虚拟现实技术对教育的影响,本文是关于虚拟现实毕业论文格式范文与虚拟现实和虚拟现实技术和教育方面论文例文.
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摘 要：随着现代社会的不断发展和科学技术的进步,将新技术应用到教育领域是现代教育的发展趋势.虚拟现实技术的出现打破了人们常规的视觉体验,将给教育带来一场重大变革.在未来的教育教学中,虚拟现实技术将会被应用到每一门学科教学中,不仅改变了教师、学生的角色,还改变了教学方式、教学手段,更影响着人们的教育观念.
关键词：虚拟现实技术；教育；应用
中图分类号：G434文献标识码：A文章编号：1672-7800（2018）08-0089-02
1虚拟现实技术
1.1虚拟现实技术的定义
虚拟现实简称VR,指利用三维图形生成技术、多传感交互技术、多媒体技术、人工智能技术、人机接口技术以及高分辨显示技术等高新技术,生成三维逼真的虚拟环境.提供给使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身临其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物.同时,人与虚拟环境之间可以进行多维信息的交互作用,用户从定性和定量综合集成的虚拟环境中可以获得对客观世界中客观事物的感性和理性的认识,从而深化概念和建构新的构思和创意.
1.2虚拟现实技术的特点
虚拟现实技术自产生以来,给社会带来了巨大的变化,同时虚拟现实技术本身也在不断发展,已经呈现出了多样化的发展趋势,总体上可以分为桌面式、沉浸式、叠加式和分布式四类虚拟现实系统.虚拟现实技术的特点有：
1.2.1实时交互性
实时交互性指使用者利用专门电子设备,使用已有的技能实现对模拟环境的考察与操作.例如使用者可以利用专门的设备在虚拟环境中抓住物体,并且可以感受物体的重量和随意移动该物体.
1.2.2多感知性
多感知性是指虚拟现实技术具有多种感知的能力,除了拥有一般计算机技术所具有的视觉感知之外,还有听觉感知、力觉感知、触觉感知、运动感知,甚至包括味觉感知、嗅觉感知等.
1.2.3存在感
存在感是指使用者作为主体存在于虚拟环境中所感受到物体的真实程度.存在感的产生与虚拟现实的多感知能力相互联系,感知能力越强虚拟环境中的事物越逼真.
1.2.4自主性
自主性是指虚拟环境中物质依据物理定律动作的程度.虚拟物体在独自活动、相互作用或在与用户的交互作用中,其动态都有一定的表现,这些表现或者服从于自然规律,或者遵循设计者想象的规律.
2虚拟现实技术与教育的结合
虚拟现实技术的关键在于产生一种身临其境的感觉,并可以使使用者与虚拟环境之间进行多维信息的交互,从而对生活中接触不到的事物有更加直观深刻的体会.使用信息技术的教育相较于传统的教学有着更大的优势,不论是教师还是学生都发生了巨大的改变,提升学生的学习兴趣,体现学生的主体性.但也存在着一定的局限性,如学生必须按开发者的思路和设计进行学习,这种学习模式降低了学生的自主性和学习热情.虚拟现实技术则克服了这一局限,提供给学生接近于真实的环境,将教学内容更加形象生动地展现出来,提高学生掌握知识、技能的效率,优化教学过程、提高教学质量,调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点；虚拟现实技术还在教育中加入了情景化学习、益智游戏、协作学习、远程教育等手段,丰富了教育形式,也解决了现在的教育问题,同时实现人与机器、人与人的交流,实现寓教于乐,激发学习兴趣,促进交流、知识表达及应用.
虚拟现实技术与教育的结合的主要依据为认知理论、建构主义理论、模拟法则理论.认知理论认为学生在学习过程中的直觉思维应该与他行为的表现、图像的识别、符号的认识相一致.直觉思维大多是图像把握或图像之前的情绪性感知,是难以言传的,具有非语言的性质,因此虚拟现实应用于教育中时可以给学生提供大量逼真的图像信号刺激,把用语言难以描述的东西栩栩如生地展现在学生面前,给予学生大量直觉思维的感知.建构主义是虚拟现实技术与教育结合的最好理论基础.建构主义认为知识的建构来自个人经验.虚拟现实技术打破了人与计算机的界限,实现了人与虚拟环境的完全接触,实现了学生的情景化学习.模拟法则是以模型与生活原理之间的物理、化学机理相似为基础的模拟方法,是虚拟现实技术与教育相结合的主要理论依据.设计者通过设计与实物相似的模型,学生可以直接在虚拟环境下观察事物以达到学习的目的.虚拟现实技术与教育的结合将会是教育未来发展的方向.
3虚拟现实技术在教育中的实践
虚拟现实技术在教育中的应用,为教育的发展提供了新的思路和方向.现如今,虚拟现实技术在教育中的应用正处于初步发展阶段,以虚拟现实技术为教育手段的实例还很少,但从初步的发展来看,其效果是值得肯定的.
