虚拟现实(VR，Virtual Reality)是数字科技的结合，包含3D显示器、动态追踪、开发平台、输出及输入设备等，可以通过向用户提供感官模拟使其有身临其境之感。用户可以即时且没有限制地观察三维空间虚拟世界内的事物，当用户移动时，计算机通过运算产生一个三维立体空间的虚拟世界，为用户提供听觉、视觉等感官的享受，让用户更有临场感。VR等技术的迅速发展加快了各种媒体间的融合，主要包括传统媒体间的融合、新媒体间的融合、传统媒体与新媒体间的融合，这是一种基于印刷、音频、视频、互动性数字媒体间的融合。从媒体融合的视角看埃德加·戴尔(Edgar Dale)的学习金字塔理论，我们可以得知情景模拟式的媒体使学生对学习内容的记忆最深刻，VR技术有利于学习成效的提升。非语言信息传递是人类运用自身的五种感官系统来接收信息，其中，视觉部分约占83%，听觉部分约占11%，触觉、嗅觉及味觉约占6%，这为虚拟现实系统利用人的视觉、听觉感受提供了支持。在现实环境中，人的感官是直接与真实事物进行接触与互动的。在虚拟环境中，虽然也是通过人的感官参与互动，但接触的却是虚拟的人、事、物，而这些虚拟的人、事、物则是由计算机产生，视觉是通过头戴式显示设备实现的，该设备可以模拟人眼所见的人、事、物，并阻隔外在真实环境对视觉的影响；听觉则是通过耳机仿真虚拟空间中的声音，并阻隔外界声音对听觉的影响。

　　VR技术在教学中有何作用？

　　只有顺应数字化技术的发展和互联网思维的媒体才能健康发展，知识的传播方式也应该不断改善，从而打造更优的教育教学环境。在数字化大潮的冲击下，越来越多的纸质出版物转向数字化，以适应“互联网+”时代的融合传播趋势。随着VR技术的发展，它在教学中表现出强大的优势和潜力，其应用对传统教学模式产生了巨大的冲击。VR技术的应用已受到教育工作者的广泛关注，并在学校教育、医学教育、职业技能训练等领域起着越来越重要的作用。

　　在学校教育中，利用VR技术所创建的虚拟环境，可以让学生直接接触VR所展现的世界，互动效果良好，更能激发学生学习兴趣和学习动机。如VR360影片运用360°摄像头拍摄海洋生态、热带丛林探险等特殊的场景，学生配戴设备观看该类场景的VR360影片，就会有身临其境的感受；虚拟化学实验室运用VR技术模拟实验室场景及实验过程，学生配戴设备进入虚拟实验室的场景中，即可实现模拟操作。运用VR技术可以模拟教学活动所需要的场景，使教学内容更加形象、立体。同时，利用VR技术还可以实现个性化教学，能有效地改善学习环境。

　　VR技术在医学教育中的应用同样备受关注，除了能改善医护实务与教育的不便利性，在未来也将大幅提升医护工作的效率。如VR虚拟解剖可将解剖现场可视化，模拟出完整的人体构造，提供给医疗服务机构和学校作为医护专业学生的教学工具，使学生甚至临床实习医生更加便利地了解与学习人体的构造。医生利用VR技术进行外科手术的虚拟训练，能降低实际操作过程中的失误率，比使用动物进行手术训练的传统方法效果更佳。VR技术应用于医学教育有两个关键点：真实与再现。虚拟实验将教学内容与多媒体、仿真、VR等技术结合起来，根据教学需求更新学习环境，突破传统实验室对时空的限制，使教学空间得到了延伸。

　　职业技能训练过程中，人们常常遇到训练场地特殊或设备昂贵且数量少的情况。用人单位可利用VR技术模拟技能训练场，让受训人员配戴设备，进入虚拟技能训练场进行拟真式技能学习与训练。如虚拟驾驶训练通过VR技术模拟驾驶训练的场景，让用户在驾驶模拟器上配戴设备进行训练；虚拟火场灭火与逃生训练通过VR技术构建虚拟的火灾场景，用户配戴设备，模拟进入火灾场景，使用VR控制器拿取灭火设备进行灭火，或进行火场的逃生演练等。

　　VR技术在数字教材建设中如何应用？

　　创设有效学习情境。情境学习是指在要学习的知识、技能的应用情境中进行学习的方式，强调将学生的身份和角色意识、完整的生活经验以及认知任务重新回归到真实、融合的状态。情境不仅是客观的环境，更是客观环境与主观情感的交互，富有教育内涵又充满智慧。情境学习不仅需要主观体验，还需在情境中给予学生足够的观察体验与探索体验，使他们在学习与尝试中了解意义，并利用体验过程中获得的认知来解决问题，全心全意地投入实践，这对提高学生的各种技能非常有益。情境学习可以适时使用不同科技媒体来激发学生的参与感。在教学方式多元化、教材形态多样化的今天，学生更希望有一个高质量的学习环境，VR技术正好可以满足这一需求。利用逐渐成熟的VR技术来开发VR数字教材，通过VR数字教材的使用营造具有沉浸感的学习环境，从而实现更有效的情境学习。

