智慧校园融合VR技术的研究实践

智慧校园融合VR技术的研究实践

管志翰,陈彦许 ,张国丽

1、虚拟现实技术的概述

VR是虚拟现实的简称。指的是将计算机技术与新型传感器技术相结合，可以模拟产生三维虚拟世界的一种人机交互方式。这种方式可以给使用者带来视觉、听觉、触觉的身临其境的沉浸式体验。目前，VR技术是一种最具发展潜力的信息技术，它已经逐步变成了一种新型的教育教学手段，受到了广大师生的广泛关注，VR校园、VR实验室等在教育教学中得到了越来越多的关注。

《中国教育现代化2035》中明确提出，要在信息化时代，加快教育改革步伐，通过现代信息技术，加快人才培养方式的改革，丰富和创新课程体系，构建智慧校园，构建智慧化教学、管理和服务一体化的智慧化教学、管理和服务平台，通过现代科技，将大规模教学和个体化培养有机地结合起来。从这一点可以看出，国家对信息技术应用与发展的高度重视。作为现代信息技术，VR技术可以将抽象的教学内容以具体的三维形象展现出来，让学生有身临其境的感觉。将虚拟现实技术应用到课堂教学中，可以促进教育的智能化，促进现代教育教学系统的形成。

2、目前建设智慧校园的情况

数字化校园运用计算机技术和网络技术，在数字化网络化理念的支持下，收集、处理校园内的教师教学、学生管理、后勤服务等与校园有关的信息，使得相关信息网络化数字化，从而提高校园内的教学信息化、管理信息化和服务信息化，最终实现教育教学过程的全面信息化。一般情况下，校园数字化信息具体包括了教室、宿舍、操场、实验室及各种教学设备的数字化信息，教学资源包括了图书、教案、课件的数字化信息，校园应用具体包括了教学、学习、管理、服务等信息。

智慧校园指的是基于物联网的智慧化校园，其理念依据是教育、教学和生活都是一体化育人环境，在此环境中，应以各种应用为载体，将教育、教学和生活进行充分融合，从而形成智慧化智能化人性化校园。一般认为，智慧校园具有三个最基本的特点，首先，它可以为学生提供包括教育、教学和管理在内的多方面的智能服务；第二，利用互联网，将信息化和校园内的多种应用场景有机地融合起来；第三，智慧校园可以为校内外提供一个良好的交流渠道，有利于校内外资源的有效整合。

3、虚拟现实技术在智慧校园建设中的应用

在教育领域，在网络的发展环境下，教育的方式发生了很大的改变，其中最显著的就是课堂教学的改革。在传统的应试教育模式下，老师是核心，只注重对学生进行理论知识的灌输，再加上教学的组织方式比较单一，从而影响了学生的参与和体验，因此，实践的效果并不理想。在当今学生日益强大的个性化追求面前，许多教师在先进科技的支持下，持续地寻求创新，从多媒体到可视化设备的应用，有效地激发了学生的学习兴趣，并获得了明显的教学效果。但是，现实情况是，“互联网+教育”模式在我国的发展已经有一段时间了，但是由于受到了诸多的复杂因素的影响，它已经很难让学生们集中精力去学习了。因此，我们迫切需要一种新型的教学方式，而以VR技术运用为基础的智慧课堂建设应时而生。在具体的操作实践过程中，教师可以与本专业授课的特点相结合，对教学教材进行深入地研究，对其中的重难点进行明确，并利用多媒体技术，以图片、影像、视频等方式，将有关的教学资源展现出来。同时，为了加深学生理解，构建理实一体化课程结构，还可基于VR技术应用，引入实践案例，通过对学生多种感官的刺激，提升其知识应用素养。

在VR展示上，全景校园已成为校园建设、实验实训室建设、招生宣传等发展的主要方向。所谓VR全景校园，就是以VR技术为基础，以更加直观的方式将校园景观、设施及人文等生态呈现出来，并将其上传到互联网公共服务平台上，为访问客户提供虚拟漫游服务，从而深化学生对院校各方面的认识。在这种虚拟现实的背景下，学生可以带着VR头盔或3D校园地图，在校园的任何一个角落自由漫步，激发学生的热情，让学生在浓厚的学院气氛中，追求更积极的精神品位。

在科学研究上，在“知识经济”的背景下，“创新”成为社会发展的主旋律。同时，高质量地办学是一个系统的工程，也是一个持续改进的过程。而科研事业的发展，直接关系到整个社会主义现代化建设的成效。在固有的现实背景下，由于受到多种因素的影响或制约，许多科研项目无法正常进行，也影响了学生的参与体验。为此，各高校纷纷开展VR技术及应用研究，先后成立了北京航空大学“分布式飞行仿真实验室”和浙江大学“建筑学虚拟设计实验室”，加速了科研成果的转化，并取得了明显的效果。因此，有必要让更多的高校加入到智慧科研建设中来，并根据自身的实际需要，加强VR技术的应用。对学生来说，亲身体验实验，远比讲解理论更有意义，也更有说服力。此外，以VR技术运用为基础的智慧科研，还能降低学校在相关实验实训设备、场地、经费等诸多方面的条件限制，有利于降低成本，让更多学生受益。同时，该系统还能有效地避免在实际实验和有关操作过程中出现的种种危险，从而保证了学员的人身安全。

4、小结

在创建智慧校园过程中，使用VR技术有着非常重大的意义，它是推进教育信息化的一个关键环节。VR技术是一项系统化工程，它牵涉了多个层次的智慧建设，具体包括了智慧展示、智慧课堂、智慧阅读以及智慧科研等内容，它还为师生进行教学活动提供了一种全新的参与方式。学术界也一直在持续关注并对此类课题进行深入研究，密切跟踪VR技术的发展动态，并与智慧校园建设需求相结合，从不同维度提出更多可以有效运用VR技术的建议或策略，推动各类教育信息化的再发展，从而提高其在人才培养方面的价值及实效，满足社会主义事业发展的需要。

河北软件职业技术学院，河北省保定市，邮编071000

管志翰（1981—），男，汉族，山东菏泽人，讲师，主要从事虚拟现实教育研究。

 基金项目：河北省教育厅2021年河北省高等学校科学技术研究项目青年基金“互联网+模式下基于VI+VR技术的智慧校园文化系统设计与实现”（QN2021225）