中國工程院院士、虛擬現實(shí)技術(shù)與系統國家重點(diǎn)實(shí)驗室主任——趙沁平在“中國虛擬現實(shí)與可視化產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng )新戰略聯(lián)盟”第一屆理事會(huì )會(huì )議上說(shuō)，2016年將成為我國虛擬現實(shí)技術(shù)的元年。虛擬現實(shí)技術(shù)（VirtualReality）簡(jiǎn)稱(chēng)VR，是利用三維圖形生成、多傳感交互、多媒體、人工智能、人機接口、高分辨顯示等高新科技，對現實(shí)世界進(jìn)行全面仿真的一種技術(shù)。信息時(shí)代，人們之間的交流也將采用新的方式、進(jìn)入新的領(lǐng)域，實(shí)現由文字圖像三維VR（虛擬現實(shí)）的轉變。教育，是人類(lèi)社會(huì )前進(jìn)與發(fā)展的重要動(dòng)力，在教育中引入較為新穎的虛擬現實(shí)技術(shù)，開(kāi)拓新的教學(xué)方法與方式，對于學(xué)生更高效、更主動(dòng)地掌握各類(lèi)技能至關(guān)重要。

應用現狀

虛擬現實(shí)技術(shù)產(chǎn)生于20世紀60年代的美國，最近10年，隨著(zhù)計算機信息技術(shù)的快速發(fā)展而在越來(lái)越多的領(lǐng)域得到了推廣應用，其出現更使得互聯(lián)網(wǎng)的平面世界出現了三維場(chǎng)景。

虛擬現實(shí)技術(shù)由于能夠創(chuàng )建與現實(shí)社會(huì )類(lèi)似的環(huán)境，解決學(xué)習媒體的情景化及自然交互性的要求，因此較早被歐美一些主要國家應用于教育與教學(xué)領(lǐng)域。1985年，美國國立醫學(xué)圖書(shū)館就開(kāi)始了人體解剖圖像數字化研究。隨后，德國的漢諾威大學(xué)建立了虛擬自動(dòng)化實(shí)驗室、西班牙大學(xué)電子系開(kāi)發(fā)了電子儀器虛擬工作平臺、意大利帕瓦多大學(xué)建立了遠程虛擬教育實(shí)驗室、新加坡國立大學(xué)開(kāi)發(fā)了遠程示波器實(shí)驗和壓力容器實(shí)驗等。1995年，在互聯(lián)網(wǎng)上首次出現了“虛擬解剖”實(shí)驗。

與發(fā)達國家相比，我國虛擬現實(shí)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應用還存在差距，但這種差距已引起有關(guān)部門(mén)和科學(xué)家們的高度重視，并根據我國國情制定了開(kāi)展虛擬現實(shí)技術(shù)及相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的研究。清華大學(xué)利用虛擬儀器構建了汽車(chē)發(fā)動(dòng)機檢測系統；華中理工大學(xué)機械學(xué)院工程檢測實(shí)驗室將其虛擬實(shí)驗室成果在網(wǎng)上公開(kāi)展示，供遠程教育使用；復旦大學(xué)、上海交通大學(xué)、廣州暨南大學(xué)等一批高校也開(kāi)發(fā)了一批新的虛擬儀器系統用于教學(xué)和科研。由上可知，虛擬現實(shí)技術(shù)雖然在國內外的教育教學(xué)中有所應用，但在我國教育中的使用僅局限于高校的研究性和探索性教學(xué)當中，而對廣大普通大、中、小學(xué)生的普及則遠遠不夠。

應用必要性

由于虛擬現實(shí)技術(shù)可以使人產(chǎn)生一種身臨其境的真實(shí)感覺(jué)，能夠使人與虛擬環(huán)境之間進(jìn)行多維信息的交互，因此該技術(shù)具有可以使人從定性和定量綜合集成的虛擬環(huán)境中獲得對客觀(guān)世界、客觀(guān)事物的感性及理性認識，進(jìn)而對某些概念進(jìn)行深化，并建構新的構思和創(chuàng )意的特性。

