虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下的學(xué)習(xí)方法變革研究

【摘 要】為提高學(xué)生的創(chuàng)新能力，促使學(xué)生高效學(xué)習(xí)，本文針對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用方式，從在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)感悟、在虛擬實(shí)驗(yàn)軟件中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)、在虛擬場(chǎng)景中感受藝術(shù)文化三個(gè)方面入手，借助虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，為實(shí)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的改革和創(chuàng)新提出建設(shè)性的意見(jiàn)。希望通過(guò)此研究，為相關(guān)人員提供有效的借鑒和參考。

【關(guān)鍵詞】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)；學(xué)習(xí)方法；變革方式

【中圖分類(lèi)號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】B

【論文編號(hào)】1671-7384（2024）011-086-02

在以教師為主體的傳統(tǒng)教學(xué)模式下，教師在課堂上滔滔不絕地講解和傳授大量知識(shí)，導(dǎo)致學(xué)生在整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中喪失主體作用，被動(dòng)消極地接受知識(shí)，嚴(yán)重影響了學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、主動(dòng)性的培養(yǎng)，造成學(xué)生無(wú)法靈活熟練地掌握和應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，同時(shí)，還限制了學(xué)生的思維方式和學(xué)習(xí)方式，無(wú)法培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)和創(chuàng)新能力[1]。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以解決以上問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)主要是指借助多媒體、互聯(lián)網(wǎng)，為學(xué)生呈現(xiàn)大量學(xué)習(xí)資源，方便學(xué)生結(jié)合自身實(shí)際學(xué)習(xí)需求，通過(guò)人機(jī)交互的方式，搜索和提取重要學(xué)習(xí)資源，從而激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力。因此，相關(guān)教師要在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的變革。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教學(xué)中的應(yīng)用方式

在教育教學(xué)中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。（1）改變教與學(xué)的環(huán)境。在傳統(tǒng)教育模式下，教師是課堂的主體，通過(guò)采用板書(shū)、多媒體，傳授和講解教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生接收知識(shí)。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育主要借助聲音、圖文并茂、動(dòng)畫(huà)、視頻等方式，為學(xué)生打造逼真、有趣的教與學(xué)環(huán)境，有效地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率和創(chuàng)新思維意識(shí)[2]。（2）極大豐富教與學(xué)的內(nèi)容。在基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教學(xué)系統(tǒng)中，通過(guò)組合海量數(shù)據(jù)、豐富資料和多樣化教學(xué)軟件，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供了龐大的資源庫(kù)[3]。例如：網(wǎng)絡(luò)圖書(shū)館為學(xué)生提供古今中外有名的圖書(shū)資料，以及課件系統(tǒng)存儲(chǔ)海量的網(wǎng)絡(luò)課件供學(xué)生自行下載和學(xué)習(xí)；名師指導(dǎo)為學(xué)生提供海量的專(zhuān)家講課視頻、教授講課視頻，方便學(xué)生突破時(shí)空限制，隨時(shí)隨地學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。（3）擴(kuò)大教與學(xué)的空間。學(xué)生應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)交互功能，可以達(dá)到遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)的目的。這是由于應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，可以采用數(shù)字化編碼的方式，用編碼處理圖像、語(yǔ)音文字信息，并借助互聯(lián)網(wǎng)，為師生提供一對(duì)多遠(yuǎn)程交流服務(wù)體驗(yàn)。

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)環(huán)境下學(xué)習(xí)方法的變革策略

相關(guān)研究表明：學(xué)生在日常學(xué)習(xí)中，只有通過(guò)親身經(jīng)歷，才能快速掌握和靈活應(yīng)用所學(xué)知識(shí)，從而加深對(duì)這些知識(shí)的理解深度。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用，可以為學(xué)生提供身臨其境的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，讓學(xué)生突破時(shí)空的限制參與到仿真學(xué)習(xí)活動(dòng)中，并與仿真物體進(jìn)行交互，從而獲得逼真的感覺(jué)體驗(yàn)。在提供虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的條件下，學(xué)生的學(xué)習(xí)方式也必然發(fā)生深刻的變革，為學(xué)習(xí)體驗(yàn)提供了技術(shù)支持。

