【摘要】
计算机技术是新世纪以来迅速崛起的技术，它的快速发展极大地促进了国家经济的繁荣。而其中的计算机虚拟现实技术作为一种全新的综合信息技术，弥补了很多传统技术的缺点，它通过和包装设计的有机结合，从而使构建和体验商品包装的虚拟世界成为可能。本文通过对计算机虚拟现实技术进行剖析，分析其在商品包装设计的应用，从而更加有效地发挥计算机虚拟现实技术的作用，最终使商品包装设计迈向一个新台阶。
【关键词】
虚拟现实技术；包装设计；应用
引言
包装技术是人类社会经济不断发展过程中所衍生的一个专业技术，它具有商品性和艺术性，是一门综合性的学科。包装设计不仅具有商品适用功能，更有美观的艺术追求，其创造的产品是物质和精神双重影响下的结果，该产品是利用外在的物质来体现内在的精神活动的艺术创作。得益于计算机和多媒体技术的迅猛发展，利用计算机虚拟技术这个全新的信息技术，这样才会使构建和体验商品包装的虚拟世界成为可能。将该虚拟技术应用到商品包装中，一方面可以使设计师充分发挥自己的设计意图，另一方面又可以将消费者带入到这个充满艺术氛围的虚拟世界中，让消费者获得一种崭新的视觉体验。人类文明在发展，科技水平也在不断提高，人们的生活方式在不断丰富。判断一件商品包装设计作品成功与否，一方面要看其是否满足商品基本功能，更重要的是看其是否给消费者带去愉悦的享受。如此看来，商品包装不仅是物质产品，更是精神产品，它是一种实现商品基本功能的同时又要反映人们精神活动的艺术创作。
1、何谓虚拟现实技术
人们口中的灵境技术就是指的计算机虚拟现实技术，它是一种计算机系统，用户可以通过它创建一个虚拟世界，并且可以亲身体验到这个虚拟世界的乐趣。该计算机技术的研发和利用给设计师、客户、消费者提供一个可以方便互动的平台，产生的效果更加生动逼真。计算机虚拟现实技术具有交互性、构想性以及沉浸性等三大特性。近些年以来，该技术的快速发展，为我国商品包装设计提供了坚实的技术保障。随着计算机技术的飞速发展，结合三维图像的计算机虚拟现实技术在商品包装设计中越来越受到设计师和客户的青睐。应用该技术的包装设计主要具有以下优点。
（1）更加逼真，相较与传统的二维平面图像，它更能全方位体现商品信息。
（2）沉浸感强，可以让人有一种置身其中的感觉。
（3）制作便捷、成本低廉。
（4）电子文件形式更加便于携带、储存和传输。利用虚拟现实技术可以给设计师、客户和消费者创建一个便捷的三方互动平台，使商品包装设计产生质的飞跃。
2、现代商品包装设计
包装，通俗来讲就是商品保护层，在商品运输、销售的过程中起到保护和展示作用，它最终的目的是通过特定的外在形象加工来吸引消费者达到消费的目的。因而要求包装不仅仅要有过硬的外在保护技术，以保证其中的商品不被损坏，更要具备一定的视觉冲击效果和传播效应，全面反映商品的信息，从而最大可能的勾起消费者的'消费欲望，达到销售商品的目的。随着人类社会的不断进步，人们已经不仅仅限于物质方面的满足，越来越趋向对精神层次的追求。随着社会潮流，现代商品包装设计也被加入新的内涵，不在简简单单的是一种物质生产活动，更多的是其商品包装本身所带有的文化气息、时尚品味。
3、包装设计中所体现的虚拟现实技术应用
将计算机虚拟现实技术应用于包装设计中是一种全新的工作理念，它的出现不仅使包装设计变得更加美观和直观，而且还降低了制作成本，缩短了生产周期，进一步提高设计效率，具体分析如下。
