虚拟现实技术创建全新的培训环境

人们普遍认为，虚拟现实技术将使21世纪的教育培训发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育培训之所以会发生质的变化，是因为虚拟教育培训环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育培训环境，是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育培训的人工环境，它可以是某一现实世界培训基础或设施的真实实现，也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪，可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的军事学校、驾驶学校、医务学校、体育学校等，许多学员在虚拟环境中接受各种训练。由虚拟现实技术所支撑的培训系统将使得军事人员、飞行器驾驶员、空中交通管制人员、体育运动员等都可以在安全的虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。

与现实教育培训基地或设施相比，在虚拟现实技术支持下的虚拟教育培训环境大致有如下特征和优势：

仿真性
在虚拟现实技术支持下，虚拟培训设施与真正的培训设施功能相同，操作方法也一样，学员通过虚拟培训设施训练技能，与在现实培训基地里同样方便。这是因为虚拟培训环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境，都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度（例如可视场景应随着视点的变化而变化），甚至比真的还“真”（如实现比现实更逼真的照明和音响效果）。

开放性
虚拟教育培训环境有可能给任何受训者在任何地点任何时间里广泛地提供各种培训的场所。事实上，虚拟培训环境的内涵是广泛的，它不同于传统中的培训基地概念，它当然具备可以进行类似于传统培训项目的环境，但它的擅长更是那种使学员置身于培训项目对象之中的逼真环境。凡是受训者可以通过有关器具操作来学习或训练某种技能的虚拟环境，都可以归之于虚拟培训环境。比如，进行飞行器技术培训时，那么虚拟培训环境就是飞行器及其飞行的模拟环境；做解剖学实习，虚拟培训环境可以是在虚拟医院甚至虚拟人体中。

超时空性
虚拟培训环境具有超时空的特点，它能够将过去世界、现在世界、未来世界、微观世界、宏观世界、宇观世界、客观世界、主观世界、幻想世界等拥有的物体和发生的事件单独呈现或进行有机组合，并可随时随地提供给学员进行培训。比如，学员需要身临超越现实时空的环境（如探索星系时的太空）进行训练，那么虚拟培训环境就可以提供虚拟太空。

可操作性
受训者可通过使用专门设备，用人类的自然技能实现对虚拟环境（无论它模拟的是真实环境还是想象环境）的物体或事件进行操作，就象在现实环境里一样。譬如，学员能抓取虚拟环境中的物体，并让它随手的移动而移动等。可操作性是虚拟培训环境实际运用的必备特性，它使学员得以在其中学习需要实际操作的培训课程，也使远程教育培训可能真正实现。

对应性
学员的培训内容与虚拟环境是密切相对应的。例如，学员要学习飞行器驾驶技术，那么虚拟环境就是飞行器飞行的模拟环境；而解剖学习时，虚拟环境可以是在虚拟医院。对应性将能为受训者设定各种复杂的情况，以提高受训者的应变能力；将能为运动员、保安人员、救火人员和外科医生设置超难度及宽领域的训练课程，从而使得他们在实际环境下能得心应手地处理各种情况。另外，虚拟现实技术能按每个学员的基础和能力，对应性地开展个别化的教育培训。

虚拟教育培训的广泛性

未来社会是一个学习化的社会，为了求得自身知识结构和能力体系的完善与发展，达到学会生存并进而实现自我价值的目的，接受终身教育是人们的当然选择。而在终身化教育体系中，自然包括了各种各样的培训项目。由于用虚拟环境代替现实环境，学习和训练效果更好；而且利用虚拟环境进行技能训练，也使一些在真实环境下难以实现的项目成为可能，例如太空技能训练，地震、火灾、水灾等非常条件下的生存训练等等，因而虚拟现实技术会给未来教育带来根本性的改革。由虚拟现实技术支持下的教育培训方式将发挥强大的优势，大显身手地运用于各方面的教育培训项目如医学实习、军事训练、体育运动训练、驾驶技术培训等中去。

