论文部分内容阅读
【摘 要】信息时代，虚拟仿真技术以其画面逼真精美、运行高效便捷、功能丰富实用、信息直观方便等优势逐渐应用在各个领域，尤其在教育领域，虚拟仿真教育即将成为未来教育的新趋势。亲身去经历、去感受比空洞抽象的说教更具说服力，主动地去交互与被动的观看，有质的差别。
【关键词】虚拟仿真技术 虚拟仿真教育 交互
随着虚拟仿真技术和产品的不断进步，当下，大多数厂商都把焦点集中在虚拟仿真游戏、虚拟仿真视频领域上，实际上，虚拟仿真已经逐渐应用到了教育领域中，尤其在科技研究、虚拟仿真校园，虚拟教学、虚拟实验，教育娱乐等方面的应用更为广泛性。崭新的技术，会带给我们崭新的教育思维，解决了我们以前无法解决的问题，虚拟仿真教育将带来一系列的重大教育变革。
一、虚拟仿真教育未来教育发展的趋势
1.什么是虚拟仿真教育
虚拟仿真教育即利用计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，生成逼真的三维虚拟环境，通过多种传感器和可视化设备，将画面、声音等作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户融入这种特殊的环境中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间来辅助教学的一种教育方式。基本特征可归纳为3个：即沉浸性、交互性和构想性。
2.虚拟仿真技术促进教育变革
在虚拟仿真技术产生之前，人类的学习主要有两种方式：一是通过实践作用于现实世界进行学习；二是利用课本、课堂进行间接学习。随着现代信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术的出现为人类提供了一个全新的“第三世界”虚拟世界，使得人们能够更好地认识世界，改造世界。虚拟仿真教育作为一种全新意义上的教学媒体应用于教育，促使教育形态、教育环境、教学过程等产生重大变革，主要体现在以下几个方面。
第一，教学观念的变化。传统的教学主要是以教师为中心，学生是处于被动的学习环境，教学内容、结构、教学方法都是由教师决定的。现代化的教学方法要求改变传统的教学方式，以教师为主导，学生为主体。虚拟仿真技术有利于创造以学生为中心的个别化教学的环境。以现代教育思想为指导，使用虚拟仿真改进教学方法，增加人机交互，促使学生被动的学习变为主动的学习。
第二，教学内容的变化。由于虚拟仿真技术的介入，教学内容不论是外在形式还是内在结构都发生了翻天覆地的变化。借助计算机的强大功能，进行虚拟仿真。将信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性有效结合起来，为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式。
第三，教学手段的变化。教学手段影响着教学效果，是实现教学目的和教学任务的有效保证。虚拟现实技术的出现使得教学手段更科学化、更高效益，能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料。与传统媒体相比，虚拟现实技术更有利于学生的分析总结能力的提高，构建多学科交叉的知识网络，有利于学生知识的获取和增长，培养有创新意识的综合型人才。
第四，教学场所的变化。虚拟现实技术使教学不再局限于有形的课堂和试验室中，教学和动手操作的空间和时间得到无形的扩展.通过互联网也将为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，实现资源共享。
第五，节省教育投资。采用虚拟仿真技术的实验室许多仪器或部件都是“虚拟”的。随着虚拟仿真技术的不断开发和推广应用，用虚拟现实技术改造传统的计算机辅助教学手段，具有情景化学习、协作学习、远程教育等多种特性，可以得到更好的教学效果，并降低教学成本。
二、国内外虚拟仿真教育机遇与挑战
目前，介入虚拟仿真技术的公司越来越多，但大多研究领域都是游戏和影视，也有相当一部分公司开始逐渐涉足教育领域，而且越来越多。国内相较于国外，布局教育方面的公司相对少一些。究其原因，国内虚拟仿真依然在硬件和技术方面落后于国外，大部分国内虚拟仿真软硬件技术尚未成熟，用户体验不好，使得虚拟仿真教育难以一时间大规模应用与普及。现阶段而言，虚拟仿真教育机会与挑战并存。此外，在核心内容的生产工具方面，还具有一定的技术研发瓶颈在短期内难以突破，产业链也相对单薄，但是随着技术不断发展，将会有更好的发展趋势。
虚拟仿真技术，给我们带来崭新的教育思维。真实、互动、情节化的特点是虚拟仿真技术的魅力所在。结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种特性的虚拟仿真新技术，将会解决很多以前无法解决的教育问题。借助于虚拟仿真，沉浸式教学，消除了时间与空间造成的认知阻断，试想一下学生可以回到历史中，或到达宇宙空间之中，让我们更好地认知和学习，感受全方位的教育。因此，相对于传统教育中知识的扁平性，虚拟仿真教育的呈现将更加立体，有效帮助学生加深知识印象，深刻理解历史和现代事件。对于教育工作者而言，虚拟仿真教育无疑是最好的形式。
三、结束语
虚拟仿真教育作为教育的一种新的教育形式，它打破了传统的单向传授知识的教学模式，更好的让教育能够寓教于乐，有效地激发学习兴趣；同时它还能够有效地创建学习情景、支持合作、促进交流、促进知识表达和应用，从而有效地构建一个非常优良的学习环境，让学生学到更多的东西。虚拟仿真教育在探索和发展现代教育思想、提高教育技术水平、改造试验环境优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才将产生深远的影响。随着虚拟仿真技术研究和运用的进一步发展和成熟，将会出现虚拟教学课堂、虚拟实验室、虚拟大学、虚拟社会等。虚拟仿真教育在国内的探索路还长，相信在未来的教育领域中虚拟仿真教育必将会占有相当重要的一席之地。