（1）满足消费者的个性化需求。在这个信息全球化和经济全球化的时代里，人们的对物质文化的追求变得日益多样化，消费者的需求变得越来越有个人特色，消费观念随着社会发展而不断变化，那些时尚而个性的商品受到更多人的吹捧。企业为了能够在竞争激烈的市场中获得一杯羹，不得不把商品的包装设计提升到企业发展的战略新高度，对那些新兴的技术产生了浓厚的兴趣。计算机虚拟现实技术应运而生，为包装设计师创造了一个全新便捷的设计平台。在整个包装设计过程中，怎样有效做到把握商品的命脉，这是所有包装设计者面临的最重要而复杂的关键环节。计算机虚拟现实技术在商品包装设计中可以提供一种全新的感官体验，这一点是传统计算机技术和多媒体技术无法提供的，并且通过将计算机数字技术和计算机虚拟现实技术的有机结合，使两者共同作用产生艺术成为可能。计算机虚拟技术可以充分将消费者个人的需求融入到商品包装设计中，从而满足客户的多样化需求。
（2）计算机虚拟现实技术完美诠释商品包装。从构造手段来看那些应用计算机虚拟现实技术设计的包装作品，它具有技术性，但是从可视化的角度来看，它又是具有艺术性的。商品包装设计师通过运用计算机虚拟现实技术，可以将自己的设计意图简洁、新颖的体现出来，并将商品的适用性和艺术性进行完美地诠释。商品包装设计的目的是依托商品外在的形象而最大限度的吸引消费者的目光，无限的激发他们内心的购买欲望，从而达到将商品推销出去的目的。在当今的经济活动中，包装已不仅仅其保护商品完整的作用了，更承担起宣传商品的角色，它对扩大商品的市场认可度起着举足轻重的作用。
（3）计算机虚拟现实技术可以激发包装设计者的创作潜能。较之其他的包装，包装设计不止追求外观的时尚美观从而吸引眼球，更潜力于通过三维视觉图像来全方位、多层次的将商品的信息反映在消费者面前，从而使商品获得消费市场的广泛认可，最终提升商品的销量。一个上层的包装设计不仅可以推动企业的大力发展，而且很可能会新开辟一个销售方式。商品包装设计和计算机虚拟现实技术的有机结合，可以将空间的两个任意形体集合进行随意组合运算，如并集、交集、合集等，给商品包装设计师提供多种运算结果，发掘更多的可能性，从而扩散设计师的设计思维，激发设计者的创作潜能，最终达到无限激发他们创作灵感的目的。与此同时，通过计算机虚拟现实技术的应用还可以将设计者的设计作品更加逼真客观的表现出来，这样就可以使设计者和消费者进行思想沟通互动，如此就可以将两者的有效建议充分融合到包装设计中，而且还可以达到缩短商品包装设计周期，从而降低制作成本的目的，最终将计算机虚拟现实技术的优势最大可能的凸显出来。
4、结语
随着信息全球化、经济全球化的不断发展，对于商品包装设计来说，这既是一个挑战也可以是一种机遇。包装设计作为服务业中的一种新兴知识性行业，它融合了多学科的技术，在企业的经济发展中扮演着不可或缺的重要作用。普通大众的消费观念随着社会经济的发展已然从传统物质追求变为如今的精神文化的追求，更加注重商品包设计的人性化、个性化、时尚化，对商品的品牌服务、商品包装、广告宣传和形象设计有了更高的要求。包装设计唯有坚持以市场消费为导向的原则，同时具有超前的时尚嗅觉，这样才不会被消费市场所抛弃。计算机虚拟现实技术与包装设计的有机结合，为我们创造了一个有别于传统媒介的全新视觉盛宴，使我们可以得到新颖的视觉享受，这是所有其他的设计手段所无法达到的。随着计算机虚拟现实技术在包装设计中的不断深入应用，在未来的日子中，它的其他它优势肯定会得到体现，从而使商品包装设计更加贴近消费者的个性需求，最终使企业在激烈的行业竞争中脱颖而出，不断提升商品的市场份额。
参考文献
[1]王淏.计算机虚拟现实技术在包装设计中的应用[J].中国包装工业,2015,10:89+91.
[2]李隐璞.虚拟现实技术在包装设计中的应用探析[J].株洲工学院学报,2006,06:44-46.
