虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)(Virtual Realty，簡稱VR)，是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)，主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。它利用計(jì)算機(jī)生成一種三維動(dòng)態(tài)視景和實(shí)體行為的系統(tǒng)仿真，使用戶沉浸到該環(huán)境中，是人們對(duì)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化以及交互操作的一種方法。虛擬現(xiàn)實(shí)已然開始走向教育領(lǐng)域，通過呈現(xiàn)逼真的現(xiàn)實(shí)嘲，來構(gòu)建學(xué)習(xí)的高沉浸式和教學(xué)的有機(jī)交互性，以打造“自主學(xué)習(xí)”的全景體驗(yàn)和構(gòu)想空間。
在科學(xué)類相關(guān)知識(shí)的教學(xué)中，可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)相關(guān)技術(shù)來建設(shè)多種STEAM“虛擬實(shí)驗(yàn)室”。通常我們由于設(shè)備、場地、經(jīng)費(fèi)等硬件的限制，許多實(shí)驗(yàn)都無法進(jìn)行。而利用虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)，學(xué)生足不出戶便可以做各種實(shí)驗(yàn)，獲得與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的體會(huì)，在保證教學(xué)效果的前提下，極大的節(jié)省了成本 。
學(xué)生能夠比實(shí)際操作方便的多地調(diào)整各項(xiàng)參數(shù)和某些流程，來切入觀察和分析，從而更深刻地、形象地理解科學(xué)原理。
同時(shí)可以不使用實(shí)際實(shí)驗(yàn)中不可避免的危險(xiǎn)化學(xué)品或某些危險(xiǎn)操作流程和環(huán)節(jié)從而杜絕安全隱患。
利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的虛擬實(shí)驗(yàn)室，還可以打破空間、時(shí)間的限制。大到宇宙天體，小至原子粒子，學(xué)生都可以進(jìn)入這些物體的內(nèi)部進(jìn)行微觀觀察和研究分析。另外一些需要幾十年甚至上百年才能觀察的變化，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以以很短的時(shí)間呈現(xiàn)。
另外，基于交互性，學(xué)生能夠在虛擬的學(xué)習(xí)環(huán)境中扮演一個(gè)角色，全身心地投入到學(xué)習(xí)環(huán)境中去，這非常有利于學(xué)生的技能訓(xùn)練。
美國zSpace公司是一家為VR教育提供解決方案的典型公司。在美國本土已有上萬的學(xué)生正使用zSpace STEAM實(shí)驗(yàn)室課件進(jìn)行學(xué)習(xí)。zSpace為實(shí)現(xiàn)技術(shù)革新，如今開發(fā)了全新的一體機(jī)產(chǎn)品。通常情況下，學(xué)校都會(huì)采購一套zSpace STEAM實(shí)驗(yàn)室課件，包括12臺(tái)學(xué)生使用的虛擬現(xiàn)實(shí)工作站和一臺(tái)教師使用的工作站，每個(gè)工作站都有配備一個(gè)互動(dòng)操作筆和不同的教育軟件。 zSpace教育解決方案包括：
高速頭部追蹤，讓學(xué)生和3D物體之間能夠進(jìn)行順暢的互動(dòng); 世上 的虛擬現(xiàn)實(shí)操作筆，讓學(xué)生可以通過操作進(jìn)行學(xué)習(xí); 全新的觸屏，讓zSpace和Windows應(yīng)用使用起來更直觀。
國內(nèi)很多教育云平臺(tái)上也使用了虛擬現(xiàn)實(shí)的相關(guān)技術(shù)。比如教師可對(duì)平臺(tái)上的所有虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源進(jìn)行增加、刪除或修改，并可上傳、下載教學(xué)課件、習(xí)題和題庫等內(nèi)容，也可對(duì)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目進(jìn)行自由定制。
學(xué)生不僅可在云平臺(tái)上學(xué)習(xí)具有三維互動(dòng)可視化、直觀、形象的理論知識(shí)，還可以親自動(dòng)手完成具有物理屬性、逼真的三維互動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。平臺(tái)具有三維互動(dòng)虛擬仿真實(shí)驗(yàn)智能指導(dǎo)和反饋，所操作的設(shè)備零部件功能、規(guī)格、性能指標(biāo)或工作原理以及人物動(dòng)作、實(shí)驗(yàn)嘲和仿真單據(jù)等人機(jī)互動(dòng)提示(包括字幕、語音和動(dòng)畫特效)。
在社會(huì)科學(xué)教學(xué)領(lǐng)域，也是新意百出，比如谷歌提出了“遠(yuǎn)征計(jì)劃”(Expeditions Pioneer Program)，提供包括VR設(shè)備GoogleCardboard、路由器、智能手機(jī)和平板電腦。使用教師和學(xué)生處在同一wifi環(huán)境中，前者作為“指導(dǎo)”建立一個(gè)“實(shí)景教學(xué)”嘲，后者“跟隨”進(jìn)入嘲，老師使用手機(jī)或者平板電腦可以對(duì)學(xué)生設(shè)備中的畫面進(jìn)行講解，并可以使用谷歌提供的全套講解文案和提問問題，讓學(xué)生得以在教室中就可以深度領(lǐng)略世界 古跡和當(dāng)代建筑的風(fēng)姿與歷史文化的厚重等。
同時(shí)，在談到虛擬現(xiàn)實(shí)時(shí)候，我們也必須意識(shí)到，它并不是現(xiàn)實(shí)世界的替代品，不是因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)還不完善。而是因?yàn)樗且环N藝術(shù)形式，歌頌人類特有的感知能力：我們的大腦、神經(jīng)、身體和感覺器官，它是享受感知奇跡的一種方式。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)讓人類體驗(yàn)、進(jìn)入到自己的意識(shí)里。這跟很多數(shù)字媒體技術(shù)形式是相反的。交互性和擴(kuò)展的人機(jī)對(duì)話，是其藝術(shù)性的關(guān)鍵所在。是藝術(shù)思維與科技工具相結(jié)合所產(chǎn)生全新的認(rèn)知體驗(yàn)的一種新型藝術(shù)語言形式。這或許也恰恰是虛擬現(xiàn)實(shí)得以延長技術(shù)生命的宏觀視角。
投稿郵箱：chuanbeiol@163.com 詳情請(qǐng)?jiān)L問川北在線：http://www.sanmuled.cn/
