虚拟现实技术在高校课堂教学中的应用,该文是虚拟现实有关论文范本和虚拟现实和虚拟现实技术和高校课堂教学类在职毕业论文范文.
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现代化技术的发展带动了我国教育技术的变革和创新.现如今,虚拟现实技术在课堂教学中的普及和应用已经成为了教育技术变革的新方向,新型技术为课堂教学提供了多样化、立体式的教学媒介和工具,便于教师直观化地展示教学内容和学生渗透性地理解知识,逐步提高了高校教学效率和效果.
一、虚拟现实技术的概述
1.1 虚拟现实技术的内涵
虚拟现实(Virtual Reality,简称VR),最早由美国的研究者J．Lanier 提出,主要由现代化技术（计算机、传感技术等）融合而成的一种能够给人仿真、多感官的效果的人工虚拟世界.虚拟现实技术对大众而言已不再是一个陌生的词汇.它是以计算机为核心一项计算机软硬件综合性的技术, 是一个非现实的电子物理空间, 它能使人们在这计算机操纵的实时三维空间里感受现实生活的所有感觉.该项技术是综合性的,不仅包括传统的手工技术外,还包括现代化的模拟和仿真体验的技术.该技术的的研发是为了形成人机交互的状态,即人类个体在虚拟环境和氛围中接受多种信息,对虚拟环境中的客观事物形成理性且深刻的认知.
1.2 虚拟现实技术的特点
虚拟现实技术的特点包括几方面：
其一,多感知性.即全新的技术使得个体产生身临其境的感受,不仅有视觉方面的感知,而且产生触觉、力觉等多方面的反之效果；
其二,存在感.虚拟现实技术能够为个体提供仿真的真实世界,但这种世界是虚拟存在的,却可以产生人机交互的作用,为个体形成各种感觉提供了“真实”的环境；
其三,交互性.虚拟现实技术创设的环境与个体的感受之间并不是独立存在的,而具有相互影响性.
二、虚拟现实技术在高校课堂教学中的实践应用分析
2.1 虚拟实验室的搭建与应用
高校理工科的课堂教学中要求用大量的实验仪器和设备,同时,学生需要通过实验过程学习和掌握知识.引入虚拟现实技术后,能够搭建虚拟实验室,即Virtual lab.所谓虚拟实验室是指依托于Web 和VR 虚拟技术搭建的现代化的实验场所.与传统实验过程不同的是,该实验室为学生搭建的实验平台、素材和器材等均为虚拟的.教师不再需要为学生提供实验的实体器材、素材以及场所等,可利用虚拟数据库中的器材库和素材库等为学生搭建实验平台,学生直接进入该平台即可进行实验.
高校计算机实验教学中采用虚拟现实技术,开发虚拟建模系统、视景生成器、知识库系统和组建系统等构建的系统,突破了传统以讲授为主的实验过程,有助于学生利用仿真数据进行模拟性实验.
2.2 虚拟现实漫游
高校社科类的课堂教学中特定情境是教学开展的背景.例如,公共课大学语文教学对诗词的讲解要求学生感受诗词中的景观、历史教学中再现特定时期的历史场景和过程等.虚拟现实技术引入能够为社科类课堂创设所需要的情境,从声、色、味、景等多方面营造出教学所需要的环境和氛围,便于学生理解抽象化的知识和内容.例如,高校历史专业课堂教学中讲解“古罗马远古文明”,借助虚拟现实技术可以再现古罗马当时的雕塑、艺术品、各种建筑等,这些景观将学生带入一种全新的情境之中,便于学生深刻理解远古文明的人文性.
2.3 虚拟现实的缩放
高校生物和物理等学科中涉及诸多观察微观世界的内容,如何能够让学生亲身感受到微观事物的变化情况是获得相关知识的基础.虚拟现实技术突破了传统教学的局限性,为学生展示各种实验过程.例如,物理课堂教学中教师讲解“分子的热运动”,借助虚拟现实技术模拟布朗运动,从实验的设计过程真实地再现出水分子和花粉等事物的运动过程.教师引导学生首先观察水分子的运动情况,进而将花粉作为道具置于水中,从中分析花粉运作的规律.从真实的实验过程学习分子热运动的知识.