[3]倪磊.虚拟现实在现代包装设计中的作用[J].文教资料,2009,31:84-85.
一、会展项目的风险相关内容
（一）会展项目的风险来源
会展项目最大的特点就是具有很大的不确定性，这些不确定性会在项目活动的实际开展中对会展项目造成很大的影响，影响会展活动的预期目标，甚至造成财产损失或者人员伤害等，这些不确定性因素是会展项目风险的总体方面的来源。从小层次来讲，会展项目活动中会有很大的人流量，所以，会展人员的行为也是会展项目风险的重要来源，他们的行为能够直接影响到会展项目的风险的受控程度。另外。会展的设备等设施也会成为风险的来源，例如设备安置不当，设备牢固性不强等造成一系列人员伤害或者财产损失等。这些会展项目的风险来源是风险管理策略研究的重要参考依据。
（二）会展项目的风险类型
会展项目在具体的开展过程中会存在多种多样的风险，这些风险由于归纳的原则不同，所以就会出现不同类型的风险。例如，通常我们把影响会展项目目标进度的风险称为进度风险，对会展项目实施阶段产生影响的风险称为实施风险；如果按会展项目风险的来源归纳可分为外部风险和内部风向，外部风险主要是由于会展外部环境等原因造成的，内部风险主要是由于会展项目开展中会展的内部因素引起的风险；如果按风险的属性特征分类，会展项目的风险类型可分为技术风险、财务风险、市场风险等。除此之外，会展项目风险也可分为质量类风险、预算类风险、时间类风险等。总体来讲，会展项目风险的类型不同会导致风险管理不同从而影响风险管理策略的研究。
（三）会展项目风险的主要特性
针对会展项目风险来讲，其自身的一些特性是我们研究风险管理策略不可忽视的重要因素。会展项目风险主要有四大特性。一是风险事件的随机性，在会展项目的开展过程中，有时会不可预料的出现一些风险事件，这类风险事件不再预期的计划或者意料之中，是随着某些突变因素而发生的偶然性事件，因此，在实际的风险管理过程中对这种随机性事件的处理是具有一定的难度的，需要提前做出相应的应对突变策略；其次是风险的渐进性，会展项目风险的出现往往不会是一层不变的，会随着项目活动的阶段呈现不断变化的趋势，可能是越来越复杂化，也可能是随着阶段的不同其风险程度不断减弱的趋势，针对这种风险的渐变特性，在会展项目风险管理过程中需要根据风险的变化特点来采取相关策略进行风险处理；再者就是风险的相对可预测性，这一特性在实际上是有利于风险的管理的。在会展项目开展之前通过预测相关风险可以在实际活动过程中及时应对项目风险，减少风险的损害；最后是风险的潜在损失特性，既然是风险就会对实际的活动造成不同程度不同类型的损失，会展项目风险的这一特性也是进行风险管理最为重要的因素，风险管理的目标就是最大化的减轻风险带来的损失，保证会展项目顺利的进行。因此，会展项目风险的这些特性能够对风险管理的规划产生很重要的影响，在进行会展项目风险管理策略的研究中必须依据这些特性来制定相关方案。
二、会展项目风险管理
（一）会展项目风险管理的概念
会展项目的风险管理主要是指在实际的会展项目开展活动中相关管理人员通过对可能影响会展开展的不确定因素进行预测评估，然后综合分析，采取有效的防治措施来避免风险的发生或者最大化降低风险，保证会展项目的顺利开展，达到预期的效果。
（二）会展项目风险管理的相关特性
会展项目风险管理的特性影响着风险管理策略的研究。会展项目风险管理具有时效性、有偿性、动态性以及信息依赖性等特性。时效性，会展项目风险管理的时效性主要是指在会展的不同阶段所面临的风险是不同的，所要承担的责任也是不同的。对于组织者来讲，根据这一特性只需要分析好每个阶段的风险然后采取措施承担这些风险即可;有偿性，会展项目风险管理的有偿性主要是指在实际的会展项目开展过程中用来防治或者最大化降低风险时所要付出的必要性的财力和人力等成本；动态性，会展项目风险管理是随着会展项目活动的相关因素的变化而变化的'一个的动态管理过程，当会展项目的相关因素发生变化时，原有的相关风险就会发生变化，因此对风险的管理也就需要重新计划实施；信息依赖性，会展项目的风险管理首先需要获得关于风险本身的大量信息，并且分析相关信息来进行管理，因此，会展项目风险管理具有很强的信息依赖性。
