浅谈虚拟现实技术在教育中的应用

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浅谈虚拟现实技术在教育中的应用

一、虚拟现实技术概述 
       虚拟现实技术是运用计算机对现实世界进行全面仿真的技术,能够解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求。通常用立体眼镜、传感手套等一系列传感辅助设施来实现三维现实,人们通过这些设施以自然的方式(如头的转动、身体的运动等)向计算机送入各种动作信息,并且通过视觉、听觉以及触觉设施使人们得到三维的视觉、听觉及触觉等感觉世界,随着人们不同的动作信息,这些感觉也随之改变。目前,虚拟现实技术不仅指戴着头盔和手套的技术,而且还包括一切与之有关的具有自然模拟、逼真体验的技术与方法。 
二、虚拟现实技术在教育中的应用 
       虚拟现实应用于教育是教育技术发展的一个飞跃。对教育教学的影响主要体现在以下几个方面。 
(一)改善课堂教学方法 
       现代化的教学方法要求改变传统的课堂讲授式为启发引导式,追求教与学的合作化,以讲授引导思维,以教导激发感情,并赋予学生学习的主动性。在现代教育思想指导下,虚拟现实教学有利于创造这样的环境,以教师为中心的授课形式将会被改变,以学生为中心的个别化教学、合作化教学和环境中自我探究得以真正实现。从多媒体虚拟现实系统的组织形式看,虚拟现实是非线性的网络结构,逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能,在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构,变学生的“被动听讲”为“主动学习”,由“要我学”转变为“我要学”。 
(二)改善教学内容的内在结构 
       教学内容的内在结构就是学科知识结构设计,知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的,知识内容的结构及顺序都是以教为主,教学顺序性很强,学生对教师的依赖性很大,难以促使学生从已建立的知识结构向新知识结构迁移。通过虚拟现实技术,可以利用接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结构,为学生提供一种动态、开放的结构化认知形式,它既包括学科的基本内容,又包括学科内容之间的逻辑关系,既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,通过这种非线性结构扩散学生思维,进行启发式教学。另外还可以在演示教学内容方面提供直观的、形象的多重感官刺激的视听觉材料,以一种直接的信息传递方式,通过亲临其境的、自主控制的人机交互,由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应,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。 
(三)改善教学活动的空间 
       发展虚拟教学课堂教学不再局限于有形的教室中,教学活动的空间和时间将得到无形扩展,进一步向虚拟课堂、虚拟大学发展。虚拟现实也将为高校扩大招生后设置的分校和远程教育教学点提供可移动的电子教学场所,使资源由一校“独占”变为多校“共享”。通过交互式远程教学的课程目录和网站,由局域网工具作校园网站的链接,可对各个行业提供开放性和远距离的继续教育,及其急需的课程教学,还可为社会提供新技术和高等职业培训的机会,促进全国教育水平的提高。 
(四)改善实验教学环境 
       实验学习是巩固学生理论知识,提高学生动手操作能力的必不可少的一个环节。很多高校花费巨额资金来满足教学需求,由此导致实验设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展的现象频频出现。虚拟技术在实验教学中的引进为各大高校提供了最新思路,如建设“常新”型的实验实训基地,利用多媒体技术,半实物仿真与虚拟现实相结合的方法,建造虚拟演练的现代化实验实训基地,其“设备”或“部件”多是“虚拟”的,可根据发展需要重新“生成”新设备,也可使“设备”和教学内容在虚拟环境中不断更新,使实践训练及时跟上技术的发展,以培养高素质的毕业生,保证知识型的技术人才和管理人才能满足当今经济发展的要求。另外,虚拟技术对全方位的实验、实训教学也起到显著作用。从原来只是用录音、录像来辅助文字教材进行教学的方式发展为使用具有人机交互的多媒体技术。多媒体的信息类型有静态的、运动的、超级链接的视觉和听觉信息,媒体信息形式通过计算机的集成处理,提供了超文本、图形、图像、图表、音频、视频和动画。对于抽象的、概括的概念、原理,除了用文字和语音协同描述外,还可以通过多媒体用三维实景进行虚拟展示,可以让学生进入问题存在的环境,有针对性地建构虚拟情景,引导学生进行探究,通过自身与信息和环境的相互作用来得到知识。 
结语 
       综上所述,虚拟现实技术的发展将对探索发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验实训环境、优化教学过程,培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响。 
参考文献: 
[1]何增颖.虚拟机技术的实验教学应用[J].实验科学与技术,2010 
[2]王永.虚拟机技术在计算机实验教学中的应用[J].科技信息,2010 
[3]张文东.利用虚拟机技术构建计算机实践课教学实验平台[J].计算机教育,2008 
作者: 丁传锋