VR技術(shù)在探究式課堂教學(xué)中的應(yīng)用研究

胡燕燕

摘? 要：隨著的教育現(xiàn)代化，增強現(xiàn)實（Augmented Reality簡稱AR）與虛擬現(xiàn)實（Virtual Reality 簡稱VR）逐漸走進大眾視野，它們在最近幾年獲得了較大的發(fā)展。在教育領(lǐng)域，隨著計算機科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的黑板教學(xué)漸漸被豐富多彩的多媒體教學(xué)所取代。多媒體教學(xué)所帶來的巨大便利，受到了老師和學(xué)生的一致好評，但是也逐漸暴露出多媒體演示不夠形象具體、沒有沉浸感、缺乏互動體驗、無法進行自主學(xué)習(xí)等缺點。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù);體感交互;教學(xué)應(yīng)用

一、VR技術(shù)在教育教學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

我國微視酷VR軟件公司經(jīng)過研發(fā)，推出了一款虛擬教學(xué)系統(tǒng)，其操作比較簡單，教師可以利用平板電腦及其裝置進行主控，學(xué)生通過佩戴虛擬現(xiàn)實的眼鏡，利用IES教育軟件系統(tǒng)平臺進行教學(xué)。該系統(tǒng)被裝備三鍵，一鍵用于操控、一鍵用于統(tǒng)計、另外一鍵具備打印功能，教師可以按照教學(xué)內(nèi)容，隨時控制教學(xué)進度。在2016年，他們首次在北京中關(guān)村二小的地理課堂上，實施了該系統(tǒng)軟件設(shè)備的應(yīng)用。和傳統(tǒng)的課堂相比，虛擬教學(xué)直觀的教學(xué)內(nèi)容可以充分激發(fā)學(xué)生的想象力和學(xué)習(xí)興趣，有力提升教師的教學(xué)效率。

在美國，90%的學(xué)校已經(jīng)開始使用由zSpace公司開發(fā)的VR課件，依據(jù)美國《新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》，zSpace公司成功開發(fā)了一套含多門學(xué)科的VR課件，教師不僅可以利用該系統(tǒng)平臺自帶課件實施教學(xué)計劃，還可以自主開發(fā)新的虛擬技術(shù)課件。在這點上，zSpace一方面是教師的教學(xué)工具，另一方面是學(xué)生、教師學(xué)習(xí)教學(xué)的素材資源。因為此軟件的獨特優(yōu)勢，2015年，zSpace2300被成功引進中國。在去年，我國“智創(chuàng)空間”把獲贈的6套該設(shè)備投放到創(chuàng)客教育和STEAM教育，并進行普遍推廣。

二、虛擬現(xiàn)實技術(shù)對探究性課堂的影響

（一）改變傳統(tǒng)上課模式

從教育心理學(xué)的角度，真實、生動的情景教學(xué)有利于學(xué)生知識的主動建構(gòu)。而虛擬教學(xué)真實的沉浸感，消除了學(xué)生與計算機等設(shè)備之間的界限。學(xué)生作為主角，處于虛擬空間里，這種全方位、身臨其境的體驗，讓學(xué)生難以察覺自身正處于虛擬環(huán)境中，創(chuàng)造一種逼真的體驗。將二維走向三維立體化，這在一定程度上，導(dǎo)致了學(xué)生顛覆認(rèn)知方式的改變，這種是傳統(tǒng)教材無法相比的。

（二）增強學(xué)生學(xué)習(xí)體驗感

參與性和交互性較強的教學(xué)內(nèi)容，可以有效地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，對學(xué)生新知識的構(gòu)建也會產(chǎn)生積極的引導(dǎo)作用。虛擬現(xiàn)實技術(shù)逼真的臨場感和沉浸感，如同真實的現(xiàn)實生活一樣，學(xué)生可與虛擬環(huán)境中的物體進行交互，并且可以用手對虛擬環(huán)境中的實驗物體進行觸摸和旋轉(zhuǎn)，將在常規(guī)課堂中不能進行現(xiàn)場展示的大型實驗平臺和危險性實驗利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)再現(xiàn)，使學(xué)生近距離地觀察和感受，讓學(xué)生對實驗探究型課堂產(chǎn)生不同學(xué)習(xí)體驗，從而提升學(xué)生的學(xué)生興趣。

（三）拓寬學(xué)生思維空間

利用虛擬現(xiàn)實技術(shù)，可以模擬現(xiàn)實存在的環(huán)境，也可以虛擬客觀不存在的環(huán)境。虛擬講解為教學(xué)增添了人性化色彩和趣味性，對于農(nóng)村的學(xué)生來說，實現(xiàn)了資源共享和教育公平。中學(xué)美術(shù)教學(xué)是一種創(chuàng)新學(xué)習(xí)。虛擬現(xiàn)實技術(shù)將視覺、聽覺、觸覺相結(jié)合，不斷創(chuàng)新與探索，將多種元素全方位、多視角地投放在學(xué)生眼前，刺激學(xué)生視角和觸角，拓展了學(xué)生的認(rèn)知范圍和思維空間。

三、探究型虛擬化學(xué)實驗平臺的系統(tǒng)設(shè)計

虛擬實驗室的研究是一項比較復(fù)雜的工程，并且每個學(xué)科門類的虛擬實驗室的研究和開發(fā)在實際過程中也存在著很大的差距。對于中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)的研究，從目前情況看，也開發(fā)了一些教學(xué)課件，但這些課件還存在著仿真性不高、實驗操作不靈活、缺少智能指導(dǎo)、不利于學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)等。因此開發(fā)一套智能的中學(xué)化學(xué)虛擬仿真實驗室，以最大程度地滿足中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)非常必要。

中學(xué)虛擬仿真實驗室的建立，必須集教學(xué)、操作演示、虛擬實驗、練習(xí)測試等為一體。除了應(yīng)具備網(wǎng)絡(luò)特征的基本要求外，還應(yīng)達(dá)到以下幾個要求：

1.能夠為學(xué)習(xí)者提供逼真的虛擬實驗環(huán)境;

2.能夠使學(xué)習(xí)者任意操作虛擬實驗環(huán)境中的儀器設(shè)備;

3.能夠?qū)嶒炦^程、實驗現(xiàn)象進行實時模擬和再現(xiàn);

4.具有與實驗教學(xué)要求相適應(yīng)的輔助功能。如明確實驗?zāi)康墓δ堋⒄莆諏嶒炘砉δ?、實驗指?dǎo)和演示功能、實驗答疑及練習(xí)測試功能等。

四、結(jié)束語

隨著現(xiàn)代化教育體系的不斷完善以及計算機技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實技術(shù)通過不斷人性化和完善會更加適應(yīng)當(dāng)前教育教學(xué)發(fā)展的需要。我們需要通過運用技術(shù)與教育的結(jié)合，優(yōu)化VR系統(tǒng)簡化VR設(shè)備，讓VR教育大眾化。不斷尋找能夠提高教學(xué)質(zhì)量的新方法，這樣才能提高學(xué)生的創(chuàng)新能力、學(xué)習(xí)能力、團隊意識，不斷推進我國教育事業(yè)和社會的發(fā)展，促進教學(xué)模式的變革和未來教學(xué)觀念的更新。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐德華，張雪艷.中國VR技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀、應(yīng)用前景與對策研究[J].經(jīng)營管理者，2017，（01）：271.

[2]李建榮，孔素真.虛擬現(xiàn)實技術(shù)在教育中的應(yīng)用研究[J].實驗室科學(xué)，2014，17（3）：98—99.