當前以信息技術(shù)為背景的現代教育，學(xué)生的學(xué)習興趣得到了提高，主體性得到了較大的發(fā)揮。但是，不可否認，絕大部分多媒體信息系統具有明顯的局限性，例如學(xué)生只能按照時(shí)間的流程，按電腦中程序設計的流向有限制地進(jìn)行瀏覽和學(xué)習，這大大降低了學(xué)生學(xué)習的參與性，降低了學(xué)生主動(dòng)學(xué)習的熱情。而虛擬現實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng )建與現實(shí)社會(huì )類(lèi)似的環(huán)境，更容易地解決學(xué)習媒體的情景化及自然交互性的要求，從而完美彌補了多媒體技術(shù)的不足。

在信息傳播技術(shù)迅猛發(fā)展的今天，現有的教育內容、教育手段和教育方法正受到極大的挑戰。虛擬現實(shí)技術(shù)能形象生動(dòng)地表現教學(xué)內容，有效地營(yíng)造一個(gè)跟隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生掌握知識、技能的效率，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程、提高教學(xué)質(zhì)量、調動(dòng)學(xué)生的學(xué)習積極性、突破教學(xué)的重點(diǎn)、難點(diǎn)的作用。與此同時(shí)，虛擬現實(shí)技術(shù)還結合了益智游戲、情景化學(xué)習、協(xié)作學(xué)習、遠程教育等多種手段，能夠有效解決許多以前根本無(wú)法解決的教育問(wèn)題。例如，通過(guò)VR進(jìn)行教育教學(xué)活動(dòng)，在實(shí)現人與機器的交流、通過(guò)網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行人與人之間交流的同時(shí)，還能夠在某種程度上實(shí)現教學(xué)的游戲性，讓教育真正做到寓教于樂(lè )，從而有效地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習興趣，進(jìn)而更為高效地創(chuàng )建學(xué)習情景，支持合作，促進(jìn)交流、知識表達及應用，進(jìn)而構建優(yōu)良的學(xué)習環(huán)境。因此，如果能將虛擬現實(shí)技術(shù)運用于現代化教育教學(xué)中，其效果將是難以言喻的。

應用前景

由于虛擬現實(shí)技術(shù)能夠創(chuàng )建與現實(shí)社會(huì )類(lèi)似的環(huán)境，進(jìn)而解決學(xué)習媒體的情景化及自然交互性的要求，因此其在教育領(lǐng)域內有著(zhù)極其廣闊的應用前景。

在教育理論體系中，學(xué)習理論是處于核心地位的。虛擬現實(shí)技術(shù)在教育中的應用也是在一定的學(xué)習理論指導下進(jìn)行的。虛擬現實(shí)技術(shù)本身是對客觀(guān)對象的模擬，所構建的學(xué)習環(huán)境與實(shí)際生活情境相關(guān)。因此，如果把虛擬現實(shí)技術(shù)與教育有機地結合，教育與社會(huì )需求之間的差距將得以縮小，這將對未來(lái)的教育產(chǎn)生深遠影響。

在教學(xué)實(shí)踐中，親身經(jīng)歷、親身感受比空洞抽象的說(shuō)教更具說(shuō)服力，主動(dòng)地去交互與被動(dòng)的觀(guān)看有著(zhù)質(zhì)的差別。因此，虛擬現實(shí)技術(shù)可以廣泛用于學(xué)習情景的創(chuàng )設，增加學(xué)習內容的形象性和趣味性，進(jìn)而實(shí)現模擬訓練。通過(guò)VR進(jìn)行學(xué)習和教育，不光可以減少現實(shí)空間中某些訓練操作的困難和危險，更可以使訓練造價(jià)得到大幅度降低。因此，我們說(shuō)，虛擬現實(shí)技術(shù)將是繼多媒體、計算機網(wǎng)絡(luò )之后，在教育領(lǐng)域內最具有應用前景的一項技術(shù)。（作者為山西省教育科學(xué)研究院副研究員；本文系山西省教育科學(xué)“十二五”規劃課題“虛擬現實(shí)教學(xué)與我省高等商科人才培養的實(shí)踐研究”的階段性研究成果。）