VR技術在課堂教學中的應用

河南省鶴壁市淇濱區(qū)淮河路鶴壁高中 王 青

關鍵字：VR技術 教育應用 課堂教學

教育技術隨著時代的發(fā)展在不斷的革新，從神話時代伏羲教民結網(wǎng)捕魚，到孔子言傳身教，從一支粉筆走天下到多媒體視聽教學，教育越來越現(xiàn)代化，而現(xiàn)在VR技術正在為教育帶來一股新浪潮。

一、VR的概念

VR（Virtual Reality）,是虛擬現(xiàn)實的英文縮寫，是利用計算機為用戶提供一個交互式的可沉浸的虛擬三維動態(tài)視景空間，是一種可以創(chuàng)建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統(tǒng)，它的特征主要有多感知交互性和沉浸性等。

VR虛擬按實際應用大致可分為四類：桌面虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，適用于汽車拆裝、機器人拆裝、重型貨架拆裝、動物解剖等理工科專業(yè)，成本相對較低；沉浸虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)，使用VR頭盔顯示器把用戶的視覺、聽覺及其他感覺封閉起來，產(chǎn)生身臨其境的錯覺；分布式虛擬現(xiàn)實，是在沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)和分布式交互仿真的基礎上建立的。本文所涉及的虛擬現(xiàn)實主要指第一種窗口中的VR。

二、VR在課堂教學中的應用

課堂教學是教學的主要方式，也是虛擬現(xiàn)實運用于教學的主要戰(zhàn)場。目前國內(nèi)大多數(shù)的VR教育企業(yè)都采用頭盔式VR裝備應用于教學當中，事前把課堂教程編排好，情景式教學內(nèi)容設置給用戶帶來沉浸式的教學體驗，學習就像看電影，從一定程度上增加了學習的樂趣，補充了教學素材。根據(jù)不同的學科，虛擬現(xiàn)實發(fā)揮著不同的作用，主要有以下方面的應用：立體物體的展示，立體空間的展示，展品的介紹，虛擬空間的營造與構建，虛擬場景的構造。

在課堂教學中我們往往需要向學生展示一些實物，如高中數(shù)學三視圖的學習中，為了讓學生更直觀的感受立體圖形的三視圖，教師常采用的方法有：1.做好三棱錐、正方體等模型，從不同角度讓學生觀察，很實用，但是由于學生所處位置不同，觀察角度實際是不同的，教師做模型也比較費時費力；2.利用圖片，通過投影儀展示，方便快捷，但不夠直觀；3.利用計算機三維造型或動畫軟件如幾何畫板，建立模型，通過旋轉展示各個視角，相對前兩種比較理想，但學生不能按照自己意愿隨意選擇視角。通過虛擬現(xiàn)實，我們可以構建一個與實物同樣的三維物體。讓學生在各個視角去觀察，一則省卻了實物的制作，二則學生可按照自己的意愿去觀察。

立體空間是指在現(xiàn)實世界中存在的或者根據(jù)歷史資料在歷史中曾經(jīng)真實存在的空間。在教學中，由于條件的限制，不方便讓學生進入這些空間，只能夠通過教師的描繪來激發(fā)學生的想象，在學生的頭腦中創(chuàng)建出這個虛擬的空間來。但是使用虛擬現(xiàn)實，我們不僅能在學生頭腦中建立這些空間，而且可以讓學生看得見、聽得見，甚至可以摸得著。在虛擬現(xiàn)實的教學課堂上，不論是造價上億的高鐵動車，還是復雜抽象的機器模型均可在空間中呈現(xiàn)立體的虛擬影像，手指仿佛可以穿透影像，所見即所得，苦思冥想?yún)s終不得解的難題迎刃而解，這些的確都是VR賦予教育的強大助力。

虛擬場景是指在現(xiàn)實生活中可能出現(xiàn)的一些場景，通過虛擬現(xiàn)實在不同的時間或地點表示出來。這在中學語言教學中應用非常廣泛。作為語言學科的語文或英語在教學過程中經(jīng)常采用情境教學法。在以往，學習情境的創(chuàng)設只能通過教師的言語，圖片的展示，或者一些錄像。而現(xiàn)在，可以通過計算機虛擬出這些場景。如：在中學語文教學中，經(jīng)常會講究情景交融，講究意境，比如為了體會黛玉葬花的凄美，可以重新構造黛玉葬花的場景，學生進入這個完全虛擬的世界，可以同扮演著各種角色的虛擬演員談話，可以了解大觀園的周邊環(huán)境，從而更好地理解黛玉葬花中所蘊含的情感和思想。

VR技術還可廣泛應用于科學研究、虛擬實訓、虛擬仿真校園、課堂教學、情景化測試等各種教育場景。利用虛擬現(xiàn)實技術進行虛擬實驗，學生在虛擬實驗環(huán)境中，可以放心地去做各種危險的實驗。例如：在大學中，虛擬的飛機駕駛教學系統(tǒng)，可免除學員操作失誤而造成飛機墜毀的嚴重事故。

三、VR技術應用在課堂教學的優(yōu)勢和不足

虛擬現(xiàn)實技術有利于創(chuàng)造以學生為中心的個別化教學環(huán)境，能夠把教學中的抽象概念原理、真實的實驗過程等形象生動地表現(xiàn)出來，給學生創(chuàng)設真實學習情境。它營造了“自主學習”的環(huán)境，由傳統(tǒng)的“以教促學”的學習方式代之為學習者通過自身與信息環(huán)境的相互作用來得到知識、技能的新型學習方式，促進教育方式的創(chuàng)新和教學方法的變革。此外VR技術學，能夠使得教學手段更科學化、更高效化，能提供直觀的、形象的多重感官刺激的視聽覺材料。利用虛擬技術開發(fā)出一系列由硬件、軟件、控制系統(tǒng)、教材、教案、試卷等組成的教學方案，實現(xiàn)教學創(chuàng)新、學科融合及延伸，讓學習更有趣、更安全、更主動，有利于學生知識的獲取和增長，培養(yǎng)有創(chuàng)新意識的綜合性人才。

但是，VR技術在教育應用中也存在一些問題。第一，硬件環(huán)境不足，虛擬現(xiàn)實技術相關設備使用起來還存在不方便、效果不佳等問題，且有些設備價格昂貴，普及使用還存在困難。第二，虛擬現(xiàn)實的效果有待加強，缺乏逼真行為模型。

隨著虛擬現(xiàn)實技術的不斷發(fā)展和完善，以及硬件設備價格的不斷降低，我們相信，虛擬現(xiàn)實技術以其自身強大的教學優(yōu)勢和潛力，將會逐漸受到教師的重視和青睞，最終在教育、教學以及培訓領域廣泛應用并發(fā)揮其重要作用。