　　在虚拟环境中所呈现的画面、声音需要与学生在真实世界体验到的一致，仿真度越高，学生就越有身临其境之感。VR技术通过引人入胜的教学情境、感官互动来创建全新的感知。视觉被认为是最重要的感官，与理性结合得最紧密，虚拟现实可对物体进行极端特写检查，从内部、顶部或底部查看，学生可以仔细全面地研究，并且可以四处走动，很容易产生实际存在于模拟世界中的感觉。学生越关注虚拟环境中的感官刺激，就越容易投入到虚拟环境里，促使临场感、沉浸感的逐渐增加。沉浸感可以让学生有身临其境的感觉，属于大范围，临场感则包含在沉浸感中，使学生在身临其境中具有高度的真实感。

　　VR数字教材质量的影响因素有哪些？

　　影响VR数字教材质量的主要因素有内容、情境和互动三个方面。教学内容是教材的核心，在内容的构造上需要做到知识性与趣味性的统一，让学生通过任务应用将知识内化，避免教材过于空泛。除了教材本身的趣味性之外，教学过程还会产生游戏性。这种游戏性内容过多可能会导致学生无法专心学习，因此VR数字教材应做相应的限制。互动性是VR数字教材的一大特点，它将互动元素巧妙地搭配在教材中，增强了用户与教材间的交流机会，形成了良好的互动氛围。教师和学生在沉浸式情境中进行教学、互动，可创造并积累更丰富的学习经验。VR数字教材通过刺激视觉、听觉、触觉等感官实现寓教于乐，不仅可以降低学生压力，还能增加学生的学习兴趣，培养学生自主学习的能力。

　　此外，VR数字教材将传统纸质图书内容以动态、立体化的方式呈现给读者，极大地提升了图书的阅读沉浸感。编者在进行VR数字教材脚本编写时，为了呈现更完整、流畅的故事情节，必须做到结构严谨、分支多元。在撰写脚本的过程中，他们需要与合作的专任教师认真讨论脚本内容，否则可能会因脚本内容杂乱无章，情节过于虚幻，导致用户无法真正沉浸在情境当中。为了使教材中的对话内容具有相关性与流畅性，脚本须经过反复修改，具体包括语句的润饰、对话之间的衔接是否适宜等。

　　撰写VR数字教材脚本适用第一人称，若以第二人称撰写脚本，开发出来的VR数字教材将难以让用户体验到身临其境的感觉，会影响用户的沉浸感。在开发VR数字教材的过程中，编者须对VR数字教材的内容与主题有足够的认识与理解，这样才能避免在进行脚本编写时遇到阻碍，在形成教材脚本与故事情境上就会更加顺利。

　　在VR数字教材建设与应用中其评价环节也是非常重要的，评价指标不仅是衡量VR数字教材质量的重要标准，更是VR数字教材建设与运用的导向。在评价VR数字教材时，我们应充分考虑学生需求、知识技能、预期目标和结果、能否提高学生的学习效益、能否提升学生的学习兴趣等内容。现行教材缺乏情境教学，VR技术刚好符合情境教学的需求，VR数字教材只有让学生产生身临其境的真实感，才能更好地吸引学生学习，进而对学生学习提供有益的帮助。因此，在对VR数字教材进行评价时，我们还应考察教材是否创设了接近真实情境的学习环境，能否让学生在虚拟系统中直观、形象地理解和学习。本文将VR数字教材的成效评价归纳为教材内容设计、媒体与界面设计、虚拟现实成效三个方面，其中，教材内容设计内容具体包括教材内容符合培养目标、教材内容符合用户的层次、教材内容正确、教材中有引发学习动机的设计和给予适当的学习回馈；媒体与界面设计内容具体包括教材的媒体质量优良、教材的媒体有帮助学生理解的内容、教材的画面设计恰当、媒体接口操作方便且一致和教材的浏览工具合适；虚拟现实成效内容具体包括教材的沉浸性、互动性、想象性以及教材观看设备的使用不产生晕眩感。

　　文章基于VR技术在数字教材建设中的特点、作用、应用等方面的分析，提出了VR数字教材建设的评价指标。VR技术在教学中的应用虽然可以提升学生的学习效果，但存在教师端及开发端皆因设备较昂贵、合适教材较少导致不易普及等问题。如果相关问题能够得到解决，VR技术必将成为未来数字教材开发的重要技术手段。在今后的研究中，研究人员更应注重VR数字教材的开发端、教师端、学生端的整体性设计。开发团队在VR数字教材的互动设计与制作过程中应与专业教师紧密结合，充分考虑教师的教学设计，并且不断吸纳学生的反馈意见以优化VR数字教材，使VR数字教材在教学过程中发挥更大的作用。

来源 《贵州广播电视大学学报》

编辑 王小婷

编审 杨仪 王琳