3）发展VR硬件技术。要想VR教育更好的发展一定要有一个坚强的硬件技术支持。比如如何给学习者提供一个良好的沉浸式体验。以美国为例，VR教育产业发展已经纳为国家规划发展的层面，如由政府主导、企业赞助、行业学会主持的教育与课程评估标准。不仅能够为VR应用教育行业提供具体评估标准，也能更好的发展VR硬件技术，为VR教育营造一个更好的学习系统。

（4）大力宣传VR教育。由于VR教育与传统教育存在着很多方面的差异，包括教育理念、教学方式和方法等。但是人们仍固守于传统教育，对VR教育认识不足导致很多的误解，不利于VR教育的推广与发展。大力宣传VR教育才能更好的认知，促进VR技术更快的得到普及与发展。

4　结束语

VR 技术作为一种新兴技术，为现代教育教学提供了更为强大的技术支撑。VR 以其自身强大的教学优势和潜力，将会提高教育技术水平、改善实验实训环境、优化教学过程、增强教学效果，对培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响。但是作为新兴事物，VR教育在实践和推广过程中不可避免会遇到很多现实的问题。我们要用理性的、审慎的眼观去看待它，如何使用、用好、用对还需要长时间的思考和探索。这一切都为更好的促进教育发展奠定了坚实的基础。

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