北京市育英学校 罗明睿

1.引言

目前，虚拟现实题材的电影层出不穷，《头号玩家》的上映也让虚拟现实走入人们的视野，将虚拟现实和现实生活结合也成为现阶段十分热门的话题和研究方向，现实生活不具备人们在虚拟现实中所可以得到的需求，而虚拟现实中的极高的自由度和极强的代入性也得到人们更多的青睐和关注。虚拟现实的体验游戏机也在各大商场中十分吃香。但现阶段虚拟现实在大众领域所展示的功能仅是基础娱乐，将虚拟现实代入教育中也是未来研究方向，虚拟现实课堂也将成为未来主流的网络课堂模式。

2.虚拟现实的发展历史与背景

2.1 虚拟现实概念的定义

虚拟现实（Virtual Reality）是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，利用计算机构建类似于现实生活的模型，在视觉，听觉，触觉进行模拟，使人类身临其境。

2.2 虚拟现实技术的发展历史

人类对这个概念有最初的理解和意识是在上世纪60年代，人们利用计算机仿真技术将图片进行叠加和处理形成动画效果，构建现实中运动模型。在上世纪90年代前后，美国首先提出了现代虚拟现实的概念。2011年Oculus开发人员、shenx、著名的吃豆人开发者岩谷彻等人提出虚拟现实的设计，并研发虚拟现实游戏机Oculus Rift。2014年首次拍摄虚拟现实记录短片《HELP》。

2.3 虚拟现实技术在现实生活中的应用

2.3.1 VR电影

2014年由《速度与激情》系列的导演林诣彬，导演了第一部VR短片《HELP》。2016年6月，导演罗布麦克莱伦推出了全球首部限制级VR电影《ABE VR》。2016年9月中国VR电影《人工智能：伏羲觉醒》上线。该片讲述了一群互联网商界精英围绕着人工智能“伏羲”展开争斗的故事。2017年3月，Oculus Story Studio带来了它们的第三部 VR 电影作品《DearAngelica》

如今vr（VR）技术在电影方面得到广泛应用，但由于技术成形较晚，大多数作品处于创作和拍摄阶段。

2.3.2 VR游戏

我凭啥吃你一刀子？我和三妮真的没那事，你为啥非要往自己头上扣屎盆子？你肯定是受了别人的指使。想把我这个村长搞下去。有人给你钱了是不是？

在2013年，关于VR游戏的开发者版本也被推出，而推出者正是虚拟现实行业的领军团队Oculus Rift。此版本具有划时代的意义，而其售价也不菲，为300美元，仅仅在官方网站上可以买到使用权。

开发者版本的VR游戏设备出售仅仅4个月，诸多游戏就已经提供支持，其中比较具有代表性的有：“半条命2”、“军团要塞2”、“模拟外科医生2013”，据统计，共有20多种以发售的游戏提供支持，还有数十种正在开发中的游戏宣布对其支持。如今已有近60款游戏支持Oculus。Playstation公司于2016年推出PSVR。

2.3.3 医学

VR技术提供人体内器官模拟，医学VR环境不仅仅包括手术台、手术等，还包括外科工具，如手术刀、注射器、手术钳等，以及虚拟的人体模型和人体器官。

3.虚拟现实技术的特性

3.1 虚拟现实的代入性

虚拟现实是一个仿照外部环境的模型，使用者可利用虚拟世界获取信息。利用视觉、听觉、触觉对外界世界进行直观的判断与感受，从而将自己置身于中就有身临其境的感受。使用者将自己带入虚拟环境中，在虚拟环境中做出反应、判断并表达自己的行为。在许多方面贴近现实。

3.2 虚拟现实的交流性

虚拟现实中人们利用互联网技术在虚拟现实环境中进行思维和语言交流，也可通过文字、图片等方式辅助自己进行思维表达。在虚拟现实环境中，使用者直接与使用者交流，无中间环节，能提升交流的准确性和便利性。虚拟现实的交流性也体现在使用者与环境之间的交流、使用者与使用者之间的交流、虚拟环境和外界环境之间的交流。使虚拟现实环境成为一个整体。

3.3 虚拟现实的执行性

虚拟现实环境中通过计算机技术能准确地在虚拟现实环境中表达使用者的意图，做到准确的执行。并且虚拟现实能做到和现实环境中一样，将使用者的意图表达的又快又准。

3.4 虚拟现实的自由性

虚拟现实较现实环境中拥有更高的自由性，使用者可在其过程中发挥自己的想象，更准确地表达自己的意图，较现实环境下没有了一些环境中的限制与拘束。可以在虚拟环境中自由发挥将自由程度优化至最大，拥有十分强大的遐想空间。

