虚拟现实，简称VR技术，也被称为灵境技术或人工环境。作为一种现代高科技，虚拟现实综合了计算机多种技术的最新发展成果，包括人工智能、图形技术、显示技术、计算机仿真技术、网络并行处理、传感技术等，是一种高技术的仿真系统。虚拟现实技术的特点在于人们利用计算机系统模拟出虚拟的仿真环境，这种虚拟环境是将由计算机图形构成的三维数字模型编制到计算机中，生成一个以多种感受综合可感知的人工环境，让使用者产生一种沉浸于虚拟环境的感觉，并且可以直接对虚拟环境中的各种事物进行观察和操作，同时感受事物的不断变化。人们也可以通过自己的动作来影响虚拟环境中的各种物体，虚拟环境会随着人们的动作做出改变，使人获得身临其境的感觉。虚拟现实技术的发展不仅将从根本上改变人们的生活方式和工作方法，真正实现劳逸结合，并且由于它能够虚拟与现实生活相似的环境，既解决了学习媒体的情景化问题，又解决了自然交互性的要求，因而在教育领域有着非常广阔的应用前景。
    一、虚拟现实技术的分类
    随着计算机技术的快速发展，虚拟现实技术的发展趋势也呈现出多样化的特点。根据用户参与的方式不同和浸入的程度不同，虚拟现实技术被分为桌面式、沉浸式、叠加式和分布式四类。
    桌面式虚拟现实系统是应用较广泛的一种，因为它成本低，容易实现比较真实的虚拟效果，但是沉浸功能不足。沉浸式虚拟现实系统能够使用户真正成为虚拟现实系统内部的参与者，具有高度的实时性能和沉浸感，但成本较高。叠加式虚拟现实系统是将现实世界中物理实体的三维图像与计算机虚拟图像叠加在一起，用于补充人眼所看到的东西。分布式虚拟现实系统是在沉浸式虚拟现实系统的基础上，通过网络连接不同物理位置的用户，使他们能够在同一个虚拟空间进行交互和协作。
    二、虚拟现实技术在教育中的应用
    虚拟现实在技术上不断进步，它的应用也越来越广泛，应用领域已由过去的娱乐与模拟训练发展到航空、建筑、医学等领域。现在，虚拟现实技术在教育领域的应用也受到了广泛的关注。教育是传授知识的过程，实践能够更好地理解并掌握学习内容。为了使学生能够更多地进行实践，现代教学所应用的各种手段方法中，虚拟现实技术有着不可替代的、令人鼓舞的应用前景，因为它能够使学生与现有的各种信息进行交互，并且可以在虚拟环境中经历不同的时间和空间，可以与各种虚拟物体接触，还可以与虚拟环境的各个部分接触。虚拟现实系统为增强学习实践提供了很多用途，它不仅可以培养学生的实际操作能力和解决问题的能力，对于团结学生、促进他们协作学习也是一种非常有效的方法。
    三、虚拟现实技术在教学应用中的影响
    1．对学生的影响
    虚拟现实技术在教学中的应用丰富了学习资源，改善了学习环境，改变了学生的学习方式。在虚拟现实技术创设出的真实情境中，学生可以进行探究性学习，也可以通过虚拟学习社区中的交流和学习工具进行协作学习。虚拟现实技术的沉浸性和交互性特征能够让学习更加具有实践性，在虚拟环境中学生可以感受到其他学校的学习氛围，领略不同国家的人文环境，也可以感受太空失重的感觉。这样学生对一些不能够亲身经历的事物就可以有一定的真实感知，有利于学生理解学习内容。而且通过虚拟现实技术构建虚拟的学习角色，可以大大地提升学生学习的效率。构建的虚拟角色，其实是学生的真实映照，是学生的个体在虚拟环境中的存在，这个角色可以按照计算机预先设定需要完成的各项学习任务，帮助学生在虚拟环境中实现对课程知识的掌握与理解。这样不仅有利于发展学生的想象力，激发学生的学习兴趣，对调动学习积极性，突破教学的重难点，培养学生的专业技能都起到积极的作用。
    2．对教师的影响
