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【摘要】虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR技術(shù)，是利用計算機科技、信息科技與語言編程等所創(chuàng)設(shè)的一種虛擬仿真現(xiàn)實的應(yīng)用技術(shù)，以及感官沉浸性、人“物”交互性和身臨其境的包裹感等優(yōu)勢性體驗，受到無數(shù)從事教育工作者的關(guān)注和重視。VR技術(shù)結(jié)合網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)，可以解決現(xiàn)階段網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)所面臨的實踐類課程、實訓(xùn)類環(huán)節(jié)不足或是無法開展的難題，拓展了遠程教育中的實踐（訓(xùn)）類課程的教學(xué)內(nèi)涵與品質(zhì)。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實（VR）技術(shù)；構(gòu)想性；網(wǎng)絡(luò)遠程教育

0引言

虛擬現(xiàn)實技術(shù)簡稱VR技術(shù)，具有構(gòu)想性，基于VR技術(shù)本身的多感知性與多維空間性，使用者可以根據(jù)所處虛擬環(huán)境進行充分的構(gòu)建想象，因為VR技術(shù)提供了超仿真的環(huán)境感官體驗，包括眼見之覺、傾聽之覺、觸碰之覺以及聞嗅之覺等，拓展了人體感官的認知范圍，也擴展了使用者發(fā)揮想象力的空間。所謂構(gòu)想性，是依托于人體五感之上的心靈所感、創(chuàng)想之覺，打破了物理時空的束縛與制約，憑借想象的羽翼遨游在自由王國的天空之上。在VR的世界里，它擁有現(xiàn)實感的環(huán)境體驗，也可以超現(xiàn)實感的想象體驗，并為之尋找可行性路線方法，可見構(gòu)想性與空想，是完全不同的概念。

1VR技術(shù)的構(gòu)想性特點

用戶沉浸在“真實的”虛擬環(huán)境中，與虛擬環(huán)境進行了各種交互感知，從定性和定量綜合集成的環(huán)境中得到感性和理性的認識，從而可以深化概念、萌發(fā)新意，產(chǎn)生認識上的飛躍[1]。使用者通過身心的沉浸感知，了解認知VR虛擬世界的相關(guān)信息，并與信息進行整理歸納，選擇性的吸收理解，超脫了現(xiàn)實世界的束縛與限制。在虛擬世界里、從宏大觀看角度到微觀領(lǐng)域無所不能，從而深化了對于現(xiàn)實世界的認識。例如，VR構(gòu)想性可應(yīng)用于車輛專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)：學(xué)生對于汽車相關(guān)知識的學(xué)習(xí)往往是通過網(wǎng)絡(luò)終端的圖片、動畫來實現(xiàn)的，經(jīng)過大量的遠程教育實踐，客觀地說，這樣的教與學(xué)的效果反饋不是很好，學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性不高，取得的成績也不盡理想。通過VR技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)，來進行更加切身的學(xué)習(xí)，包括，對車輛內(nèi)部與外部的飾物設(shè)計與材質(zhì)搭配的感知與判斷、虛擬駕駛員的駕駛感受與車輛操控體驗，以及在城市、鄉(xiāng)間等各種駕駛環(huán)境的綜合數(shù)據(jù)對比，更加直觀的感知，讓學(xué)生全身心地投入具有專業(yè)性包裹感的學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)中。車輛內(nèi)部的零件裝配學(xué)習(xí)，使用3D掃描、VR還原對車輛內(nèi)部零部件與相關(guān)設(shè)備進行裝配操作，同時進行仿真分析與觀察各部件是否有問題，讓學(xué)生充分體驗零件裝配的過程與實操環(huán)境。在汽車專業(yè)的網(wǎng)絡(luò)遠程教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，可以極大地提高學(xué)生的興趣，提高其認知和實踐能力，為相關(guān)專業(yè)科目的遠程教育開辟了道路。

2網(wǎng)絡(luò)遠程授課的VR技術(shù)功能實現(xiàn)

隨著技術(shù)的不斷進步，VR設(shè)備也在不斷地升級迭代中。例如，對于肢體動作的感知反饋系統(tǒng)、身體觸碰的感知反饋系統(tǒng)、手勢識別與判斷的感知反饋系統(tǒng)、語音識別與跨文化交流感知反饋系統(tǒng)等，都在不斷地豐富VR技術(shù)的功能實現(xiàn)。

2.1動作捕捉

通過肢體行為的方向感、指示性與操作習(xí)慣，進行識別與動態(tài)捕捉。這是進行VR授課的基礎(chǔ)，利用動作捕捉技術(shù)，真實的模擬師生在遠程課堂上的行動，營造出比網(wǎng)絡(luò)遠程授課更真實的學(xué)習(xí)氛圍。

2.2觸覺反饋

這里主要是按鈕和震動反饋。觸覺反饋多用于人與“物”，特別是人機之間的交互應(yīng)用，給用戶帶來逼真的碰撞感，實則為VR計算與呈現(xiàn)的效果。觸覺反饋運用在教學(xué)任務(wù)中，通過網(wǎng)絡(luò)遠程端口的設(shè)置權(quán)限，可以模擬課件設(shè)備的真實觸覺，在需要觀察教學(xué)器具時會帶來更加生動的體驗。

2.3眼球追蹤

眼球追蹤是根據(jù)人眼睛的生理運動、虹膜的信息提取與紅外線的折射反饋等技術(shù)手段所創(chuàng)造出的一項人體行為交互技術(shù)。運用眼球追蹤技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)遠程課堂可以更方便地讓同學(xué)看清學(xué)習(xí)內(nèi)容，例如寫在虛擬黑板上的字，同學(xué)可以在虛擬空間中改變眼球觀察的位置來看清文字內(nèi)容，距離可以自由操控，無論學(xué)生身處何地都可以體驗到更加自由的遠程學(xué)習(xí)感受。

