虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用研究

齊巨慧

摘要：目前，隨著我國計算機技術(shù)的不斷發(fā)展，能夠利用計算機技術(shù)將一些實驗過程模擬出來，從而能夠以可視化的形式展現(xiàn)在人們的面前，使得人們能夠?qū)嶒灥男ЧM行預(yù)期。因此，該文通過簡要介紹虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念及其價值，進而提出了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用原則及實踐方法。

關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實；虛擬技術(shù)；實驗教學

中圖分類號：TP3 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2016）25-0133-02

目前，很多學校為了更好地提高學生的實踐能力，開展了實驗教學活動，從而能夠通過具體的實驗教學，讓學生更好地將理論知識運用到實踐當中。但是在開展實驗教學活動時，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對實驗的過程及效果進行模擬，從而能夠更好地促進實驗效果的提高。因此，本文圍繞著虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念、價值進行論述，最后總結(jié)了虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中應(yīng)用的原則和具體的實踐方法，從而能夠為虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用提供更多的參考。

1 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是指利用計算機及相關(guān)的設(shè)備，能夠為用戶提供相關(guān)的視覺、聽覺體驗，從而能夠使得用戶利用自己的感知來進行體驗。虛擬現(xiàn)實技術(shù)是對真實現(xiàn)實中的情況進行模擬，從而通過各種表現(xiàn)形式進行信息的傳播。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要具有以下幾個方面的特點：第一，虛擬性的特點，虛擬現(xiàn)實技術(shù)主要是對現(xiàn)實中真實存在的事物進行模擬，所以虛擬環(huán)境中與真實的環(huán)境比較相似，這也是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的基礎(chǔ)，從而能夠為人們提供更好的虛擬體驗；第二，交互性，虛擬現(xiàn)實技術(shù)不僅僅能夠模擬現(xiàn)實中的事物，而且可以模擬現(xiàn)實中事物對人產(chǎn)生的反饋等等，因此人們能夠在虛擬現(xiàn)實中，與周圍的事物產(chǎn)生較好的互動，能夠進一步增加虛擬現(xiàn)實技術(shù)的真實性。根據(jù)以上虛擬現(xiàn)實技術(shù)的特點可以看出，其主要是為了更好地營造虛擬的現(xiàn)實環(huán)境。

2 虛擬現(xiàn)實技術(shù)的價值

虛擬現(xiàn)實技術(shù)產(chǎn)生之后，不僅僅作為一種新的科學技術(shù)，而且能夠?qū)ΜF(xiàn)實世界產(chǎn)生一定的價值。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的價值主要體現(xiàn)在以下幾個方面：第一，模擬真實的現(xiàn)實活動，從而使得人們無法在現(xiàn)實世界中完成的活動，能夠通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)來實現(xiàn)。例如：普通人群希望能夠?qū)ο肋^程進行體驗，但是無法真實地進入發(fā)生火災(zāi)的現(xiàn)實情況中，那么就可以通過虛擬現(xiàn)實技術(shù)，從而模擬火災(zāi)現(xiàn)場，這樣人們可以感受到相應(yīng)的信息；第二，虛擬現(xiàn)實技術(shù)可以為教育提供更大的價值，例如：在教育中進行研究時，人們希望對于某些設(shè)想進行實踐，但是又缺乏足夠的條件來完成實踐過程，這時就可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)來講模擬實驗情況，從而能夠達到更好的效果；第三，幫助人們樹立更好的抽象思維，對于人們來講，是生活在三維的世界當中，對于很多東西的感知都是通過抽象思維來進行的；但是，很多時候三維世界在平面進行展示時，缺乏抽象思維的人群無法適應(yīng)這一過程。所以，可以利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)幫助人們更好地樹立抽象思維。

