淺談虛擬現實技術在高等職業教育中的應用
1虛擬現實技術概述
虛擬現實（virtualreality）技術最早提出於20世紀80年代，簡稱為VR,它可以讓使用者建立虛擬模擬世界，也可以讓使用者親身體驗虛擬模擬世界，實現真正的人機互動。虛擬現實技術集合了模擬技術、人機對接技術、感測技術、計算機圖形學、三維動畫、動作捕捉技術、影片音訊編輯技術、技術廣角立體顯示技術、網路技術等，是一門集合了多種技術的強大的綜合技術。模擬真實環境是由計算機來完成場景的製作並生成具有實時動態的逼真的三維動畫；運用人機介面技術和感測裝置實現感知性；運用動作捕捉技術對使用者的肢體動作進行跟蹤，最佳化觸覺反饋，實現人機互動的自然技能；運用音訊編輯技術實現自然環境的立體聲輸入輸出等。虛擬現實具有多感知性、虛擬現實沉浸感、虛擬現實互動性和虛擬現實自主性4個特徵。多感知性是指除了普通計算機所具備的對影象的感知外，我們的模擬系統還具備對聲音、觸控、運動甚至味道的感知等，最佳的模擬系統應該具備人類所具有的一切感知功能。虛擬現實沉浸感是指使用者作為體驗者存在於模擬環境中所感受到的真實程度，最佳的模擬環境應該使體驗者身臨其境難辨真假。虛擬現實互動性是指使用者和模擬環境之間的自然和諧程度，使用者對模擬環境內物體的可操作，模擬環境亦能做出準確的反饋。虛擬現實自主性是指模擬環境中的物體能夠依據真實客觀世界物理運動定律運動。
2虛擬現實技術在高等職業教育教學中的應用
職業教育的宗旨是培養高素質勞動者和技能型、應用型人才，高等職業學校應具備培養大規模高素質技能型人才的能力，學歷教育和職業技能培訓並舉，形成形式多樣、靈活開放的教育教學模式。而對於技能的培養，學生主動地去互動和被動的灌輸，教學效果也天差地別，將虛擬現實技術引入高等職業學校無疑更加有利於高素質技能型人才的塑造與培養。虛擬現實技術可以為學生營造富有趣味的模擬學習環境，讓學生去親身經歷和感受比教師空洞抽象的解說更加直觀易懂，從而培養學生自主學習的能力。將傳統的以教師為主導、以教促學的教學模式轉變為以學生為主體的新型教學模式，學生透過自身與模擬環境的互動體驗來獲得知識和技能，能有效激發學生的創造力和想象力。下面筆者將從以下3個方面探討虛擬現實技術在高等職業教育教學中的應用。
2.1建立虛擬實訓基地
實訓基地是職業學校完成實踐實訓教學、培養學生應用職業能力的必要所在，隨著教育改革的不斷深入，越來越多的職業學校加大實訓基地的投入和建設力度。實訓基地的建設成本高、週期長、後期裝置維護和更新也需要不斷地追加資金投入，顯然存在一定的弊端。而基於虛擬現實技術建立的虛擬實訓基地不僅可以節約時間和空間，還可以節省大量的資金投入，有效地減少後期維護成本。在虛擬實訓基地，環境是由計算機生成的模擬世界，所需要的裝置和部件也是計算機生成虛擬裝置，後期維護時可以根據教學需要輕鬆完成虛擬裝置更新和新增。當今社會是個科學技術飛速發展的時代，技能型課程內容更新也較快，在虛擬實訓基地教學內容的更新更加容易，能夠使學生的技能培養和時代的`步伐保持一致，充分保證技能教學的先進性。在虛擬實訓基地，虛擬現實的沉浸感和互動效能真正地開啟學生為主體的教學模式，學生在虛擬的模擬環境中扮演角色，身臨其境。人機互動更有利於學生夯實技能操作的基本功。以筆者學校為例，像動物外科手術技能、汽車維修技能、農機具修理技能、模具製作技能、果蔬苗木栽培技能、計算機維修技能、組網技能等各種職業技能的訓練可以直接依託於虛擬實訓基地，學生可以在虛擬模擬的環境中反覆加以練習，直到完全掌握操作技能為止。對於設計類課程而言虛擬實訓基地更是學生最好的實訓場所，如園林規劃設計、室內裝潢設計等，學生可以透過虛擬現實將自己的作品實景呈現，製作漫遊動畫，徜徉其中。除此之外，虛擬實訓基地還具備一個優點，那就是在實訓時幾乎沒有安全隱患。例如汽車駕駛技術學習、危險的化學實驗就可以在模擬環境中完成，從而成功地規避風險。
2.2開發具有互動功能的教學課件
職業教育的宗旨是培養技能型人才，以往的偏向理論教學以及過分依賴教師講授的教學模式已經遠遠不能滿足教學需要。隨著教育改革的不斷深入和資訊科技的發展，教學方法也在不斷更新，逐步引入計算機輔助教學(CAI)已經大大地改善傳統教學模式的侷限性。雖然傳統的課件具備了圖、文和聲音並茂的功能，顯著提高了學生的學習興趣、改善了教學效果，但是在一些教學難點或者技能操作課程上仍然不能滿足教學需要；在表現一些技能型知識點如機械運動規律、機械維修、零件組裝、計算機拆裝等方面，傳統課件製作難度高，展示效果不理想，而引入虛擬現實技術的課件開發實現了逼真的三維的展現形式，實現了人機互動，學生可以身臨其境體驗所學知識和技能，這就使得學生的學習過程更加生動形象，對於知識和技能的理解與掌握也更加容易。
2.3開展基於虛擬現實技術的遠端教育
遠端教育也是當前高等職業學校教育的發展方向之一，它以計算機和網路為媒介，極大地方便了網路教學。傳統的網路教學有的是錄屏講解，有的是教師課堂實錄，學生接觸不到教師以及相關操作的所需的教具，存在一定的侷限性，教學效果往往事倍功半。尤其對於實踐性很強的技能型學科影響更大，例如計算機組裝與維修課程，學生光靠看老師的影片講解，死記硬背操作步驟，不如現場操作一次效果來得好。正因為如此，對於實踐性較強的學科來說，引入虛擬現實技術模擬模擬環境，建立虛擬實驗室顯得尤為重要。基於虛擬現實技術的網路教學讓學生可以在虛擬實驗室自主學習的同時還可以自己動手拆裝，更直觀地學習並加以練習和體驗，教學效果必將事半功倍。
3結語
虛擬現實技術作為一門前沿高新技術，將其應用到高等職業教育教學中是一種創新型教育手段，具有廣闊的發展前景。它提供了逼真的教學環境，使得傳統資訊化教學手段有了質的飛躍，讓課堂教學變得更加豐富、立體、生動和富有成效，尤其讓技能教學更直觀化，能有效激發學生的自主學習能力、想象力和創造力。虛擬現實技術的應用能夠促進職業學校教科研水平的提高，改善實驗實習場所並節約資源，豐富教學手段，最佳化教學過程，提高教學效率。