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虛擬和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(VR/AR)技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用與前景展望
江蘇省如東中等專業(yè)學(xué)校 鄧詳 2019/1/30 7:56:30
摘要：2015年，微軟公司發(fā)布HoloLens全息眼鏡，標(biāo)志著增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正式進(jìn)入市場(chǎng)；2016年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在國(guó)內(nèi)出現(xiàn)井噴式增長(zhǎng)，標(biāo)志著虛擬現(xiàn)實(shí)產(chǎn)業(yè)進(jìn)入高速發(fā)展期。本文將介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，并分析VR技術(shù)與AR技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用，展望這兩種新技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)應(yīng)用中的前景。
關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；職業(yè)教育教學(xué)；應(yīng)用；前景
1965年，美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局研究員伊凡·蘇澤蘭博士首次提出“虛擬現(xiàn)實(shí)”的設(shè)想，提議打造包括交互圖形顯示、力反饋設(shè)備與聲音提示的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，讓人戴上頭盔顯示裝置，觀看計(jì)算機(jī)制作的虛擬圖像[1]。次年，蘇澤蘭博士的設(shè)想在麻省理工學(xué)院林肯實(shí)驗(yàn)室變成了現(xiàn)實(shí)。1990年代，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)興起，任天堂公司推出Sega VR-1；2000年后，網(wǎng)絡(luò)時(shí)代來(lái)臨，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)亦獲得進(jìn)一步發(fā)展，進(jìn)入商業(yè)應(yīng)用階段。
在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)蓬勃發(fā)展的同時(shí)，1990年，波音公司研究員托馬斯·考德爾為方便工人們組裝波音777客機(jī)，發(fā)明了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)。2015年，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)正式走向大眾。從此，世界進(jìn)入VR/AR時(shí)代。
一、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)
1、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，是利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、仿真技術(shù)、多媒體技術(shù)，為用戶生成虛擬環(huán)境，向用戶輸入逼真的視覺信息、聽覺信息、嗅覺信息，讓用戶沉浸到虛擬現(xiàn)實(shí)的環(huán)境中。用戶還可以通過設(shè)備與虛擬環(huán)境中的各種對(duì)象進(jìn)行互動(dòng)，獲得身臨其境的體驗(yàn)與感受[2]。——2018年熱映的《頭號(hào)玩家》，展現(xiàn)的就是VR技術(shù)應(yīng)用的藍(lán)圖。
2、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)
增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Augmented Reality），是實(shí)時(shí)計(jì)算攝影機(jī)圖像的位置、角度，并加上相應(yīng)視頻、圖文、3D模式的技術(shù)。如果說(shuō)VR技術(shù)讓人沉浸于虛擬世界，那么AR技術(shù)則重在虛實(shí)交錯(cuò)。——AR將電腦生成的虛擬信息疊加到現(xiàn)實(shí)世界中，為用戶提供工作、學(xué)習(xí)所需要的各類視覺、聽覺、觸覺信息，對(duì)真實(shí)世界進(jìn)行補(bǔ)充[3]�！朵撹F俠》中的斯塔克便戴有一個(gè)運(yùn)用AR技術(shù)的頭盔，斯塔克通過這個(gè)頭盔可以在飛行途中獲取各種所需信息。