    虚拟现实技术在教育中的应用对教师的教学观念、教学方法以及在教学中充当的角色都产生了影响。现代教育观念强调要重视学生的个性化需求，关注学生的学习过程，追求学生能力的全面发展，这就要求教师的教育观念和角色要有所改变。利用虚拟现实技术，教师可以更好地帮助学生学习，启发学生自主学习，帮助学生协作学习。比如，在语言课程中，教师可以和学生一起在虚拟环境中充当一个故事人物，和学生一起在故事里畅游，这样既可以让学生轻松愉快地掌握故事，也可以和他们一起交流，观察他们的行为。在课堂中常常会使用实物进行演示，但是许多比较昂贵或者体积庞大的物体就不可能搬上讲台为学生进行演示。利用虚拟现实技术，在虚拟环境中学生就像处于真实的环境，可以通过不同的角度在不同的位置进行观察，还能够将虚拟物体分解和重组，以达到比较好的教学效果。虚拟现实技术也为教师的专业化发展道路提供了更多途径，教师不仅可以通过网络搜索和共享教育资源，还可以进入虚拟社区与其他教师互相交流学习，还可以对同一个课题进行科学研究工作。
    3．对教学内容的影响
    教学内容是教学过程中传递的教学信息，是学生获取知识、掌握技术、发展能力的主要源泉。引入虚拟现实技术在教学中的应用，使教学内容在外在形式和内在结构上都产生了许多变化。传统的教学内容可以用虚拟现实技术构建，对于那些接触不到的或者距离太远或者有危险的教学内容都可以利用虚拟现实技术去展现。借助于虚拟现实技术的各种功能，教学内容开发者可以选用最有效的形式展现教学内容。在教学内容的组织上使用虚拟现实技术，可以将多种媒体的信息结合起来，根据人类的认知特点去组织、构建教学内容，让学习者感觉是在真实的环境中学习，有较为真实的感受。在学习的过程中，不仅使学生的知识有所提高，还能让学习者进行情感态度学习。
    4．对教学方式的影响
    虚拟现实技术在教育中的应用使教学方法变得灵活多变，没有固定的模式，它可以促使教学手段向更科学化、更高效的方向发展。虚拟现实教学不受时空的限制，可以让不同位置的学生处于同一个虚拟空间中，通过共同参与虚拟活动来协作完成教学目标。这种教学方式和传统课堂中的协作不同， 同学和老师都可以在虚拟环境中担任一个角色，在活动过程中自然交流想法。
    虚拟现实技术还支持发现学习，学习者进入教师创设好的虚拟的学习环境，就可以应用计算机数据库中的各种学习资源，提出自己的假设，进行实验研究，积极地探索未知世界。这种学习方法有利于学习者的知识建构，帮助学习者主动探索，而且可以反复研究，并且减少实验资源的浪费，避免一定的危险。
    虚拟教学环境突破了教师教、学生听的传统，基于虚拟现实技术相交互的特性，学生在虚拟环境中可以很自然地与其他学生和教师交流，可以更好地完成教学内容，达到预定的教学目标。我们以教学工作中经常使用的情境教学为例，当有了虚拟现实技术以后，开展情境教学，必然更加自如而高效，教师通过使用虚拟现实技术设置的情境，可使教学活动变得更加生动多彩、栩栩如生，这里面包含生活场景、人物影像和声音，甚至可以覆盖全部教学知识内容。
    5．对教学环境的影响
    传统的教学环境就是指校园环境，包括学校的自然环境、设施环境等。传统的教学环境具有一定的局限性，学生学习时所能利用的资源较少。虚拟现实技术的应用为现代教学提供了更广阔的时空环境，基于虚拟现实技术的虚拟仿真校园的应用就是一个很好的例子。使用者通过虚拟校园就可以了解学校的建筑、环境、校园生活等，这样学生的学习空间就扩大了，他们可以和其他学校的学生共同学习，感受其他学校的学习氛围。利用虚拟现实技术不仅可以遨游其他校园，制作出的各种虚拟环境还可以让我们感受遥远地区的人文环境，欣赏各国美丽风景，甚至可以让我们在太空自由穿行。虚拟现实技术既可以让我们的教学环境扩大到宇宙中，也可以缩小到原子中。这样丰富了学生的学习资源，增长了他们的见闻，亲身经历也会让他们增加学习的兴趣，更容易理解和掌握知识。
    四、虚拟现实技术在教育应用中的问题及展望
    1．存在的问题