1.在虛擬環(huán)境中體驗(yàn)感悟

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為學(xué)生提供了豐富的學(xué)習(xí)資源以及選擇學(xué)習(xí)材料和學(xué)習(xí)方式的機(jī)會(huì)。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以讓學(xué)生學(xué)習(xí)一些實(shí)際中具有時(shí)間性、可變性、距離性、抽象性且用別的方法很難觀察和驗(yàn)證的各種事物。例如，在學(xué)習(xí)各種自然現(xiàn)象的形成和發(fā)展方面的內(nèi)容時(shí)，大多數(shù)自然現(xiàn)象都具有時(shí)間性，或者是轉(zhuǎn)瞬即逝，或者是非常漫長(zhǎng)，學(xué)生很難觀察到。此時(shí)利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)就可以讓學(xué)生在一堂課的時(shí)間里非常逼真地觀察到自然界幾十年、幾百年、幾千年甚至上萬(wàn)年所發(fā)生的變化。又如物理、化學(xué)、數(shù)學(xué)等科目中的各種概念、定義以及物質(zhì)的原子、分子結(jié)構(gòu)與化學(xué)反應(yīng)都是很抽象的，在傳統(tǒng)教學(xué)中只能依靠教師的口頭講述來(lái)向?qū)W生講授，而利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，教師可以陪學(xué)生在課堂上一起經(jīng)歷虛擬環(huán)境，觀察一些關(guān)鍵性問(wèn)題，還能讓學(xué)生自己“進(jìn)入其中”進(jìn)行體驗(yàn)，通過(guò)詳細(xì)觀察獲得第一手概念和知識(shí)。通過(guò)這種學(xué)習(xí)方式，使那些抽象、枯燥、難懂的學(xué)習(xí)內(nèi)容以生動(dòng)形象的形式呈現(xiàn)出來(lái)，大大提高了學(xué)生的理解能力和掌握能力。

2.在虛擬實(shí)驗(yàn)軟件中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)是教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)必不可少的過(guò)程，很多學(xué)科都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的，尤其是對(duì)于那些實(shí)踐性較強(qiáng)的學(xué)科，如物理、化學(xué)、生物等。實(shí)驗(yàn)對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)際操作能力和解決問(wèn)題的能力至關(guān)重要。應(yīng)用虛擬實(shí)驗(yàn)軟件，可以引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)軟件主要是指教師采用虛擬現(xiàn)實(shí)仿真方式，讓學(xué)生在虛構(gòu)的情境中，觀察或者操作對(duì)象，從而提高學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解能力。虛擬實(shí)驗(yàn)軟件是由虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造的一種可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的虛擬環(huán)境，在這個(gè)環(huán)境中，學(xué)生似乎是在真正的實(shí)驗(yàn)室里近距離進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)操作[4]。學(xué)生可以利用虛擬實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)中有些藥品具有劇毒、刺激性氣味的特性，而且有些化學(xué)反應(yīng)比較劇烈或時(shí)間較長(zhǎng)，把這些實(shí)驗(yàn)放在虛擬實(shí)驗(yàn)室中去做，就可以既對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或過(guò)程很好地仿真，而又不必?fù)?dān)心會(huì)對(duì)學(xué)生造成傷害。還有一種仿真實(shí)驗(yàn)是把抽象變?yōu)榫唧w。例如：學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)，借助虛擬實(shí)驗(yàn)室，將所采集到的氫氧原子進(jìn)行結(jié)合，形成一個(gè)透明水球。

3.在虛擬場(chǎng)景中感受藝術(shù)文化

在虛擬場(chǎng)景中也可以進(jìn)行體驗(yàn)學(xué)習(xí)。如當(dāng)學(xué)生進(jìn)入“中國(guó)虛擬博物館”首頁(yè)后，點(diǎn)擊開(kāi)始參觀，通往博物館一期，將鼠標(biāo)對(duì)著圖中的大門(mén)往里移動(dòng)，打開(kāi)大門(mén)就進(jìn)入了一個(gè)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)構(gòu)建的博物館，這時(shí)學(xué)生猶如站在博物館的大廳里[5]。在這里，學(xué)生可以進(jìn)行親身體驗(yàn)，學(xué)習(xí)到課本以外的知識(shí)。這種虛擬情景能夠幫助學(xué)生更好地理解特定的歷史情境和歷史文化，無(wú)疑是獨(dú)一無(wú)二的。圖1是中國(guó)虛擬博物館虛擬場(chǎng)景圖。無(wú)論是虛擬環(huán)境中的體驗(yàn)感悟，虛擬實(shí)驗(yàn)室中的仿真實(shí)驗(yàn)，還是虛擬場(chǎng)景中的歷史文化感受，都能使學(xué)生獲得逼真的體驗(yàn)，從而產(chǎn)生更好的學(xué)習(xí)效果。體驗(yàn)學(xué)習(xí)主要依賴于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)，但離開(kāi)多媒體技術(shù)和因特網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也是不行的[6]。

當(dāng)然，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用下的學(xué)習(xí)方式并非只是以上幾種。隨著科技進(jìn)步，現(xiàn)代教學(xué)與學(xué)習(xí)理論的發(fā)展，還會(huì)有更多虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用下的學(xué)習(xí)方式等著去探索和開(kāi)發(fā)。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)被廣泛地應(yīng)用于我國(guó)基礎(chǔ)教育中，為學(xué)生學(xué)習(xí)方法的變革提供了正確的方向和指導(dǎo)。通過(guò)將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與學(xué)校教學(xué)工作進(jìn)行有效地融合，不僅可以引導(dǎo)學(xué)生積極主動(dòng)地學(xué)習(xí)和獲取更多的知識(shí)，還能培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和自主學(xué)習(xí)能力。在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)支持下，教師要應(yīng)用虛擬現(xiàn)實(shí)等多種現(xiàn)代化虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，強(qiáng)化對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)方法的變革，不斷地優(yōu)化和豐富課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而有效地培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新思維能力和信息化核心素養(yǎng)。

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