2.4手勢跟蹤

使用手勢跟蹤作為交互可以分為兩種方式：第一種是使用光學(xué)跟蹤，比如LeapMotion和NimbleVR這樣的深度傳感器；第二種是將傳感器戴在手上的數(shù)據(jù)手套。光學(xué)跟蹤的優(yōu)勢在于使用門檻低，場景靈活，用戶不需要在手上穿脫設(shè)備，未來在一體化移動VR頭顯上直接集成光學(xué)手部跟蹤用作移動場景的交互方式是一件很可行的事情。[2]手勢跟蹤技術(shù)可便于用戶進行各種操作，相當(dāng)于鼠標的作用。

2.5方向追蹤

在VR世界里的基點錨定，由使用者的身體行為與意圖方向所決定，根據(jù)設(shè)置的方向路徑可以使得用戶全方位觀察虛擬景象，這在需要觀賞校外場地資料時將會起到很大的作用，學(xué)生可以身臨其境的感受戶外場景，360°全方位的欣賞資料。

2.6語音交互

語音交互是通過使用者的語音指令與VR環(huán)境之間的信息交流與信息反饋等的人與環(huán)境的溝通處理方式。在遠程教育中這無疑是教學(xué)內(nèi)容中最重要的一環(huán)，語音交流在VR環(huán)境中被人們認為更加具有教育引導(dǎo)功能的實現(xiàn)。

2.7感知傳感器

這種傳感器帶來更真實的嗅覺、觸覺的感官體驗，深層次的營造仿真環(huán)境，幫助同學(xué)和教師進入更真實的學(xué)習(xí)環(huán)境中。

3遠程教育中實踐（訓(xùn)）類課程痛點問題的解決方案

（1）VR技術(shù)促使教育體系提供一種身臨其境的體驗，這種浸入式的體驗感可以幫助學(xué)生真正感受到學(xué)習(xí)過程中的樂趣。此外，通過克服語言障礙和迎合視覺型學(xué)習(xí)者的需求，相較于傳統(tǒng)教學(xué)方式而言，這些技術(shù)能夠幫助一些特定的學(xué)生提高學(xué)習(xí)效率。

（2）網(wǎng)絡(luò)遠程教育的學(xué)習(xí)效率與學(xué)習(xí)質(zhì)量，之所以被一些人質(zhì)疑，就是因為在學(xué)習(xí)過程中容易被其他因素干擾。特別是實踐類課程、實訓(xùn)類環(huán)節(jié)，需要學(xué)生動手操作，而傳統(tǒng)遠程教育很難實現(xiàn)。而VR技術(shù)提供了虛擬仿真的實驗室、實驗設(shè)備的可能性，通過VR設(shè)備形成身體感官感知的各種解決方案（例如VR穿戴設(shè)備、觸碰設(shè)備、嗅覺設(shè)備、體感設(shè)備等），最終完成實踐學(xué)習(xí)任務(wù)，同時提高學(xué)生的想象力和思維能力，并以一種游戲化、協(xié)同化與仿真化的方式來激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。讓網(wǎng)絡(luò)遠端的學(xué)習(xí)者充分調(diào)動各項感官體驗，全身心的進入實踐課程、實訓(xùn)課程的學(xué)習(xí)狀態(tài)。

（3）遠程教育媒介平臺，目前泛指依托于互聯(lián)網(wǎng)、新媒體等技術(shù)所開設(shè)的教育傳播平臺，包括網(wǎng)站、App、微信公眾號以及其他社交性軟件的交互平臺等。對于人文學(xué)科來說，遠程教育媒介平臺所展開的理論傳播與實踐教學(xué)方面，尚有很大的進步空間。例如：新聞學(xué)科理論方面相對而言比較系統(tǒng)化，講授的方式也根據(jù)媒介平臺的不同，有很多不同的教學(xué)形態(tài)，包括視頻、音頻、課件、動畫等，深入淺出地把枯燥的理論轉(zhuǎn)化成可感知的多元化表現(xiàn)形式。（4）某些特殊專業(yè)領(lǐng)域，需要更具實踐性與構(gòu)想性的遠程培訓(xùn)，而VR技術(shù)的引入就解決了這方面的需求，它專注于將批判性思維應(yīng)用于現(xiàn)實世界的實務(wù)面問題，這有助于學(xué)生理解如何在實際工作中運用相關(guān)知識與技能，去分析處理比較復(fù)雜的情勢判斷和實務(wù)處境，例如遠程培訓(xùn)相關(guān)情報人員、警務(wù)人員等的專業(yè)技能。

4結(jié)語

VR技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)遠程教育相結(jié)合，是面向未來的成人教育、繼續(xù)教育與終身教育體系的發(fā)展方向，也是構(gòu)建學(xué)習(xí)型社會的重要方向。以互聯(lián)網(wǎng)為平臺，以VR技術(shù)為紐帶，串聯(lián)各項教育學(xué)科的遠程化模塊，調(diào)動學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)興趣與構(gòu)想性思維訓(xùn)練，挖掘VR設(shè)備的功能實現(xiàn)方法與更便捷的操作途徑，讓知識變得更加生動鮮活，真正做到人人可學(xué)、處處可學(xué)、時時可學(xué)。

【參考文獻】

[1]吳永喜.基于GoogleO3D的湖泊水域自然場景模擬技術(shù)研究與實現(xiàn)[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué),2009.

[2]江軍,李玥慶.虛擬現(xiàn)實的交互方式分析[J].集成電路應(yīng)用,2016,33(12):84-86.

作者：安亞君 單位：遼寧工程技術(shù)大學(xué)