2.4 虚拟现实角色扮演
角色扮演是传统教学过程中常用的教学方法之一,高校语文和英语课堂教学过程中采用该方法能够让学生身临其境地感受知识的内涵和本质所在.虚拟现实技术引入课堂教学中,有助于强化角色扮演方法的真实性和逼真性.例如,高校英语课堂教学中讲解国外的大学生教学情境和生活情况,能够依托虚拟现实技术再现国外的真实情境,学生利用一些道具真实地感受另一个国家大学学习和生活.
2.5 虚拟现实技能训练
虚拟现实技术依托于先进的现代化技术,为学生提供了动手操作的多种仪器和道具,便于学生在教学过程中进行实践化的技能操作.例如,高校医学课堂教学中教师有大量的手术操作过程,学生不仅要掌握基础性的操作知识,而且需要有熟练的手术训练.虚拟现实技术能够为学生呈现出做手术的整个过程,如学生直接定位刀口位置、角度等,通过多次实验熟练自己的技术,从而减少现实手术中的失误和意外的发生.
2.6 虚拟现实科学探究
科学探究是高校课堂教学追求的目标之一,虚拟现实技术为大学生开展科学探究提供了平台和途径.例如,物理课堂教学中讲解电磁感应内容时,全新的技术能够提供专业化的实验平台,从多次实验中引导学生总结电磁感应定律,进而掌握该知识.不仅如此,该方面还能够应用到体育教学和其他学科之中.
总之,高校的诸多学校都需要依靠虚拟现实技术进行课堂教学,全新的技术突破了传统教学道具和实验器材的有限性以及教学情境的特定性,同时,该过程使得教学能够充分提高实践化和可操作性.
三、虚拟现实技术在课堂教学中应用的优点
虚拟现实技术的应用将结束传统的以教师为中心、以课堂为中心、以书本为中心的教育模式,他能够为学生提供一个生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境的一名参与者,这对调动学生的学习积极性,提高学生的学习热情和创造力,突破教学过程中的重点、难点,培养学生的技能都将起到积极的作用.
3.1 促进课堂教学理念的转变
传统课堂教学技术仅能够为学生提供视觉效果,无法调动学生其他感触觉.但全新的技术在课堂教学中应用时,彻底转变了传统的教学效果和质量.因此,教师需要转变过去的课堂教学理念.
对于教学方法而言,由单一性的教师互动式的方法转变为人机互动的方法,即课堂教学中学生可以直接从新技术平台进行自主学习,一定程度上减轻了教师教学压力；对于教师角色定位而言,教师角色从引导者转变为辅助者和协助者.全新技术在承担部分教师角色的同时,由于全新技术需要学生掌握后才能够熟练使用,因此,教师需要从过去的引导者转变为使用全新技术的辅助者.
3.2 更新传统的教学内容
传统的高校教学内容为课本中的基本内容,一些因教学技术、教学设备等不齐全而无法讲解的内容并不会作为教学内容加以讲解.
但虚拟现实技术引入后,需要更新传统的教学内容,具体表现在几方面,
其一,因教学方法限制的内容应重新纳入教学内容之中；
其二,因教学设备、场地等限制的内容可以借助虚拟真实技术在教学过程中开展.
总之,现阶段高校学生培养目标和方案等都应该重新设置或者更新.
3.3 节省教学投资
虚拟现实技术通过直观化材料为学生提供多种直接感官感受,激发对学习的兴趣,使得学生能够更为深刻地理解教学内容和知识.不仅如此,由于高校对学生培养注重实践性和操作性,教学资源的有限性导致教学中需要投入较多的资源.
但虚拟现实技术引入以后淘汰了诸多教学仪器和设备,而且不需要再浪费资金购买其他仪器设备,解决了在教学过程中因为设备、场地等方面原因从而无法进行的教学实验.虚拟训练又可避免设备的损坏、材料的消耗,从而在一定程度上有效节省了教学投资.随着虚拟现实技术的不断完善,虚拟现实的更件与软件成本的降低,这种新的教学技术必将广泛应用到高校的课堂教学中,在现代化教育领域中发挥及其重要的作用.
四、结束语
总之,虚拟现实技术作为一种新型的教学媒体,在教学过程中引入虚拟现实技术,它创新了原有的教学手段和途径,目前已经引起了教育领域的极大关注.
由于高校课堂教学过程注重培养学生的实践性和操作性,因此,利用全新的虚拟现实技术将学生置于特定的情境和氛围之中,不仅能够提高高校教学质量和效果,而且有助于深化学生对知识的理解深度,为培养实践性人才奠定了基础.
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