（三）会展项目风险管理的相关内容
会展项目风险管理主要包括风险管理规划、项目风险的识别、项目风险的度量、制定风险的应对措施、项目风险的监测与控制。项目风险管理规划主要就是确定在实际的管理过程中如何进行项目风险管理活动，也包括制定相关风险管理计划等；项目风险的识别指的是确定项目的风险类型有哪些，基本特性是什么以及产生的主要影响，最后制定出相应的会展项目风险事件识别报告；项目风险的度量主要包括项目风险的定性度量以及定量度量等相关工作，这些相关度量工作又包括风险发生可能性的度量、后果严重程度的度量、风险影响范围的度量以及风险发生时间的度量等；项目风险应对规划简单来讲就是制定项目风险应对计划，通过对项目风险严重性的考虑来制定相应的应对计划，对严重性较高的项目风险来制定风险应对计划能够产生很好的效果，对相对严重性不高的风险可以适当放松计划的制定；项目风险的监测与控制就是在整个会展项目活动过程中依据项目风险管理计划来监测风险发生及变化，从而采取相应的措施控制项目风险。
三、会展项目的风险管理策略
（一）依据会展项目风险的相关内容进行相关风险管理
会展项目的风险相关内容主要有风险的来源、类型以及特性等，不同的内容对风险管理的影响不同。在实际的会展项目风险管理过程中，应该提前分析相关风险的来源以及类型，在依据风险的相关特性制定管理方案。例如，针对由不确定因素引起的项目风险可以提前预测好这些不确定因素，制定多种应对策略来处理这类风险。对于人为因素引起的风险可以在实际的会展活动中控制约束规范相关人员的行为来减少风险发生的概率。
（二）采取多样化的会展项目风险管理策略
会展项目风险管理策略需要多样化。首先需要风险的预防策略，对可能发生的风险进行预测估计，然后事先改变会展项目的相关计划来预防项目风险，避免风险的发生。例如，在实际的会展项目开展过程中可以适当的选择放弃某部分项目来避免风险的发生，也可以提前做好计划以及处理应对的方案。其次做好预防和较少损失的工作，对已发生的风险及时采取应对策略把风险带来的损失较少到最低。具体来讲，可以对相关会展工作人员进行安全防范教育或者培训；加强现场监控，保证会场能够在监控之下进行；加强治安工作等。再者是接受或共担风险，接受风险主要是对于会展项目影响较小的一类风险而言的，此类风险发生时可以及时安排相关人员疏散，进行医疗救治等。共担风险主要是通过与其他组织合作来降低会展项目风险发生的可能性；最后是做好保险工作，这一风险管理策略主要是通过借助保险机构或者公司来分担风险。多样化的会展项目风险管理策略能够对不同类型的风险进行及时的应对处理。
四、结语
会展项目的风险管理是会展活动开展的重要工作之一，通过对会展项目风险管理策略的研究，依据会展项目风险的相关内容采取多样化的管理策略，能够很好的应对不同的项目风险，保证会展项目的顺利进行。
1.建材供应商重视不足
目前，一些建材生产供应商的低碳意识较薄弱，没有正确意识到生产低碳建材的重要性。有些建材生产商虽然意识到了低碳环保建材的重要性和发展前景，但是由于低碳建材的研制生产成本比较高，与传统的建材相比缺乏市场竞争力，导致很多建材生产供应商没有对低碳建材进行大规模、大批量的生产而是继续选择传统建材。由于生产供应商的重视程度不够，所以影响了室内设计“低碳”理论的实行。
