教育教学中的虚拟现实技术应用分析

发表时间:2020/7/24   来源:《中国电气工程学报》2020年3期   作者:王德才1,蒋凌云2
[导读] 在信息技术与教育融合的趋势下,将虚拟现实技术用作教育行业中的新兴技术可以提
        摘要:在信息技术与教育融合的趋势下,将虚拟现实技术用作教育行业中的新兴技术可以提高学习效果。虚拟现实中的沉浸,互动和想象力的三个特征克服了传统教学法的局限,在高度集成和完全连接的现实与虚拟情境之间,改善了学习体验,促进了真正意义上的教学建构并减少了教学成本。
        关键词:教育教学;虚拟现实技术;应用;策略
        引言:虚拟现实是使得人们可以模仿并处于虚拟环境中的技术领域。课程中一个非常重要的过程是知识和信息的呈现,而虚拟现实在呈现知识和信息方面有其自身的优势,可以通过在各种学科中提供无限的经验来加速和巩固学生的学习过程,在教育领域具有非常广泛的应用前景。
        一、虚拟现实技术的概念简介
        VR虚拟现实技术主要利用计算机图形学,模拟技术,多媒体技术,人工智能技术,计算机网络技术,并行处理技术和多传感器技术来创建虚拟环境逼真的3D。各种传感器和显示设备使用图像,声音等来实现用户的视觉,听觉和触摸,从而使用户能够集成到此特定环境中并与自然方法(例如声音和语言)进行实时交互以创建适当的多维数据区域。虚拟现实的基本特征可以通过沉浸,互动和想象来概括。身临其境,也称为“沉浸式”,是指用户在计算机上创建的三维虚拟环境中的情绪,并使用所有情绪来了解环境。在这种情况下,用户可以更清楚地观察研究主题,将信息从抽象知识转换为真实体验,并获取知识。交互意味着环境中用户对象的工作表面类似于实际环境。用户用他的手在虚拟环境中抓取对象,知道对象的存在,具有纹理和质量,并根据手的移动来移动。该概念也称为自治,是指虚拟现实为用户提供想象力的机制。人们可以从定性和定量综合的集成环境中获得感性和理性的知识,可以扩大人类感知的范围,加深概念并提高学习效果。
        二、教育教学中虚拟现实技术的应用
        在教育方面的典型应用包括:建筑工程:通过访问未完成的办公楼,与虚拟现实的互动可以激发学生的设计灵感。在考古学方面,学生可以虚拟参观世界各地,不那么方便前往参观的博物馆,并参观绘画或个人雕塑。在导游的职业培训中,学生可以在虚拟环境中参观世界各地的风景名胜区,并了解这些景点的历史,独特和文化意义。在生物学教学中,学生可以操纵分子模型并遵循生物质的复杂结构。在历史课中,学生可以追溯到远古时代,感受古老文化的氛围。社会科学,参观世界的社会习俗,并了解不同地方的生活方式和习惯。
        虚拟教育。虚拟现实技术不仅促进了教师培训,而且还为学生提供了丰富的学习材料和多种学习方法。例如,数学,物理和科学中的某些概念非常抽象。如果只由教师讲课,不仅教师很难讲授,学生也很难学懂,教育效果也不好。在虚拟环境中,教师和学生可以一起观察重要主题,从而显著提高学生的理解力和控制力。
        借助经验或虚拟培训,教师可以使用虚拟现实技术创建各种虚拟实验室。虚拟设备可以根据课程内容更新进行转换,这不仅节省了培训投资,而且还提供了动手培训以适应快速发展的技能。在这种环境下,可以使学生的学习更加动态,并加速和整合学习过程。
        三、教育教学中虚拟现实技术的使用给教学带来的转变
        在虚拟现实技术出现之前,有两种主要的学习方法。其一在现实世界中实践来学习。 另一个是使用教科书和教室进行间接学习。现代信息技术的发展促使了虚拟现实技术的出现,为人们提供了一个新的虚拟世界,使人们可以更好地了解世界并改变世界。

从传统教育模式到新的教育媒介的虚拟现实系统的应用可以促进教育形式,教育环境,课程的基本要素和环境以及教师之间的关系结构的根本变化。
        改变教学观念。传统教学主要以教师为导向,学生处于被动学习的状态。内容,结构和教学方法都由教师确定。现代教学法要求改变传统教学,以教师为中心的教学方式发生了变化,学生是学习的主动方。按照现代教育理念,虚拟现实技术使用虚拟技术来改进教学方法,出色的人机交互功能意味着学习的概念已从学生的被动学习变为自主学习。
        教育内容的变化。由于包含了虚拟技术,教学在内容结构和外在形式上都与传统有了很大不同。对于之前晦涩难懂的抽象概念与难以解释的原理的教学,教师不仅可以用语言和文字来解释它们,还可以在虚拟真实的场景中进行展示。还可以使用计算机的强大功能在危险的位置或无法到达的事件中执行虚拟仿真。传统教学方法中,知识内容的结构和顺序侧重于传统教材,教学顺序一成不变。在教师上完课后,学生得到正确的概念和原则。学生可以组织教育内容并建立与人类知识特征相近的知识结构。将非线性的组织结构与虚拟现实相结合,实现复杂多样的呈现,并为学生提供动态,开放的主题形式,包括主题的基本内容和逻辑关系,着重于知识的结构和知识形成的过程,从而在传播基于原始知识的学生思维方面获得了新的进展。
        同时,虚拟现实技术也为教学方式方法带来了革新的契机,教学的效果直接与教学方法是否高效相关,并以保证实现教育目标和任务作为前提。虚拟现实技术的出现可以使教学方法更加科学和有效,并可以对视听材料进行直观和视觉上的多感官刺激。虚拟技术为学生提供了生动的视觉思维材料,以帮助他们观察在现实生活中看不到的东西。虚拟现实技术与单一的多媒体技术相比,优势显著,可以帮助学生提高分析能力,利于他们总结回顾。在多个领域建立知识网络可帮助学生获取和扩展知识,并具有创新意识,从而全面培养发展型人才。
        结束语:
        现代教育技术的核心,已经逐渐向着虚拟现实技术的应用倾斜,其与传统意义上的教学方法差别巨大。因为虚拟现实技术可以打破传统的单一教学模型,能够准确地与学生的思维特征相协调,更具有灵活多变的优势,符合学生流动性的思维与创新形式。为学生的不同想法提供了充足的资源和舒适的展示空间,结合了学生的学习,实践和自我检查,成为一种生动活跃的教学方法。
        参考文献:
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