基于VR技术的高校实验教学模式改革研究何均健江晓庆曾鸣周恩浩摘要VR技术作为一种新兴的信息技术在高校实验教学中具有很好的应用价值。该文从教学形式、实验资源、考核方式等方面剖析当前高校实验教学存在的缺陷，针对实验教学自身的特点阐述VR技术在的优势，并介绍了推广VR技术亟待解决的难点。关键词VR技术实验教学教学改革：G642文獻标识码：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdkz.2021.01.017AbstractAsanewinformationtechnology，VRtechnologyhasagoodapplicationvalueincollegeexperimentalteaching.Thispaperanalyzesthedefectsofcurrentexperimentalteachingincollegesanduniversitiesfromtheaspectsofteachingforms，experimentalresourcesandassessmentmethods.Accordingtothecharacteristicsofexperimentalteaching，thispaperexpoundstheadvantagesofVRtechnology，anditalsointroducesthedifficultiestobesolvedinpopularizingVRtechnology.KeywordsVRtechnology;experimentteaching;teachingreform1概述VR（VirtualReality，虚拟现实）技术是一门综合计算机技术、多媒体技术、交互技术、传感技术以及人工智能等多种技术而形成的综合性技术。[1]用户一般使用头戴式显示器和具备3DOF或6DOF的输入装备，在计算机渲染生成的虚拟空间环境中与三维对象进行互动，从而得到如身处真实环境的感受和体验。VR技术的变化进展源于航天和军事机构，前沿技术成果通常被首先用于航天和军事领域，国外发达国家始终将其列为国防高科技重点发展的关键技术。[2]目前，由于VR技术所具有的优势，除了被应用到航天和军事领域，也被广泛应用到教育、医疗、制造、娱乐、商业等不同的领域。VR技术具有沉浸感、强交互、想象性的特质，在高校实验教学中具有重要的应用价值。2007年教育部批准成立《虚拟现实应用教育部工程研究中心》。教育部在“十三五”规划中明确提出，VR教育是“发展未来学校和智慧课堂改革”的重要内容。2017中国高教版《地平线报告》也将VR列为十二项教育技术的重要发展之一。教育部印发《2017年教育信息化工作要点》强调启用VR实验实训平台建设。基于VR技术的虚拟仿真实验，可以通过模拟真实的实验操作环境和实验对象，使学生在开放、自主、交互的虚拟环境中，[3]进行观察式学习、体验式学习和实际操作学习，更好地理解理论知识、掌握操作技能和发挥想象力。本文通过对高校实验教学现有的问题进行分析，介绍VR技术在高校实验教学中的应用优势，最后提出进一步推广使用VR技术需考虑的重点。2当前高校实验教学存在的问题2.1实验教学形式单一高校传统的实验教学以实体课堂形式进行，教师通过一边讲解一边示范操作，带领着实验课堂的全部进程，学生大多数处于被动做验证性观察或验证性操作的状态，同时学生预习、上课和复习都会在时空和实验材料等方面受限制。在课堂以外学生可以使用网络教学平台上的视频资源进行自我学习，这在一定程度上运用了线上线下教学手段，但始终缺乏真实场景具有的交互感与场面感，一般视频资源也不具备引导、总结和考核环节，学生只是在被动地观看平面的视频或动画等信息化资源，教学效果不尽如人意。2.2理论教学与实验操作分开，两者未能有效融合理论教学手段大多偏向支持原始的“教师讲授、学生接受”的学习模式，学习内容过于抽象导致认知效果不足，理解难度太大，容易出现上课听不懂，甚至导致厌学等情况。而实验教学往往又是在理论教学一段时间之后进行，在理论知识开始淡忘后才进行的实验教学，使理论和实践无论从时间和空间上都存在严重脱节，实际上是不利于学生对知识的联系记忆，也不利于将理论和实验之间融会贯通。2.3多种因素导致实验资源不足、利用率低例如，有些仪器设备设施体积大、造价高，有些课程所需实验材料难以收集，有些实验难以保证在实验室里安全地进行，这些原因导致的实验资源缺乏或不足，使学生的实际动手机会很少。同时有些昂贵的实验教学设备仪器放在实验室只能供少数师生使用，利用率极低。而实验室非全天候开放也导致学生实验时间有限，限制了学生在课外进行学习探究的热情。另外，存在难以实施的实验教学活动，例如在空中、海...