2.设计师和施工人员的低碳意识有待提高
设计师是室内设计的关键，当前一些设计师的低碳意识较薄弱。设计师在进行室内设计的时候往往关注的是消费者的爱好、豪华舒适等，而在设计中缺乏低碳元素，影响着室内设计的“低碳”理论的实施。此外，施工人员是室内设计的践行者，有些施工人员低碳意识不高，为了节省施工成本，在选购建材的时候更加倾向于传统建材，阻碍了低碳建材的发展。
3.消费者的观念有待改变
虽然，环保低碳的思想已经渗透到人们的日常生活当中，但是一些人还未形成真正的环保低碳的理论体系，仅仅把环保和低碳当做一种宣传口号。有部分消费者在进行室内设计的时候，只是一味地追求豪华舒适，而根本不从低碳、环保的角度出发。
室内设计“低碳”理论的具体体现
1.良好的通风系统以及照明系统
众所周知，室内设计完成以后会产生大量的有毒气体比如甲醛、苯等。室内良好的通风系统有利于有毒气体的排出，减轻有毒气体对人体的危害，为人们的身体健康提供保障。因此。在进行室内设计的时候一定要保障通风系统的安全性和流畅性。照明系统是室内设计必不可少的部分，良好的照明系统可以极大程度的减少对电力资源的浪费。在进行照明系统设计的时候尽可能的`选择节能灯，从而减少对资源多的浪费。还有，室内设计中照明系统一定要注重自然光的利用，既是“低碳”理念的体现又有利于人们的身体健康。
2.采用绿色建材
在进行室内装修的过程中，在进行建材挑选的时候尽可能的挑选绿色低碳建材，绿色建材能够很好的阻隔有毒气体和有毒物质，对人们的身体健康提供保障，因此，在进行室内设计的时候一定要注重绿色建材的选择。
3.考虑室内设计的长远性
在进行室内装修使尽可能的选择那些能够重复利用的材料，比如某些家具在损坏不用后，仍然可以回收利用在进行加工制成人们生活所需要的物品。从而减少对自然资源的利用和浪费，是“低碳”理论在室内设计的充分体现。
当代室内设计“低碳”理念的推广措施
1.提高低碳建材的生产
首先，建材生产供应商要提高自身的“低碳”意识，在建材生产过程中提高对低碳建材生产的重视程度，积极研发新型的低碳建材并提高低碳建材的生产产量。其次，国家可以制定相关的法律法规，或者出台一些相关的政策，鼓励低碳建材的生产和使用。最后，提高对建材生产、使用的监管力度，为低碳建材的大规模生产和使用提供保障。
2.增强设计师和施工人员的低碳意识
提高室内设计师的低碳意识，使低碳理念渗透于室内设计中的每一个环节中去，同时，提高施工人员的环保、低碳意识，在采购建材的尽可能的选择低碳、环保的建筑材料。这样就可以保证室内设计、施工环节“低碳”理论的应用和推广。
3.培养消费者的低碳理念
相比较于西方发达国家，“低碳”理念在我国的发展尚未成熟，只是存在于表面，“低碳”对大多数人来说并不陌生，但是不可否认的是人们对“低碳”的认识还只存在于口号和表面，这样是远远不够的。“低碳”理论的推广需要全社会的共同努力，要求全社会达成一种共识，逐渐抛弃奢华舒适的室内设计要求，转变为对低碳生活的热爱，这样极大的推动了室内设计“低碳”理论的推广。
4.相关部门的宣传
相关部门应该加大宣传，也可以举办一系列的活动对“低碳”理念进行宣传。国家也可以通过媒体、网络、广播等途径进行宣传，让人们真正的理解低碳理论的含义，为“低碳”理念在室内设计中的推广保驾护航。结语总而言之，低碳的室内设计是现代室内设计的发展趋势，在资源紧张，环境恶化的背景下，当代室内设计“低碳”理念的推广和践行越来越重要。只有不断提高建材生产供应商、室内设计师。施工人员和全社会的低碳认识，并结合国家政策的扶持，“低碳”理念才能够真正成为现代室内设计的设计原则和设计理念。
一、研究意义