4.虚拟现实技术在基础教育方面的应用

4.1 基础教育和虚拟现实技术的结合

虚拟现实课堂是基于虚拟现实技术在基础教育领域上的一个创新的模式。主要的授课方式和传统课堂相似，采用课堂授课模式，由一位老师带领学生在虚拟现实的环境中进行学习。老师教授的内容和相应环境上传至虚拟现实环境之中，学生在上课时通过相应设备进入虚拟现实环境中进行学习。比如老师想在课堂中进行化学试验，以氢气在纯氧之中燃烧为例，教师可以通过科技手段在虚拟现实空间中对实验建立模型，并且准确地在虚拟现实空间中表达出来，以便学生的实践学习，并使实验简洁。虚拟现实课堂可以理解为对传统形式课堂的改造和加工，是通过科技手段对传统课堂简化优化之后的新兴教育模式。

4.2 学生在虚拟现实课堂中的表现

学生较传统课堂在虚拟现实课堂中会更加便捷地获取知识，并且可以通过虚拟现实课堂中的模拟实验对一些无法在现实生活中完成的试验进行理解，例如物理中小球在光滑的平面上运动，而现实中无法获取到光滑平面，因此对学生造成一些困扰和误解。再可说基础化学教育阶段化学中有对危险系数很高且高中实验室很难精确完成的试验，如上文提到的氢气在纯氧环境中的燃烧，学生可通过虚拟现实技术在虚拟现实课堂中完成操作加深理解。虚拟现实课堂基于互联网，但相比于传统网络授课模式，学生在虚拟现实课堂中自由度更高，更利于学生理解，有助于学生专注地、高效地完成相应任务的学习和理解，虚拟现实课堂较于网络传统教学也有利于监督和辅导。

4.3 知识在虚拟现实课堂中的传播

虚拟现实课堂中知识主要通过互联网进行传播，主要传播方式是通过虚拟现实环境将二维画面变为三维或者四维，并加以语言的辅助进行授课。教师通过设备进入虚拟现实环境中发出指令，学生利用设备进入虚拟现实环境获取将信息进行处理。

5.虚拟现实教育的优点与不足

5.1 虚拟现实课堂的优点

5.1.1 机动性强

虚拟现实课堂只需要一个设备进入虚拟现实环境之中。而设备随着科技的进步将得到提升。最理想的设备便是VR眼镜。学生可以在家中或者外出的路上戴上眼镜便可进入课堂进行学习，而老师授课也仅需戴上眼镜授课。如果学生在学习环境中遇到问题可随时进入虚拟现实环境中进行解答。做到想学就能学，机动性非常强。

5.1.2 课堂效率高

虚拟现实课堂拥有更高的自由度和代入性，学生自由程度优化至最大，拥有十分强大的遐想空间，因此学生能在此环境中充分发挥，并且能将自己带入环境之中方便学习交流。而且虚拟现实课堂中的师生交流频率会高于常规网络授课模式，保证学生有效学习的时间，也会提高学习效率。

5.1.3 方便监督

虚拟现实课堂中老师可以看到学生的行动，更加准确地获取学生是否理解或者掌握所授课的相关信息，有利于师生之间的交流表达，方便老师监督和帮助学生获取知识。

5.2 虚拟现实课堂的不足

5.2.1 成本过高

能够支持虚拟现实课堂模式的虚拟现实的装备在5000元至10000元不等，对于普通的家庭来讲，价位偏高。而且建立庞大的虚拟现实系统和对各种知识试验在虚拟现实环境中的模拟、虚拟现实课堂的测评、维护、监管都需要不菲的资金维持。

5.2.2 技术问题

现阶段虚拟现实装备没有能达到提供便捷的设备进行虚拟现实课堂。其次虚拟现实课堂需要庞大的系统，实际上对此上是空白。

6.虚拟现实课堂的前景展望

在技术到达虚拟现实课堂时，虚拟现实课堂可在市级示范学校进行定点试验，结合网络教学进行试讲。社会上需对此进行宣传和认可，国家有相应政策的支持，虚拟现实课堂可被普及。虚拟现实课堂将取代传统的网络授课模式，并且在学校的基础教学中与传统教育相辅相成。