随着教育形式的多样化以及前沿信息技术在教育领域的深入应用，虚拟仿真“金课“,已经成为中国教育“变轨超车”的创新一招，VR学习环境推动越来越多的教育学者通过重塑学习方式回归教育本质，对培育创新型人才和教育普及产生了深远的影响。VR在教育领域的应用，有助于我们更加深刻地认识信息化教学模式构建的一般规律。在未来的研究中，应该深入研究VR学习环境如何支持学与教，以提升学生在课堂教学中的学习效果，为教育教学模式的改革创新实践提供经验和启示。

VR虚拟金课在实验教学的应用

使用VR、3D仿真等技术手段，将虚拟仿真技术、网络技术与数据库技术相结合，利用人机交互，实现3D沉浸式教学。利用VR技术在虚拟世界中构建出实验场所来供学习者进行活动与操作。由于操作对象从实际存在的物体变成了虚拟世界中的模型，允许操作方式会随着教学设计者的设计精细程度而增加或者减少，设计者可以给出较为精简的操作流程提示告知学习者应当怎样控制和处理“眼前”的对象。同时，即使学习者由于失误导致实验失败，也不会造成实际的财产损毁甚至生命危险，是一种相对安全的训练方法。例如，我们可以在3D实验室中进行高危的化学实验。由于真实世界中的一些操作要根据操作对象的力的反馈（严格来说是除声光形式以外的反馈）获取信息，对硬件就提出了一定要求。现在已经投入应用的力反馈装置包括内置振动器的手套、外形仿真的笔等装置。

武汉纺友VR案例：南京林业大学VR虚拟实验

VR虚拟金课在实验课中的应用包括不同场景，结合每个场景可设置选题，通过视觉化呈现学生表现，给予及时反馈。实验全过程可以实现“拉近”功能，在分子层面进行观察，还可以调节时间让实验加快或减慢速度。通过VR技术，学生可以一遍遍地重复实验，不受课程安排或时间限制，实现个性化学习。如果实验环节出错，软件就会给出提示。

VR虚拟金课在高等教育中的应用

在新医科：利用虚拟现实技术可以为学习者提供一个直观逼真、形象、方便和可重复操作的实验环境，为解剖学实验、手术训练教学、虚拟实验室、虚拟医院等教学形式开辟了一个崭新的教学模式；在新工科：融合虚拟场景、设备仿真、理论解析、模拟操作、实验测试的“新工科”金课实现“场景轻量化”、“跨平台”、“自然交互”；在新农科：将农业知识三维可视互动技术、新媒体累密结合，以视觉体验和三维交互作为知识转化方式和技术传播我体，辅助农业技术推广，通过大屏、平板和手机等络美进行高效快速便捷学习；在新文科：区别于传统纸质教材和电子教材，仿真教学课件更立体直观、更清断课件、更触手可得、更充满想象和真实,完美的融合文字、图片、音频、视频动画、3D等教学素材。利用其沉浸感和互动性强的特点不但能给学生带来强烈逼真的多感官冲击，还能获得身临其境的体验，更好的理解和学习抽象知识的原理；在新理科：运用虚拟现实技术可为学习者提供一个直观、逼真、形象、可重复操作的实验环境，将抽象化的逻辑推理形象化。

武汉纺友VR案例：南京林业大学VR虚拟实验

VR虚拟金课在职业教育领域的应用

在职教学习过程中，类似于电力、化工、机械等专业具有极高的危险性，学生很容易受到触电、爆燃等危险。汽车维修、轨道交通等“高成本”专业，对于实训环境要求比较高，一个场景的搭建或者一个真实的实训设备都是学校一笔大开销，耗材少，学生真正的实训目的也难以达到。

VR创新智慧教学，三维立体化教学，内容更具体，所有的学习内容都可以通过交互式、沉浸式方式快速了解结构、原理等。利用VR教学实训，学生可以在虚拟场景中提前操作，既然是没有危险性的操作场景，学生操作起来胆大心细，内容记忆也会加倍。

武汉纺友VR案例：南京林业大学VR虚拟实验

VR虚拟金课在K12教育中的应用

虚拟金课在各科目中，特别是化学、物理、生物等实操中，打破时间和空间的限制，近距离的观察与实验。定制现实中无法实现的理想实验、模拟成本昂贵的实验设备、营造更加安全的学习过程，通过还原化学现象以及实验的真实情景，探究化学现象背后的知识，积累化学学习经验，以新课学标准中的知识点为结构，呈现课本中的演示实验与学生分组实验，辅助实验教学有助于提升学生学习化学课程的兴趣，加深学生对知识点的理解，提高化学课程教学效果。学生轻轻松松学难点，全沉浸式互动快乐学，学生学习开心家长省心。老师能更高效地完成授课目标，课堂管理更简单，整个班级尽在掌握，减少冗余备课。学校紧跟国家政策方向，满足师生期待，科学数据一目了然。

青少年健康教育虚拟仿真实验

VR虚拟金课在校企合作，课程领域的建设

面向vr专业教学需要，校企合作整体设计、联合共建虚拟仿真教室、虚拟仿真实训室、虚拟仿真产业基地等实训教学环境，以最先进等技术与设备支撑学校人才培养 为校内外知识与技能培训提供场地。课程开发与教材研发、VR师资培训、实训基地建设等。