二、VR技術(shù)與AR技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)中的應(yīng)用
2017年，VR技術(shù)與AR技術(shù)已經(jīng)在工業(yè)、醫(yī)療、軍事、娛樂等領(lǐng)域嶄露頭角，而在職業(yè)教育教學(xué)中，亦可推廣、應(yīng)用VR/AR技術(shù)。
長(zhǎng)期以來(lái)，中國(guó)的職業(yè)教育教學(xué)一直在模仿普通中學(xué)的教學(xué)模式，實(shí)行的是封閉式教學(xué)，教師對(duì)學(xué)生進(jìn)行滿堂灌，并要求學(xué)生長(zhǎng)時(shí)間反復(fù)閱讀教材，而課本上的二維文字又難以調(diào)動(dòng)學(xué)生的想象力，教學(xué)效果一直不甚理想。雖然近些年來(lái)各中等專業(yè)學(xué)校陸續(xù)引入多媒體技術(shù)，但課堂教學(xué)依舊枯燥乏味。而且在專業(yè)課教學(xué)中也并不是所有項(xiàng)目都能在真實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行的，利用VR/AR技術(shù)能促進(jìn)教學(xué)更有效、更便捷，將更為高效地打造精品課堂。有識(shí)之士還指出：學(xué)生所學(xué)的課本知識(shí)與生活實(shí)際、社會(huì)實(shí)踐脫節(jié)嚴(yán)重。
在教學(xué)中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師再也不必絞盡腦汁為學(xué)生創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，只需讓學(xué)生戴上VR/AR頭盔，便可將學(xué)生直接引入書本中的場(chǎng)景，讓學(xué)生們直觀地感受“圓明園的毀滅”，認(rèn)識(shí)軸對(duì)稱圖形，了解誠(chéng)信在社會(huì)生活中的價(jià)值，通過立體的視覺信息與大量聽覺、嗅覺信息豐富學(xué)生的感性認(rèn)識(shí)，幫助他們準(zhǔn)確地理解專業(yè)課程、掌握專業(yè)知識(shí)。這樣，必能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，讓他們自覺、主動(dòng)地投入到學(xué)習(xí)中，并將感性認(rèn)識(shí)上升為理性認(rèn)識(shí)。
在美國(guó)，有250多所學(xué)校（包括小學(xué)、中學(xué)、大學(xué)）已經(jīng)嘗試?yán)肰R/AR技術(shù)教學(xué)，效果非常理想，學(xué)生的成績(jī)明顯提高[4]。
三、VR技術(shù)與AR技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)應(yīng)用中的前景展望
我們可以預(yù)見VR/AR技術(shù)在職業(yè)教育教學(xué)應(yīng)用中的前景：
1、傳統(tǒng)教學(xué)以課本為中心，以黑板為中心，屬于二維式教學(xué)，在教學(xué)中應(yīng)用VR/AR技術(shù)，將使教學(xué)從二維時(shí)代進(jìn)入三維時(shí)代；傳統(tǒng)教學(xué)只能對(duì)學(xué)生輸入文字、數(shù)字信息，而VR/AR教學(xué)則將向?qū)W生提供文字、數(shù)字、圖像、視頻、音頻、嗅覺等海量信息；因此，VR/AR技術(shù)必將帶來(lái)教學(xué)史上的一次重大革命。通過VR/AR技術(shù)在中等專業(yè)學(xué)校專業(yè)課教學(xué)中的運(yùn)用，實(shí)時(shí)采集教學(xué)過程，運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)構(gòu)建客觀、公正評(píng)價(jià)教學(xué)與學(xué)的指標(biāo)體系，對(duì)教育教學(xué)效能進(jìn)行客觀地評(píng)價(jià)，實(shí)時(shí)、高效、便捷地反饋教育教學(xué)效果，從而改進(jìn)了中等專業(yè)學(xué)校專業(yè)課教學(xué)診斷與改進(jìn)的策略。
2、傳統(tǒng)教學(xué)強(qiáng)調(diào)學(xué)生記憶、掌握大量知識(shí)，發(fā)展了學(xué)生的記憶力，但始終不能提高學(xué)生的想象力與創(chuàng)造力；在教學(xué)中應(yīng)用VR/AR技術(shù)，學(xué)生可以沉浸于虛實(shí)交錯(cuò)的情境中神游天上地下，并面臨各種挑戰(zhàn)與風(fēng)險(xiǎn)，而調(diào)動(dòng)自己的全部想象力與創(chuàng)造力加以解決。通過對(duì)VR/AR（未完，下一頁(yè)）
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