3.1虚拟实验室
虚拟实验室即利用虚拟现实技术进行仿真或虚构某些物理实验室、化学实验室、生物实验室等真实的实验室情境,使学生能够在虚拟环境下进行各类实验操作,获得直接的经验.
3.2虚拟仿真校园
虚拟仿真校园是虚拟现实技术与网络与教育最早的具体应用.如今由于宽带技术的大规模应用和不断提升,国内一些高校纷纷开始建设自己的虚拟仿真校园,不仅展示了高校先进的教学设施,同时还展示了校园优美的学习环境.目前三维虚拟化校园的建设还未达到虚拟化校园生活的程度,虚拟仿真校园的建设还需要多方面的努力.
3.3特殊教育
在特殊教育方面,虚拟现实技术可以通过创设虚拟的生活环境,帮助残疾人在虚拟环境中以正常人与他人进行交流.
4虚拟现实技术对教育的影响
虚拟现实技术在教育中的作用非常显著,不仅是因为它的教学方式,更是因为它的教学理念.虚拟现实技术完全突破了现代远程教育、网络课堂等的局限,将单一化、平面化、固定化的教学转变为情景化、自主化的教学.虚拟现实技术在教育中的应用非常广泛,例如演示、探索、游戏等教学环节.虚拟环境能够在一定程度上反映真实世界,因此是一种十分有价值的CAI模式.虚拟现实技术对教育的影响主要有：
4.1打破时间和空间的限制
虚拟现实技术在打破时间和空间的限制方面的作用是显著的,通过创设虚拟环境,可以使学生观察学习任何事物,甚至与环境进行交互.例如,生物课程中观察植物的生长过程,物理课程中观察过去某一时段的流星.
4.2避免真实实验或操作所带来的各种危险
课堂教学中有些实验具有一定的危险性和危害性,尤其是在物理和化学实验中.例如,虚拟的化学实验,可以避免化学反应产生的燃烧、爆炸所带来的危险；虚拟的飞机驾驶教学系统,可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故.
4.3弥补远程教学的不足
在远程教学中,学生主要通过观看教学视频进行学习,远程视频是平面化的,不可控制的,参与性较低,而虚拟现实技术是提供给学生自主学习的环境,获得与真实学习环境一样的体会,从而丰富感性认识,加深对教学内容的理解.
4.4虚拟人物形象
虚拟现实技术可以虚拟历史人物、伟人、名人、教师、学生、医生等各种人物形象,创设一种人性化的学习环境,使远程教育的气氛更加活跃、自然、亲切.
虚拟现实技术为学生提供生动、逼真的学习环境,使学生真正成为教育的主体,实现情景化的学习模式.虚拟学习环境对调动学生的学习积极性、突破教学重难点以及培养学生技能都将起到积极作用.
5虚拟现实技术在教育中的发展前景
虚拟现实技术最大的优点就是能够模拟真实环境和事物,将虚拟现实技术应用于教育领域中,实现了学习的自主化和情景化,有着极其广阔的应用前景.虚拟现实技术本身就是对客观事物的模拟,在虚拟教学环境中,学生的亲身经历、亲身感受比空洞抽象的课堂讲授更具说服力,学生能主动地去与虚拟事物进行交互,因此,虚拟现实技术可以广泛用于学习情景的创设,增加学习内容的形象性和趣味性,达到促进教学的目的.在虚拟教学环境中,学生还可以进行各类实验,不会有任何危险,完全杜绝了学生在实际实验中遇到各类危险的可能性,更可以降低实验成本.时至今日,视觉效果已经可以脱离屏幕的限制,转移到头戴式显示器或3D眼镜等设备上.虽然虚拟现实技术已经在很大程度上得到了发展,尤其是在人的视觉、听觉方面,但在人的味觉、嗅觉、触觉方面依然存在困难,涉及到较为复杂的生物学或电子技术原理等.困难的存在需要更多人去进行研究并解决,相信有一天虚拟现实技术会发展得越来越好.
6总结
在教育发展的历史长河中,出现过很多教育辅助工具和媒体,图片、录音、电影、电视、广播、多媒体课件、网络课堂、远程教育等,这些形式都只是将教育者设定好的内容呈现给学生,学生并没有自主性,在这样的环境下要想达到情景化学习是很困难的.虚拟现实技术的出现解决了现代教育所面临的困境.在虚拟环境中学生可以进行自主学习,建构出自己的知识体系,实现了学生和教育者角色的真正转变,学生成为了知识的主动建构者,是学习的主体,教育者不再是课堂的主宰者,而是学生的学习伙伴、引导者.虚拟现实技术的出现,不仅为社会发展打开了新的局面,更为教育事业的发展做出了贡献,将给教育教学带来划时代的变革.
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