特别是代表着中国新一代势力的80后、90后的大学生们，他们顶着强大的工作和住房的双重压力，为社会主义建设奋斗着，他们的住房问题已经成为全社会关注的热点问题。蜂巢公寓就是为了解决目前一些正在求职的毕业大学生租房困难而设计的一种快节奏紧凑型公寓，希望能达到高度节省空间及运营成本，低碳、环保等特点。齐全的设施在满足大学生居住的同时，还在心理，健康等方面给予关怀，打破常见闭塞空间的思维定式，创造新型的快节奏开放式生态居住空间。小区的生态景观设计就是其中一个重要组成部分。
人们在面临学习、工作与生活压力时，总渴望能找到一个休闲居住场所来减轻这份紧张，调整情绪，融入到优美的、恬淡的生活空间去享受那一份宁静与轻松。营造自然和谐、健康舒适的居住环境，追求建筑与景观的融合，自然与人的和谐共生，它随着时代背景及意识形态的发展而发展，并呈现新的特色。
二、课题关键问题及难点
蜂巢公寓社区的意义在于用较低的成本来解决最大程度的大学生以及外来人口的临时居住问题，因此，如何采用相对较低的成本来建造出功能性相对较强的公寓建筑是一个难点，这不仅要考虑到材料的使用，还要最大程度的满足其应有的需求。
同时，环保也是此次项目的一个重点，环保节能一直是如今热门的话题之一，如何合理的运用材料，搭配材料，将这个公寓建筑设计得环保节能也是本次项目能否成功实现的一个重要的突破口。
以建筑设计为着眼点，生态建筑主要表现为：利用太阳能等可再生能源，注重自然通风，自然采光与遮阴，为改善小气候采用多种绿化方式，为增强空间适应性采用大跨度轻型结构，水的循环利用，垃圾分类、处理以及充分利用建筑废弃物等。仅以上几个方面就可以看出，不论哪方面都需要多工种的配合，需要结构、设备、园林等工种，建筑物理、建筑材料等学科的通力协作才能得以实现。
三、文献综述
当今世界，人口剧增，资源锐减，生态失衡，境遭到严重破坏，人类生存和发展与全球的环境问题愈演愈烈，生态危机几乎到了一触即发的程度。在严峻的现实面前，人们不得不重新审视和评判我们现时正奉为信条的城市发展观和价值系统。
为了建筑、城市、景观环境的可持续，建筑学、城市规划学、景观建筑学学科开始了可持续人类聚居环境建设的思考。许多有识之士逐渐认识到人类本身是自然系统的一部分，它与其支撑的环境休戚相关。在城市发展和建设过程中，必须优先考虑生态问题，并将其置于与经济和社会发展同等重要的地位上; 同时，还要进一步高瞻远瞩，通盘考虑有限资源的合理利用问题，即我们今天的发展应该是满足当前的需要又不削弱子孙后代满足其需要能力的发展。这就是1992 年联合国环境和发展大会里约热内卢宣言提出的可持续发展思想的基本内涵，它是人类社会的共同选择，也是我们一切行为的准则。建筑及其建成环境在人类对自然环境的影响方面扮演着重要角色，因此，符合可持续发展原理的设计需要对资源和能源的使用效率、对健康的影响、对材料的选择等方面进行综合思考，从而使其满足可持续发展原则的要求。近几年提出的生态建筑及生态城市的建设理论，就是以自然生态原则为依据，探索人、建筑、自然三者之间的关系，为人类塑造一个最为舒适合理且可持续发展的环境的理论。生态建筑是21 世纪建筑设计发展的方向。
开头报告怎么写
第一，要吃透研究课题，不要匆忙下手
研究生接受了导师安排的课题后，就要以“主人翁”的姿态负起责任来，而且必须把它当成自己的事来做，而不是一味依赖导师。最好是把导师的课题申请书借来仔细研读一番，弄清楚为什么要做（Why）？应该做什么（What）？要怎么做（how）？遇到琢磨不透的问题，一定要请教导师，直到完全吃透课题后，才能进实验室开展研究。
第二，要广泛涉猎相关研究领域，不要拘泥于申请书中罗列的参考文献
研究生要借写开题报告之机广泛查阅文献资料，除了应当搜集申请书中提到的一些重要文献的全文外，还要特别注意查阅国内外最新发表的相关研究论文。
