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虚拟现实技术在高校教育教学中的应用策略

研究

作者：周硕

来源：《陕西教育·高教版》2024年第01期

摘要[]近年来，计算机信息技术快速发展，虚拟现实技术的产生，尤其是其在教育界得到

应用后，逐渐成为新型教育技术而备受关注。由于虚拟现实技术有较大的潜力，对现代教育的

发展有重要的促进作用，主要表现在能提高教学质量、优化实验环境，积极促进学生探索世

界，提升教师探索教育的水平，对于促进创新人才培养也有重要的意义。本文通过剖析虚拟现

实技术在教育教学融合中的优势，探索其在教育教学中的困境，分析未来教育发展形势下，利

用虚拟现实技术促进高校教育发展的重要性和可能性，分析并阐述虚拟现实技术对于高校教育

的重要影响力和巨大潜力。

关键词[]计算机技术虚拟现实技术高校教育教学发展策略

课题：陕西省“十四五”教育科学规划2023年度课题“新课标下高校美术教育专业学生实践

能力培养研究”（课题编号：SGH23Y2664）。

科學技术的迅速发展已经影响到了人们生产、生活的方方面面，并逐渐影响到教育领域，

科技的发展和进步，改善了教育方式，更新了教育方法。鉴于此，教育领域中的教育手段也需

要随之改变，传统的文字、图像、多媒体教学手段需要经历变革，走向虚拟现实技术的教学之

路。在新时期改革背景下，将虚拟现实技术渗透到教育教学当中，如虚拟实验室、数字场馆、

模拟训练等，赋予了高校教育更多元化的教学方法与发展趋势。基于此，本文就以虚拟现实技

术为切入点，探究其在高校教育中的实际应用策略，以期利用人机交互技术实现教学设计和技

能培训等教学任务，同时，优化教育质量，促进我国教育健康、持续发展。

虚拟现实技术的发展与内涵及特征

作为一种新型计算机技术，虚拟现实技术是在计算机仿真技术前提下不断形成发展起来

的，虚拟现实技术综合涉及系统仿真、传感、网络信息、大数据等不同领域的内容。

虚拟现实技术的形成1.与发展

美国可以说是虚拟现实技术的发源地，也是首个将VR虚拟技术应用到高校教育的国家。

在美国，雪城大学的教育学专家RobSalgado为了使虚拟现实技术更好地运用到教育领域，创

办了名为“TheVRMLGalleryofElectromagnetism的专属网站”，该网站在美国中学、大学的物

理、数学课程日常教学中得到了应用，其作用在于利用虚拟现实技术来演示一些物理学中的现

象，如电磁现象，或者是用于建立模型。1985年开始，美国宇航局（NASA）开始了VR头戴

设备的探索研究之旅，NASA曾经为美国建立了可广泛应用的VR教育系统，促进了虚拟现实

技术在美国教育领域中的普遍应用。后来，美国东密歇根大学的教授借助微软公司的XBOX

Kinect摄像头、可视化软件，开发的虚拟现实沙盒产品应用到学校的地球科学相关课程，在实

际的教学应用中，虚拟现实沙盒产品借助计算机技术将场景虚拟投射至沙盒中，学生可以自行

创造投射的场景。同时，美国还有其他多所高校也注重在教育领域应用虚拟现实技术的研究，

主要的成果有：华盛顿大学人机界面技术实验室研究人的感知觉和控制力与虚拟现实技术的关

联，并成功在教育、设计、娱乐以及制造业中引入了虚拟现实技术。

虚拟现实技术的2.内涵

从狭义层面上讲，其含义表现为借助多元化可视化设备和传感器构建一种三维虚拟环境，

借助声音与画面给用户从听觉、视觉等不同感官上带来综合体验，以此使人们沉浸于虚拟世界

之中，产生一种置身于真实情境的感觉。虚拟现实环境下，我们能够对客观世界及变化进行直

接观察和了解，同时通过动作、交流等方式与其开展自然交互，这样能够达到人机一体的效

果。凭借不同传感交互设备，如果外界以及虚拟环境可以形成反馈闭环，受到用户主动操作的

影响，虚拟环境以及用户间进行的自然交互也将在很大程度上反作用于外部世界。伴随着互联

网信息技术的广泛应用，虚拟现实技术的含义得到逐步拓展，不仅是该技术有关的理论，还包

括新兴技术，均可以算作虚拟现实技术。

虚拟现实技术的3.特征

虚拟现实技术的特征主要体现在以下三个层面：

（1）沉浸性（Immersion）：沉浸性表现为结合人们生理及心理特征，借助不同类型计算

机设备来构建一种切合实际的虚拟环境，人们能够借助不同类型传感交互设备来充分融入和体

验虚拟环境，在这样的环境下能够得到更好的情感与心理体验。

（2）交互性（Interaction）：表现为在虚拟环境下，