3 虛擬現(xiàn)實技在實驗教學中應(yīng)用的原則

根據(jù)以上的分析和論述可知，虛擬現(xiàn)實技術(shù)具有鮮明的特點，同時對于教學有著良好的促進作用。因此，可以將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學活動中，但是在應(yīng)用的過程中需要遵循一定的原則，本文通過簡要介紹，認為這些原則主要體現(xiàn)在以下幾個方面：

3.1 學生主體性的原則

根據(jù)素質(zhì)教育的內(nèi)容可以得知，學生是教學中的主體。因此，在實驗教學過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)時，也需要遵循學生主體性的原則，為此可以做到以下幾點：第一，在傳統(tǒng)的教學觀念中，學生是知識的被動接受者；但是，為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實驗教學中，需要充分認識到學生是學習的主體，教師應(yīng)該給予學生充分地指導，從而更好地提高學生在實驗教學中的積極性，從而能夠促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學的良好應(yīng)用；第二，利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)培養(yǎng)學生獨立思考的能力，虛擬現(xiàn)實技術(shù)能夠?qū)嶒炦^程和實驗結(jié)果進行良好的模擬，因此在開展實驗教學過程中，可以充分利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)對實驗過程進行模擬，教師給予良好的指導，從而能夠培養(yǎng)學生獨立觀察、獨立實驗以及獨立思考的能力。

3.2 教師指導性的原則

在進行實驗教學的過程中，離不開教師的良好指導，需要在將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學過程中，進一步遵循教師指導性的原則，更好地發(fā)揮教師的指導作用，為此可以參考以下幾點：第一，要正確認識虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的作用，虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種輔助技術(shù)，能夠更好地促進實驗教學的開展，但是無法替代教師在實驗教學中的指導地位，需要不斷明確這一原則，才能夠更好地在實驗教學過程中應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)；第二，教師應(yīng)該充分轉(zhuǎn)變自己的在實驗教學中的角色，從傳統(tǒng)的課堂主導地位向著引導地位轉(zhuǎn)變，在進行實驗教學中可以給予學生更多的自由，體現(xiàn)學生在課堂中的主體地位；同時也需要給予學生更好的指導，幫助學生更好地利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)完成實驗教學過程。

3.3 遵循因材施教的原則

為了更好地提供實驗教學效果，很多學校在進行實驗的過程中，應(yīng)用了虛擬現(xiàn)實技術(shù)，使得學生能更好地觀察到實驗的過程和結(jié)果。但是，不同的學生之間的學習能力和實驗?zāi)芰Φ鹊榷即嬖谳^大的差距，因此在將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學的過程中，需要遵循因材施教的原則，為此可以做到以下幾點：第一，為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中，需要對每個學生的學習情況進行了解，從而能夠根據(jù)學生的學習能力和學習特點，應(yīng)用不同的虛擬現(xiàn)實技術(shù)，更好地促進實驗教學的開展；第二，在進行教學的過程中，需要尊重每個學生的思想，為學生提供相對自由的實驗環(huán)境，從而能夠給予學生充分的空間，發(fā)揮自身在實驗教學中的積極性，以及對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的興趣，從而能夠更好地促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用。

3.4 遵循開放性和創(chuàng)新性的原則

對于很多學校來講，開展實驗教學課程就是為了更好地讓學生將理論知識運用到實踐當中，從而能夠更好地促進學生學習的開放性和創(chuàng)新性。因此，為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中，也需要遵循開放性和創(chuàng)新性的原則，為此可以做到以下幾點：第一，對于實驗教學來講，在進行實驗的過程中，實驗結(jié)果有著多種可能性，可能失敗也可能成功，還可能出現(xiàn)很多未知的結(jié)果，因此在應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的過程中，遵循開放性的原則，對于每一種實驗結(jié)果都進行大膽假設(shè)小心求證，而不是僅僅局限在教學內(nèi)容中；第二，創(chuàng)新是實驗教學的重要教學目標之一，通過培養(yǎng)學生的實踐能力，從而能夠為學生的創(chuàng)新能力打下良好的基礎(chǔ)。因此，在將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學的過程中，需要遵循創(chuàng)新性的原則，才能夠更好地發(fā)散學生的思維，進一步提高學生的創(chuàng)新能力。

