VR/AR技术在企业培训中应用的可行性分析

摘 要： 近年来，职工教育培训形式的多样化以及前沿信息技术在教育领域应用的深入，大数据、云计算、人工智能、虚拟现实、智能科学与技术都被应用到教育领域。当前虚拟现实技术和增强现实技术的快速发展，为企业职工教育培训掀开了新的篇章，虚拟现实和增强现实技术的融入，将会使企业职工教育培训迈进新的历史阶段。

关键词： 虚拟现实；增强现实；企业职工；教育培训

近年来，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，许多新兴产业也被国家纳入新工科范畴，新工科包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等，国家为在新一轮科技革命与产业变革下，制定了支撑服务创新驱动发展、“中国制造 2025”等一系列国家战略，教育部在新工科建设上积极推进，加快工程教育改革创新。

虚拟现实（VirtualReality，VR），是可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。它仿真真实和虚拟世界，使人类沉浸地融入一个三维空间，产生有立体感的视觉、听觉、触觉甚至嗅觉，在一个确定范围内非常类似于真实世界。VR 具有“3I”特点，即“沉浸”、“交互”和“想象”。“沉浸”，是指由计算机建立的三维虚拟环境能使人得到身临其境的体验；“交互”，是指人类通过其自身的自然感觉功能，使用专用设备来对虚拟环境中的物体进行操作和观察；“想象”，是进行虚拟现实系统设计的最关键问题之一。

增强现实技术（AugmentedReality，AR）又被称作扩增现实，它是一种对摄影机影像的角度、位置及相应图像实时计算分析的技术，它能够在现实世界中完成对于虚拟世界的嵌套，推动两者的有效互动。数字化技术的延伸和发展，出现了增强现实技术，也是 VR 技术的新的阶段。它将虚拟世界和真实世界“无缝”集成，把在现实世界的一定时间和空间范围内，难以体验到的实体的声音、味道、触觉、视觉信息等，通过计算机运算等科学技术，模拟仿真后进一步叠加，将虚拟信息应用到真实世界里，使人类感官能够感知，以达到超现实的感官体验。AR 技术系统有 3 个特点：具有实时交互性；真实世界和虚拟世界的信息集成；在三维尺度空间中增添定位虚拟物体。

传统教育经历书本、彩色卡片、幻灯片、电脑等教学模式演变，但始终展现平面化。在传统教学中，教学的主要目标就是教师教授学生知识。但通常学生对教师所讲解的知识一知半解或者根本不感兴趣，往往是教师在上面口干舌燥，学生在下面真正听课的很少，完全达不到教授知识的目标。企业的职工教育培训更是如此，培训内容乏味枯燥，职工没有学习动力与热情。

AR/VR 模式下的教学，是创新智慧教学、三维立体化教学，可以通过学生的交互操作、师生互动等方式促进学生主动参与和自主学习，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，其主要目标是通过体验式学习，提升学生的学习兴趣以及加深学生对知识的理解，提升课堂教学效果。

传统的教评，是“一对多”模式，即一个老师对应很多学员，这就出现课堂评价难以实施。在 AR/VR 环境下，老师与学员的交互活动，利用 AR/VR 教学系统自动实现对学员评价。如，在采煤机结构知识点学习中，可以设置一个采煤机或掘进机结构组成的测试题，让学员自己动手选择，系统判断正误，实现对学员知识掌握情况的测试。

教评是双向的，除了老师考评学员，学员也可以及时反馈老师的教学效果，以便老师及时的了解学员对知识的掌握情况，在以后的讲解中有所侧重，以提升课堂教学效果。

在职工培训学习过程中，类似于采掘、运输等专业具有极高的危险性，由于场地限制也不能到井下进行实操培训。

利用 VR/AR 教学实操培训，职工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，也不用考虑场地的局限性，学生操作起来安全性更高，学生也可以放开手大胆操作，对于培训内容的