虚拟教育培训的优越性

作为教育培训技术和工具的虚拟现实技术的优势，给教育培训体系带来了与众不同的、全新的教育培训特点。它不仅仅对于教育培训基地或设施的设计人员和教育培训业务的指导人员提供了实践其教育价值的途径和方式，而且从受训者的角度来说，它在解决学习和训练的困难、提高学员汲取知识和掌握技能的效率、从而改善教育培训的效果等方面，也呈现了相当有利的特征。这些特征可大致概括为：

临场性
指学员可以感到自己处于虚拟培训环境的体验，产生一种逼真的存在感，学员觉得自己真的存在于某训练环境中，是该环境的一部分，而不是它的旁观者。学员可自由地在这环境中与有关的虚拟物体或事件相互作用，如同在现实世界中一样。临场性的意义，在于使学员将远程、虚拟培训认为或感觉到现场、真实培训。此外，由于这种临场性一方面是使学员进入虚拟环境，另一方面是运用交互设备把学员的视觉、听觉和其他感觉封闭起来，使他暂时与真实环境隔离，因此不会受到虚拟培训环境外的现实环境的干扰，易于集中学员的注意力，使他全身心投入到训练中去。

自主性
指学员能自主地选择或组合虚拟培训场地或设施。这样，受训的任何学员能在任何时间、任何地点选择培训内容、训练设施、培训信息资料、训练同组合作人员和指导教师等，以及取得训练结果的评估，并具有完全的自由度。此外，对于培训后没掌握的操作过程或技术片断，学员可以自己多次重复。这样，受训的学员始终处于教育培训的主导地位，真正掌握学习训练的主动权，大大增强了学习和训练效果，减少了培训时间。

多感受性
学员在虚拟环境中接受培训时具有多种感知能力，如视觉、听觉、力觉、触觉、运动觉、味觉等。理想的虚拟环境应当可以让学员具有在现实世界中的一切感知能力。例如，在虚拟飞行器里，学员可以看到仪表盘以及蓝天白云，听到飞机的轰鸣，触到操纵杆的力度，感到机身的倾斜等。多感受性使学员得以运用自己所有感知能力，在一个极其生动活泼的环境里进行实时的、全方位的学习和训练。

功能替代性
在虚拟现实技术帮助下，学员在虚拟环境中还可以用一种感知能力代替另一种感知能力来进行操纵环境、汲取信息或交流。这样，残疾人能通过自己的形体动作与他人进行交谈（如残疾人戴上数据手套后，就能将自己的手势翻译成讲话的声音），或通过声音来操作训练器械，等等。这种感知功能替代性使残疾常驻训学员可以接受过去自己无法做的培训项目。

交互性
学员可以采用多种交互手段如语言、手势、数据手套及触觉等，与虚拟环境交流信息，并得到实时反馈。这种特性使学员与物体、学员与事件、学员与其他人（如指导人员、别的学员）之间的双向实时反馈，在远程状态下成为可能，并犹如近距离或面对面交流一样。

安全性
指在虚拟环境中进行培训远比在现实环境里安全。驾驶学校的学员和医务学校的学员可以重演紧急情况，军事学员可以重演战争，保安人员可以重演营救人质，消防队员可以重演扑灭火灾。每个人都可以在这种虚拟环境中试验各种方案，即使闯下“大祸”，也不会引起任何“恶果”。学员也可放心地在虚拟环境里试用新的培训技术，不用担心发生事故。安全性不仅是对于受训者而言的，它也包括周围环境中的事物，这一点对于军事演习、医学实习、交通技能学习等特别重要和特别有意义。譬如，医学院学员可用“虚”的解剖刀在“虚”的人体上解剖，而无须冒危害真实患者的风险。

诚然，虚拟现实技术是当代社会中的新事物，它的存在有一个自身建设的不断深化的问题，在教育培训中的应用也有逐步形成和合理发展的问题。但无庸置疑，虚拟现实技术以它无可相比的优势，必将对未来人类社会的教育培训产生不可估量的作用。

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