由于申请书中罗列的参考文献基于过去几年的研究进展，但其中有些问题可能已经解决，有些概念可能已经修正，因此密切关注课题相关领域的最新进展不仅是导师的事，也是研究生的事。最好是研究生先于导师一步发现新进展，找到新资料。
第三，要善于站在不同的角度思考问题，不要被锁在固定的思维圈子里出不来
无论在查阅文献时，还是开展研究后，研究生都要积极开动脑筋，努力拓展知识面，特别是要用理性、批判的眼光看待一切科学问题，最忌讳的是将自己的思想禁锢在一个既定的“笼子”里。研究生的思维最活跃，没有教条主义负担，要从不同角度看问题，提出自己的科学猜想，并在实验过程中不断求证。
当然，研究生做开题报告可以加深自己对课题研究意义及实施方案的印象，同时在查阅文献资料的过程中也丰富了自己的专业知识，看英文文献还提高了专业英语阅读能力，大大增加了专业英语词汇量。在此基础上，研究生可以考虑整理出一篇综述文章，即使不能正式发表，以后也可以作为毕业论文的前言或概论。
总之，科学研究可能有一个固定的起点，但恐怕没有一个必然的终点！成果是小是大，既取决于你的运气，也取决于你的眼光，更取决于你发现意外现象后能上升为新的研究方向的能力！
【摘要】物理抽象概念的表示以及理想的物理实验环境的模拟，一直是中学物理学习中的重难点。一些抽象思维尚未完全成熟的高中生难以准确地想象天体运行的规律。而虚拟现实以其沉浸性、交互性、想象性的特点，能够准确模拟虚拟的“理想环境”，形象地表示抽象的概念，并能让学生与实验对象进行交互，以解决传统物理课堂中情境性、沉浸感、互动性不强的问题。本文设计、开发“三体运动”VR教学软件，并通过在实践中应用该软件，探索了虚拟现实技术在高中物理学习中的影响及效果。
【关键词】虚拟现实；VR教学；高中物理；三体运动
物理是高中阶段非常重要的学科，学生通过对物体运动本质规律的参悟，会帮助其塑造辩证、科学的世界观和人生观[1]。但抽象的物理概念的理解，复杂的物体运动规律的参悟，理想的实验环境的模拟一直是学生学习和教师教学的难点，这些虚幻游离的力、电、磁等，往往令学生望而生畏。而虚拟现实技术的发展为物理教学带来了新的机遇，恰好可以解决上述这些问题。虚拟现实可以创设逼真的三维多感官环境，同时环境还会对参与者行为产生相应的反馈，应用于教学中，可实现情境学习、创设心理沉浸感[2]。本研究聚焦高中物理重点内容“万有引力定律”，开发并应用“三体运动”VR教学软件，旨在探究VR技术在高中物理学习中的影响及效果。
VR技术在物理学科中的应用案例
1.国外VR技术在物理学科中的应用国外大学很早就开始关注虚拟现实技术在物理学科中的应用，主要表现为物理虚拟实验。美国科罗拉多大学的一个研究团队，基于Java和VR技术研发了一套物理学科的“PhET系列互动仿真软件”，该软件通过虚拟实验来帮助学生理解抽象的概念和隐含的关系[3]。该软件以寓教于乐的方式，激发了学生学习的兴趣。美国路易斯安那州立大学的学者，将VR和AR技术在物理教学（主要为力学、电磁学等）中的应用模式进行了对比[4]。研究结果表明，这两类技术均能促进教学，提高学生学习的质量。此外，还有美国俄勒冈大学设计的物理实验网站“VLab”，以及卡罗莱纳州立大学开发的基于WEB的“探究型虚拟物理实验室”等众多应用[5]。2.国内VR技术在物理学科中的应用与国外相比，国内的虚拟现实教育应用起步较晚，但近年来越来越受到重视。同样，也主要集中于多媒体辅助物理实验教学。中国科技大学人工智能与计算机应用研究室开发出了一个“几何光学实验设计平台”，该系统基本涵盖了中学物理的光学实验，学生可以通过该虚拟系统提供的实验仪器，完成或练习大部分的光学实验。西安科技大学开发了一套“通信原理仿真实验系统”。该系统主要基于Matlab技术，不仅有较强的交互性，而且操作简单，十分人性化[5]。