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VR虚拟金课在教学实验中的应用，提高教学兴趣

拥有学习兴趣是学习一切知识的首要步骤，过去的教学媒介只有用图画和文字描述，形式单一、缺乏生动性；后来出现的多媒体将静态展示转变为动态展示，这增加了展示的层次和维度。而VR 技术能够创造模型来实现仿真，将被动学习变成主动式的学习体验，游戏化中精美的画面和精巧的教学环节设置让学习变得其乐无穷，极大地改变学生被迫痛苦学习的现状，激发学子的主动学习兴趣。同时能够使教学材料随着使用者的需要进行调整，将动态展示变得更加生动，有利于知识的传递，学生掌握更加容易，教学效果也会更好。VR互动启发式教学。通过身临其境的、自主控制的人机交互，由视觉、听觉、触觉获取，提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物等，形成知识点。学生从思维，情感和行为多面的参与教学活动。

VR虚拟金课在教学实验中的应用，突破客观限制

场地、器材等硬件设置的限制。某些教学需要占地面积大、专业性强的场地，但现在国内高校尚不能完全提供所需，只能以这种凑合的方式进行，班级较大，人数较多。但运用VR 技术则可以打破场地和教学者的限制，实现跨地域跨时间教学，能够将最佳的实验教学传递给学生，让实验教学的总体水平更高，范围更加普及。

武汉纺友VR案例：南京林业大学VR虚拟实验

VR虚拟金课在教学实验中的应用，降本又安全

VR技术让原本昂贵的实验材料得以循环利用，让原本昂贵的实验器材实现随手可取，将传统教学中实验和体验而导致的昂贵硬件需求降到最低，例如原本需要一台真车才能进行的车厢内操作，可在VR里完成；在有极大地域限制的专业上，使教学环境资源成本减少，在缺少师资的教学地区，让学子在VR中实现全流程的学习，有效降低了实验成本；在虚拟的实验室，不用再担心有毒的物质危害师生健康，也无需害怕意外的爆炸让师生受伤！

VR虚拟金课在教学实验中的应用，有利于知识传递

不容乐观的是，在教学中，学生依然是在被动接受知识，处在相对消极的位置上，教学内容更多地是由老师讲授给学生，然后学生进行模仿。这样的教学缺乏主动性，很难让学生在短时间内就了解一项内容。然而专业课实验作为一种学生需要亲身实践的学科，又要求学生能够自主积极地学习，体会动作，自我改进。VR 技术可以提高对于实验项目的兴趣，还可以依靠可连接的计算机系统建立激励机制，有效地提高学生的积极性。在VR教学系统的设计中，学生主动学习、教师起到引导和答疑作用的过程中，使用任务-回馈式的学习方法，在老师使用VR素材讲解新课、学生参与VR练习互动得到教学反馈结果，并根据结果来设计引导下一阶段的学习安排，有针对性地提升教学效果。

图片来源网络，侵删

崭新的技术，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，将给我们的教育带来一系列的重大变革。亲身去经历、亲身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。在教育技术领域，虚拟现实技术在科技研究、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。

逐步形成一套完善的虚拟实验课程开发标准，能够很好的指导实验教学项目开发，突出开发效率的同时，有效地保证实验课件在功能性、兼容性、易用性以及美感等维度的品质。

VR虚拟金课，实现教学资源实时共享

实现已有虚拟实验资源的上传、在线使用，打破地域限制。在一定网络范围内，实现可控的资源共享，解决虚拟实验资源使用效率不高的问题。

打造“金课”拒绝“水课”

淘汰“水课”、打造“金课”，"两性一度"是"金课"标准，即高阶性、创新性、挑战度，反之，"水课"则是低阶性、陈旧性和不用心的课。教育是国之大计，为了能减少"水课"，教育部和各高校围绕严把毕业出口出台了一系列措施，以打造"金课"为特征的教学改革将分为三个维度阶段。第一个维度是教学场景，急需信息化环境以及教学资源管理平台；第二个维度是教学模式，需要打破学校边界、教室边界、课堂边界、教材边界的新型教学模式；第三个维度是教学制度，需要有教学场景和教学模式得以有效应用的体制和机制作为保障。

针对党中央提出的强化人才培养的核心地位,一流本科教育的基础地位的"双一流"建设新要求,以及在2018高等教育国际论坛年会提出的建设中国金课的号召。打造VR虚拟金课，进一步推进我校课堂教学质量提升，落实“以学生为中心”的本科教育精神，促进教师教学投入和增强教师教学获得感。在“金课”评选中脱颖而出。

武汉纺友VR案例：南京林业大学VR虚拟实验

武汉纺友技术有限公司是国机集团旗下的企业数字化服务专家，以互联网/物联网/3D/VR/AR为核心技术多元化发展的公司，致力于VR技术与各行业的融合，为客户提供从方案策划到设计制作全方位的VR/AR视觉传达展示服务。已为中国纺织机械（集团）有限公司、中国恒天集团有限公司等国际机械领域高影响力公司，定制个性化VR智游工厂、VR生产线、VR安全培训，以及南京林业大学等高校VR虚拟金课等产品。

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