4 虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實驗教學的實踐方法

4.1 熟練掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用方法

為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中，需要教師和學生熟練掌握虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用，為此可以做到以下幾點：第一，對于實驗教學中的學生進行集中培訓，利用教學課程中的相關(guān)課時，對虛擬現(xiàn)實技術(shù)機器及其相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用方法進行相關(guān)的講解，使得學生能夠熟練操作相關(guān)的設(shè)備，確保實驗教學課程的順利開展；第二，學生和教師需要對實驗教學進行相關(guān)的準備，例如：學生需要對實驗教學課程中運用到的相關(guān)知識進行復習，教師需要對實驗教學活動的開展進行備課，從而能夠提前對實驗教學進行演練，能夠為將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中提供基礎(chǔ)條件。

4.2 設(shè)計合理的實驗教學過程

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種新的實驗方法，開始應(yīng)用于實驗教學過程中，對于原有的實驗教學步驟或者方法會產(chǎn)生一定的影響。因此，為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)運用到實驗教學中，需要設(shè)計合理的教學過程，為此可以做到以下幾點：第一，教師需要對相關(guān)的實驗教學內(nèi)容進行分析和整合，從而尋找到適合運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的部分；另外，教師還需要合理安排運用虛擬現(xiàn)實技術(shù)進行實驗的時間，從而確保實驗教學能夠在一定的課時內(nèi)完成；第二，教師需要將在實驗教學中用到的相關(guān)資料準備好，例如：對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的操作資料、或者虛擬現(xiàn)實技術(shù)中用到的一些硬件或者軟件等等，這樣才能夠保證學生在進行實驗時，滿足應(yīng)用虛擬現(xiàn)實技術(shù)的條件。

4.3 參考其他成功的教學案例

為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中，還需要參考其他成功的教學案例，為此可以做到以下幾點：第一，虛擬現(xiàn)實技術(shù)在很多國外的實驗教學中有著廣泛的應(yīng)用，所以可以參考國外一些實驗教學的開展方式，從而能夠?qū)W習如何將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中的方法；第二，在進行學習的過程中還需要結(jié)合學校以及教學內(nèi)容，從而能夠開展適合實驗教學的虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用方式，更好地確保虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的運用。

4.4 對虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的應(yīng)用效果進行反饋

虛擬現(xiàn)實技術(shù)是一項新興的技術(shù)，在實驗教學時運用的過程中可能會存在很多不足的地方，因此為了更好地將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用到實驗教學中，需要建立相關(guān)的應(yīng)用效果反饋體系，為此可以做到以下幾點：第一，教師應(yīng)該對學生參與實驗教學活動的結(jié)果進行反饋，不僅僅需要對實驗教學內(nèi)容和結(jié)果進行反饋，而且還需要對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的應(yīng)用給予相關(guān)的意見，從而能夠促進虛擬現(xiàn)實技術(shù)的更好應(yīng)用；第二，教師需要對相關(guān)的反饋結(jié)果進行收集，對于出現(xiàn)的集中問題給予關(guān)注，從而能夠及時給予解決，確保虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的順利應(yīng)用。

5 小結(jié)

隨著我國計算機技術(shù)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展，為虛擬現(xiàn)實技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用提供了條件。因此，本文首先對虛擬現(xiàn)實技術(shù)的概念和特點進行了論述，進而提出了將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用于實驗教學的相關(guān)原則，最后提出了將虛擬現(xiàn)實技術(shù)應(yīng)用與實驗教學的實踐方法。相信，隨著虛擬現(xiàn)實技術(shù)在實驗教學中的良好運用，能夠更好地提高實驗教學效果。

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