运用VR技术开展高中万有引力定律教学的实证研究
笔者开发了一款“三体运动”VR教学软件，模拟出“万有引力定律”章节中的实验，对“三体运动”进行直观的表现，创设一个沉浸式的、交互性的虚拟教学环境。1.“三体运动”VR教学教具“三体运动”VR教学软件基于C#语言、Unity3D平台设计开发，并以“智能手机+Cardboard”作为终端。通过Unity3D创建三个球体代表三体，为每一个球体添加了运动轨迹，并将三个球体的物理属性设为刚性球体碰撞。以“万有引力定律”和“牛顿第二定律”为基础来模拟三个球体的相互运动。2.用户操作使用该软件进行实验时，学生只需戴上CardBoard，向左便能看到导航界面，可以自主选择想要观察的场景。进入实验场景后，学生在观察时可以通过改变头部位置凝视交互的方式，来改变每个球体的位置、质量、速度等，观察由此发生的运动改变，实现其与实验内容交互。3.实验结果本研究选择北京市八一中学高二年级的一个班进行实验，共计40位学生和1位物理教师。在师生体验了软件后，发放问卷，并随机抽取5名学生（3男2女）和1名教师进行访谈，收集他们对该应用的感受及建议。通过对问卷和访谈数据的分析，主要包括学生对VR教学的已有经验、态度、满意度及效果评价，得出以下结论。（1）高中生对VR的已有经验研究发现，大部分学生对VR技术有一定了解，但是了解不多；大多数学生都曾经体验过VR产品，但是体验不多。绝大多数学生没有体验过VR在教学中的应用。（2）高中生对VR教学的态度学生整体上对VR教学持非常积极的态度。使用VR教学软件前后的数据对比显示，“三体运动”VR软件显著提升了学生对VR教学的兴趣。有95%的学生表示愿意或非常愿意在未来教学中能应用VR，特别是在“物理、化学、生物、地理”等学科。他们期待通过VR教学提升他们对内容的兴趣和学习积极性。（3）师生对VR教学教具的满意度体验过VR教学软件后，100%的学生都对该软件的界面设计、交互设计、教学内容设计、架构设计表示满意，其中75%以上的学生表示非常满意。同时，学生们也对软件的交互设计提出了更高的期望。（4）师生对VR教学教具效果的评价问卷和访谈数据都表明，教师和学生们都非常认可VR教学软件的教学效果，包括：能够创设生动形象的学习情境、有助于万有引力定律的理解、有助于对空间三体运动的理解、有助于扩展物理知识、有助于提升物理学习兴趣。物理教师表示，“这款软件对于帮助学生理解天体运动和相关知识很有帮助，它很适合作为物理教学的辅助软件”。几乎所有学生都对这款VR教具表现出了浓厚的兴趣，均认为该软件创设了生动形象的学习情境，能够加深他们对知识点的理解，因为它将“看不见”的东西变得直观了。他们说，“这款软件能够把那些看不见、摸不着、离我们非常遥远的东西呈现在我们眼前，使它们具体化了，帮助我们更深刻地理解”。
“三体运动”VR教学软件体现了VR在物理学科教学中的潜力。通过本研究发现，VR在教学中的应用非常必要且充满潜力，高中生有浓厚兴趣；VR教学软件在创设情境、提升学习兴趣、促进知识理解方面存在积极有效的作用。它以其构建学习情境、形象化抽象内容、实现自然交互的优势，既可以用于内容展示，又可以实现探究式学习[3][5]，其提升学习动机、优化学习效果的作用展现得淋漓尽致。物理学科需要进行大量的实验，这意味着VR技术在物理教学中有巨大的发展空间[6]，也有更多的探索之处。哪些内容适合VR技术？如何将其融入学习活动中？如何使VR工具更便捷、更具可获得性？这需要更多设计人员和实践者的参与，进一步优化其效果，并解决成本过高的问题，早日实现VR技术进课堂。