    虽然虚拟现实技术在教育领域的应用已经大有进展，但不论是虚拟现实技术本身，还是其在教育领域的应用都还存在很多尚未解决的理论及技术问题，仍然需要不断发展和完善。
    （1）技术与理论发展不同步
    当前虚拟现实技术处于迅速发展的阶段，但是技术的发展还是跟不上理论发展的脚步。许多文献都对虚拟现实技术在各方面的应用做出了分析和展望，尤其是在教育领域，但是在实际应用中却很难实施。首先是硬件环境不足，虽然虚拟现实技术所需的硬件设备在不断改进，成本也在逐步降低，但是相对来讲，大部分设备的造价依然很高，不是普通学校可以接受的。而且，设备的使用并不方便，有一定的局限性，数据存储的速度和容量都不足，显示设备的清晰度问题也没有得到很好地解决，目前还不能达到虚拟现实所定义的那种环境。因为硬件存在许多局限性，所以软件的开发费用昂贵，软件所要达到的效果受到各方面影响，许多算法和相关理论也都不完善。目前，对在教育领域应用的虚拟现实技术的研究主要以桌面级虚拟现实技术为主，桌面级虚拟现实技术成本低也易于实现，但是却不能达到高度沉浸性的效果。现阶段的虚拟现实技术对触觉、嗅觉等方面的研究不足，无法提供完全的感知效果。即使能够达到高度的沉浸性，仍是无法取代真实环境，毕竟“人机交互”缺乏情感等因素，任何教学媒体的效果都比不上实际操作。
    （2）缺乏学习者分析
    虚拟现实技术在教育领域的应用具有可行性，也有很多优势，理论上能够改变传统教学模式，促进学生学习，帮助教师教学，但缺少对学习者的分析。教育遵循因材施教的原则，教学设计也注重学习者特征分析，而现在利用虚拟现实技术开发的教学资源多数都是演示型资源。虚拟实验室虽然方便学生操作，也可以减少危险的发生，但是各种数据都是预先设定的，不利于学生自主创新。每个学生都有不同的学习方法，使用不同的教学方式，基于虚拟现实技术的教学平台不一定能满足每个学生不同的需求，所实现的教学效果也因人而异。
    （3）缺乏学习效果分析
    虚拟现实技术在教育中应用的目的是促进学生有效学习，但现在研究的范围都局限于虚拟现实技术在教育领域的优势，理论上能够产生教学效果，但缺乏对实际应用效果的分析，很少有对应用结果的统计分析。教学效果能不能达到人们预期的效果，教师和学生基于虚拟现实技术的教学过程体验是怎样的，还有待研究。而且事物都有两面性，虚拟现实技术的应用也会带来负面的效应，目前这一领域也很少有研究。人的社会性决定了人与人之间交往的重要性，社会交往的需求有时必须是面对面的，即使是通过计算机这种媒介参与社会活动，其交往也仍然存在不足。各种网络教学媒体的应用可能会使人与人之间的面对面交流减少，影响人的社交能力，引发一系列问题。而且，基于虚拟现实技术的教学资源寓教于乐的特点可能会导致学生沉迷于游戏，注意力不集中，不利于教学效果的实现。
    2．展望及设想
    虽然虚拟现实技术在教育领域中的具体应用还只停留在初级阶段，应用中也存在各种问题，但其应用前景是广阔的。随着各种技术问题的解决和硬件设备的成本不断降低，虚拟现实技术一定会在教育领域得到广泛应用。虚拟现实技术的应用也一定会给教育的各方面带来很大的变化，不仅会改变教师的教学方式，更会为学生提供更好的教学环境，提高学生的学习兴趣，提升教学效果。
    五、小结
    近年来，虚拟现实技术的应用已经越来越广泛，在教育领域的应用也得到了广泛的关注，许多学者对虚拟现实技术在教育领域的应用都有研究，相应的文献也很多。我所搜集的文献资料中，理论研究基本都集中在虚拟现实技术在教育领域的应用有哪些优势，目前开发了哪些应用系统，却很少有对这些系统的实际应用研究。
    随着计算机技术的不断发展，虚拟现实技术的硬件以及成本问题一定会慢慢得到解决，虚拟现实技术在教育领域的应用也会越来越普及。虽然现在还有很多技术问题需要解决，也有许多领域需要继续研究，但是虚拟现实技术将带给教育领域的改变是无需置疑的。