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虚拟现实技术下教育方式变革的浅析
□ 朱 彤
（西安铁路职业技术学院,陕西 西安 710026）
【摘 要】随着科学技术的发展,增强现实技术的广泛普及应用.传统课堂的讲授方式正在逐渐发生变化,以适应学习者的学习要求.技术方面AR+VR技术已走向成熟能为学习者提供身临其境的学习环境,达到知识建构的目的；实践方面能够丰富和补充传统主流教学方式,提供多样化的教学形式能够进行个别辅导、小组讨论、集体探索、自主学习等方式在课堂内外通过技术手段促进学习.
【关键词】虚拟现实；增强现实；人机交互；实践教学
一、虚拟现实与增强现实技术
虚拟现实（Virtual Reality,简称 VR）是一项综合技术,集计算机图形学、人机交互技术、传感技术、人工智能等技术于一身,将客观物理世界中不存在的事物,通过计算机技术模拟产生,构成虚拟的三维空间环境.通过外接硬件设备进行显示世界中真实物体的运动规律和方式,给参与者在视觉、听觉、触觉等感官的刺激,体验与现实世界高度一致的虚拟境界,允许用户对虚拟环境进行构想和创造,用来实现一定的目标.用户在沉浸的环境中获取新的知识,产生新的构思.
增强现实(Augmented Reality,AR)是虚拟现实技术的一个重要分支,增强现实技术的最终目的是把计算机生成的虚拟信息无缝的嵌入到用户所能观察到的真实世界当中.使用增强现实技术可以延伸用户的视觉功能,增强用户的视觉感受,并能与真实世界和虚拟信息相叠加的环境里进行交互.它通过对实时的视频图像进行信息传输和处理,将虚拟的信息叠加到真实世界中,形成交互式的三维图像画面,为用户带来更真实的全新体验与感受.
二、人机交互方式的变化
人机交互是虚拟现实的核心技术,对推进泛虚拟现实技术的广泛应用和用户良好的体验感觉有着十分重要和深远的影响.通过计算机技术、网络技术、通信技术的长足发展,现在的人机交互系统有了划时代性的变化.将用户的行为状态（输入）转变成一种计算机能够理解和操作的表示,并把计算机的行为和状态（输出）转换为人能够理解和操作的表达通过界面反馈给人.虚拟现实可以通过人类的行为动作,语言表达输入信息,快速处理反馈给用户实时的眼、耳、触觉信息,实现一种新的人机交互方式.
三、泛虚拟现实的优势
随着大数据时代的来临,教育化服务越来越普及,碎片化、个性化、交互式、跨界式学习方式的出现从某种意义上说,老师已经不再是知识的主宰者,教室与学生的边界正在被打破.新型学习方式占用学习时间短,能在公交、地铁、休闲场所通过网络保证学习随时随地.如何降低教育成本,提高安全性；因材施教,学生掌握进度,实现教育资源公平化,提高学习效率,激发学生创意便为虚拟现实条件下教育方式的变革起到推动作用.
1、创设教学情境.虚拟技术能动态地呈现信息,能促进学习环境的改变.创设与现实生活类似的情境,让学生在思想高度集中但精神完全放松的情境下进行学习.在学习中通过与他人的充分交流和合作,提高学生的合作精神和自主能力,以达到陶冶个性和培养人格的目的.
2、革新教学模式.虚拟现实教学模式中学生是既是知识意义的主动建构者,又是外部刺激的接受者；教师既是教学过程的组织者,又是知识的传授者；信息资源所提供的知识不仅是教师传授的内容,也是学生主动建构的结果,形成主动学习而非被动灌输的良性模式.
3、强化课堂教学.目前为止,课堂教学仍然是教育的主要方式,传统教学对教师的教学能力依赖很大.通过先进教学技术的引入,在知识表达,界面设计,互动方式上使课堂将教学内容更加全面,更加立体的呈现出来,为教师教学互为补充,平衡教学资源的分布.
4、拓展学习空间.虚拟技术营造一个崭新的阅读环境,通过简单的外接设备便可营造一个课堂之外的三维阅读空间,拓展学生的知识视野,扩大学生的阅读体验.将复杂、繁琐、深奥的知识转变为一种互动的、有趣的、容易理解的内容.彻底拓展学习的空间,将传统的学习转变为娱乐式的学习.
除此之外,还应将授课体系与阶段性的虚拟实验室相结合,让学校独一无二的实验资源链接到高校云中.将实验课程与实际课程混排,成体系的展示给学生,讲授教师可以随时制定属于自己的模拟数据环境,每个知识点都可以与特定的虚拟环境链接.虚拟现实数据云+智慧教室,通过链接学校虚拟现实教学课件资源库及全国高校公有云平台获取大量数据及信息,通过智慧教室终端设备将虚拟现实教学资源进行共享,互联互通,场景覆盖.
【参考文献】
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