关于虚拟现实技术在光学实验教学中的应用.docx

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1、关于虚拟现实技术在光学实验教学中的应用尹明宏摘 要：虚拟现实技术对高校试验教学具有重要的应用价值，有效促进了教学改革与进步，如何在试验教学中运用好虚拟现实技术成为教化工作者关注的热点。但受虚拟现实技术自身困难性以及高校教学特点的影响，虚拟现实技术在试验教学方面的探讨和应用目前还非常有限。关键词：虚拟现实技术;光学试验教学;应用DOI：10.12249/j.issn.1015-4669.2022.27.2101虚拟现实技术（Virtual Reality Technology，简称为VR）在教化教学中的应用探讨早在上世纪九十年头就起先了，身临其境的体验感、全方位的交互性、特别教学环境的替代性等方

2、面得到了学习者认可。随着5G时代的到来，“5G+VR”用来提升教化品质将会有更广袤的前景。但是目前虚拟现实技术在教化教学中推广还是遇到了诸多难题，如何更加有效地解决虚拟现实技术与当前教化领域融合问题，是信息教化工作者应当思索的问题。1 虚拟现实技术在教化领域的发展随着5G时代的到来，高速、稳定、低延迟的互联网将很好地支持虚拟现实技术的大数据量传输和瞬时交互，5G的全面推广为虚拟现实技术广泛应用于教化供应了有利条件，“VR+教化”获得了迅猛的发展。当前，虚拟现实技术应用于各阶段教化发展势头良好但并不平衡。在高等教化领域，应用VR 的教学实践课程特别多，研发课程的人才资源丰富、资金充裕，VR 技术

3、已经很好地和许多专业培育相结合。在职业教化领域，虚拟现实技术应用也比较早，而且因其比较适合于技能型人才培育，加之国家对于职教的重视与投入使得虚拟现实技术在职教中得到广泛运用。学前教化阶段孩子们学习压力不大，VR 技术可以丰富创新学前教化的活动形式，因而也得到肯定程度的应用。相比较而言，基础教化阶段对于VR 的应用较少，因为这个阶段的教化受升学考试压力影响，束缚了许多学校创新的热忱。2 虚拟现实技术与教化教学融合的优势VR教学带来的沉醉感、交互性、想象性三大特征极大地克服了传统教学环境的限制，有利于激发学习者的学习动机，增加学习体验，实现情境学习和学问迁移。基于虚拟现实技术的特点，虚拟现实技术与

4、教化教学融合有以下几方面优势。2.1 沉醉式视察学习虚拟现实技术能够让学习者的感官沉醉在虚拟空间当中，通过视察相识新事物。例如：地理学习中，学习者可以在三维虚拟的空间中变换自己的观测位置，能够全面了解地理地貌，星际空间等。生物探讨中，运用虚拟现实技术可以让学习者感受到几千万年前的地球上的古生物。再如，当前很多学校建立了虚拟校内漫游系统，应用三维成像技术或者是Unity3D等三维软件技术，建立了基于校内网的360度全景漫游的场景，让运用者能足不出户视察与了解学校全貌。2.2 多维交互式体验实践在实际教学活动中，视察学习有时候不能够满意学习者的需求。交互体验可以增加学习者的实践阅历，这对学习者也很

5、重要。例如，针灸专业学生针灸的阅历远远不足，但是没有那么多病人情愿让初学针灸者尝试。因此，该专业运用三维技术设计了一个场景，并且设计了有反馈可互动的虚拟病人，学生穿戴VR设备，进入虚拟空间后，依据视察与提示的病人病情，选择合适的针灸工具，然后对症找准穴位进行虚拟针灸治疗，虚拟病人会实时给出反馈信息，学习效果特别好。再如，基础教化中物理化学试验，也可以放到虚拟空间中，利用类似的交互式操作，观测试验效果。2.3 特别环境下的操作技能训练在一些不便进入的特别环境中，须要学习者进入虚拟空间学习与驾驭一些特别的技术，或者操作一些特别设备。例如，航天员、飞行员的一些操控技术的学习，当今的虚拟现实技术可以很

6、好地支持这些训练。同样的，对于一些特别车间的操作人员也是一样，现在许多高校和职业学校特别专业都有虚拟现实操作训练。特别的还有像体育项目体验，许多体育项目的练习也可以借助于虛拟现实技术。3 虚拟现实技术在试验教学中的详细应用虚拟仿真试验教学系统的出现可以大幅度解决目前高校试验室不足、建设试验室成本高、试验室运用频率高导致成本较高、某些试验具有危急性、有担心全隐患等等问题，它可以有效弥补甚至取代传统的试验室，成为新型的试验室。虚拟试验教学的基本特点在于借助虚拟仿真设备营造仿真环境，在仿真环境中，试验人的视觉、触觉、听觉等感受都可以最大程度实现“真实化”，而且人体会在这种“真实化”的刺激下做出相应的

7、反应，这和传统试验室中试验者和试验对象之间的交互行为完备地进行了“复制”，所以虚拟现实技术在试验教学中主要的运用价值表现在以下两个方面：3.1 交互性用户佩戴特制的头显设备进入虚拟环境之后，可以通过传感装置将对环境产生的感受和环境本身应对人的行为所产生的反应传递给试验者，从而让试验者产生真实的体验和感受。比如华中师范高校2022年的虚拟仿真试验室中就有“兰科植物传粉与爱护虚拟仿真项目”，这一项目就可以让试验者观看到完全仿真的植物传粉的全过程，感受到风吹植物、植物的摇动等。3.2 浸入性人在虚拟环境中的视觉和听觉感受将取代现实中的感觉，虚拟设备能检测到人的反应，从而产生一种新的完全真实的感受。如

8、进行沉醉式嬉戏体验、飞机模拟操作、康复训练、轨道交通的设计制造及运行、可视化空间地理信息服务等，让人感觉仿佛身临其境，可以即时、没有限制地视察三维空间内的事物。4 虚拟现实技术在试验教学中运用的前景展望虚拟现实技术的出现以及在试验教学中的运用，对于高校试验教学来说无疑是重大利好。虚拟技术所呈现出来的良好的交互性和沉醉性，恰恰是传统试验教学中最须要的部分，一旦可以通过低成本、高效率的方式进行，虚拟试验室和传统试验室的相结合，必定成为将来高校试验教学中的主流模式。虚拟技术对于试验教学来说，目前已经从协助的地位起先渐渐上升到主导地位。2022年，教化部公布了首批国家虚拟仿真试验教学项目，教化部高等教

9、化司司长吴岩就指出“虚拟仿真解决了世界性的试验教学、实践教学、实训教学的难题，也解决中国高校生动手实力不足这样一个短板问题。”2022年，教化部将推出1010个“示范性虚拟仿真试验教学项目”。5 结束语综上所述，虚拟技术对于现有的试验教学来说，是提高试验教学的效率和质量的最有效的手段，在将来的发展中，虚拟技术在试验教学中所占的比重还将显著提高，这对于提高我国试验教学的质量、熬炼和提升学生的动手实力和实践实力而言也有着划时代的意义。参考文献1戚玉强，任玲.传感器与检测技术M.北京航空航天高校出版社，2022：163.2国外虚拟试验室那些你不知道的精彩N.搜狐新闻，2022-7-31. 猜你喜爱

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