【关键词】虚拟仿真技术 虚拟仿真教育 交互
随着虚拟仿真技术和产品的不断进步，当下，大多数厂商都把焦点集中在虚拟仿真游戏、虚拟仿真视频领域上，实际上，虚拟仿真已经逐渐应用到了教育领域中，尤其在科技研究、虚拟仿真校园，虚拟教学、虚拟实验，教育娱乐等方面的应用更为广泛性。崭新的技术，会带给我们崭新的教育思维，解决了我们以前无法解决的问题，虚拟仿真教育将带来一系列的重大教育变革。
一、虚拟仿真教育未来教育发展的趋势
1.什么是虚拟仿真教育
虚拟仿真教育即利用计算机图形学、仿真技术、多媒体技术、人工智能技术、计算机网络技术、并行处理技术和多传感器技术，生成逼真的三维虚拟环境，通过多种传感器和可视化设备，将画面、声音等作用于用户的视觉、听觉、触觉，使用户融入这种特殊的环境中，并能够通过语言、手势等自然的方式与之进行实时交互，创建了一种适人化的多维信息空间来辅助教学的一种教育方式。基本特征可归纳为3个：即沉浸性、交互性和构想性。
2.虚拟仿真技术促进教育变革
在虚拟仿真技术产生之前，人类的学习主要有两种方式：一是通过实践作用于现实世界进行学习；二是利用课本、课堂进行间接学习。随着现代信息技术的飞速发展，虚拟仿真技术的出现为人类提供了一个全新的“第三世界”虚拟世界，使得人们能够更好地认识世界，改造世界。虚拟仿真教育作为一种全新意义上的教学媒体应用于教育，促使教育形态、教育环境、教学过程等产生重大变革，主要体现在以下几个方面。
第一，教学观念的变化。传统的教学主要是以教师为中心，学生是处于被动的学习环境，教学内容、结构、教学方法都是由教师决定的。现代化的教学方法要求改变传统的教学方式，以教师为主导，学生为主体。虚拟仿真技术有利于创造以学生为中心的个别化教学的环境。以现代教育思想为指导，使用虚拟仿真改进教学方法，增加人机交互，促使学生被动的学习变为主动的学习。
第二，教学内容的变化。由于虚拟仿真技术的介入，教学内容不论是外在形式还是内在结构都发生了翻天覆地的变化。借助计算机的强大功能，进行虚拟仿真。将信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性有效结合起来，为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式。
第三，教学手段的变化。教学手段影响着教学效果，是实现教学目的和教学任务的有效保证。虚拟现实技术的出现使得教学手段更科学化、更高效益，能提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料。与传统媒体相比，虚拟现实技术更有利于学生的分析总结能力的提高，构建多学科交叉的知识网络，有利于学生知识的获取和增长，培养有创新意识的综合型人才。
第四，教学场所的变化。虚拟现实技术使教学不再局限于有形的课堂和试验室中，教学和动手操作的空间和时间得到无形的扩展.通过互联网也将为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所，实现资源共享。
第五，节省教育投资。采用虚拟仿真技术的实验室许多仪器或部件都是“虚拟”的。随着虚拟仿真技术的不断开发和推广应用，用虚拟现实技术改造传统的计算机辅助教学手段，具有情景化学习、协作学习、远程教育等多种特性，可以得到更好的教学效果，并降低教学成本。
二、国内外虚拟仿真教育机遇与挑战
目前，介入虚拟仿真技术的公司越来越多，但大多研究领域都是游戏和影视，也有相当一部分公司开始逐渐涉足教育领域，而且越来越多。国内相较于国外，布局教育方面的公司相对少一些。究其原因，国内虚拟仿真依然在硬件和技术方面落后于国外，大部分国内虚拟仿真软硬件技术尚未成熟，用户体验不好，使得虚拟仿真教育难以一时间大规模应用与普及。现阶段而言，虚拟仿真教育机会与挑战并存。此外，在核心内容的生产工具方面，还具有一定的技术研发瓶颈在短期内难以突破，产业链也相对单薄，但是随着技术不断发展，将会有更好的发展趋势。
虚拟仿真技术，给我们带来崭新的教育思维。真实、互动、情节化的特点是虚拟仿真技术的魅力所在。结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种特性的虚拟仿真新技术，将会解决很多以前无法解决的教育问题。借助于虚拟仿真，沉浸式教学，消除了时间与空间造成的认知阻断，试想一下学生可以回到历史中，或到达宇宙空间之中，让我们更好地认知和学习，感受全方位的教育。因此，相对于传统教育中知识的扁平性，虚拟仿真教育的呈现将更加立体，有效帮助学生加深知识印象，深刻理解历史和现代事件。对于教育工作者而言，虚拟仿真教育无疑是最好的形式。
三、结束语
虚拟仿真教育作为教育的一种新的教育形式，它打破了传统的单向传授知识的教学模式，更好的让教育能够寓教于乐，有效地激发学习兴趣；同时它还能够有效地创建学习情景、支持合作、促进交流、促进知识表达和应用，从而有效地构建一个非常优良的学习环境，让学生学到更多的东西。虚拟仿真教育在探索和发展现代教育思想、提高教育技术水平、改造试验环境优化教学过程、培养具有创新意识和创新能力的人才将产生深远的影响。随着虚拟仿真技术研究和运用的进一步发展和成熟，将会出现虚拟教学课堂、虚拟实验室、虚拟大学、虚拟社会等。虚拟仿真教育在国内的探索路还长，相信在未来的教育领域中虚拟仿真教育必将会占有相当重要的一席之地。