2022年VR智慧教室建设方案DOC .pdf
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1、VR 智慧教室建设方案2016 年 10 月 17 日名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 1 页,共 20 页 -目录1.关于 VR.3 2.VR 技术改变教育.4 3.主流 VR 设备简介 .4 4.职业教育所面临的问题.6 5.VR+教育需求分析.7 6.VR 智慧教室的构成.9 2.1 VR 沉浸教室.9 2.2 VR 实训教室.10 7.VR 智慧教室的优势.11 7.1 沉浸开放,激发兴趣.11 7.2 场景建模,安全可靠.12 7.3 优质资源,应用分发.12 7.4 一键操作,交互设计.12 8.VR 智慧教室建设内容.13 8.1 硬件终端.13 8.1.1 VR
2、沉浸教室:101VR 眼镜盒子+手机.13 8.1.2 VR实训教室:HTC vive 眼镜+PC.14 8.2 智慧教室管理系统.15 8.2.1 VR软件-教师端 .15 8.2.2 VR软件-学生端 .15 8.2.3 后台管理系统.15 8.2.4 VR数据中心.16 8.2.5 VR教育资源.16 8.3 VR 人生.17 8.3.1 海量 3D 素材.17 8.3.2 沉浸式漫游体验.18 8.3.3 自主创作.18 8.3.4 智能化编辑.18 9.附录硬件参数要求及配置.18 附录 1:手机+VR 眼镜 .18 附录 2:HTC VIVE+PC.19 附录 3:普罗米修斯电子白
3、板.20 名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 2 页,共 20 页 -1.关于 VR 关于 VR,在开始讲 VR 之前我们先来谈一下媒体呈现技术的一个演变,实际上这也跟 VR 有很大的关系。最早在历史上,媒体的演变是先从文字开始的,文字是最早可记录的媒体呈现的形态,是一种单一的媒体形态,现在也是用的非常的广泛。第二种形态就是交互式复合媒体,复合媒体是包括两种以上形态的媒体技术,我们常用的最多的是视听媒体,类似电影这样的技术。第三种媒体形态是多媒体技术,多媒体技术是从计算机发明以后,把视听相结合产生的一种交互式的复合的媒体,而这种媒体被大家所认识也有几十年的时间了。在多媒体技术之后
4、是什么样的媒体呢?我们认为是虚拟现实,即VR 是Virtual Reality的缩写,是一种高沉浸的媒体形态,具有非常高度的沉浸感。那么什么叫做“沉浸感”呢?通俗来讲就是说佩戴上虚拟设备(虚拟眼镜、虚拟头盔等)后,我们好像进入了另外一个世界一样,就是身临其境,具有很高的沉浸性的特点。在媒体呈现技术的演变中,每一个媒体呈现形态的发展都有一个很大的进步。尤其是对 VR 来说,更是一个不可错过的盛宴!为什么这样讲呢?因为它对媒体名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 3 页,共 20 页 -呈现技术来说是一个革命性的节点,它对各个涉及媒体呈现的行业都会有本质上的冲击!1.1主流 VR设备简
5、介VR 当前主流的 VR 设备供应商,一个是非常有名的Oculus,后来 19 亿美金被 Facebook收购。第二个是索尼推出来的PlayStation VR,但是由于它是专业的硬件设备,不能接在PC 上,只能接在日本索尼的PlayStation上,所以它在国内应用并不是很多。第三个就是的HTC Vive,这三者的体验都不错。另外,还有一种比较简单的VR 设备,把手机插在设备上,跟手机结合,利用手机的屏幕去显示内容,而这种技术效果体验比较好的就是三星GEAR,三星GEAR VR 的效果也是在同类产品中是比较不错的,因为内置了陀螺仪,但是必须配合三星手机使用。笔者也体验了,感觉能提供较好的用户
6、体验。2.VR 技术改变教育2016 年是 VR 元年,随着 VR 产业在全球范围内的兴起,由于其具备的各名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 4 页,共 20 页 -种技术特征,VR 技术越来越多的被教育领域所重视,以往传统二维空间授课过程中的痛点也将迎刃而解。各项应用研究表明,VR 技术进入高校教学,能形象生动地表现教学内容,有效地营造一个跟随技术发展的教学环境,提高学生掌握知识、技能的效率,真正使教学者更容易地去表达自己的教学思想和内容,使学习者更直观、更容易理解教学者的教学思想和教学内容。在 2016 年举办的“2016 在线教育趋势论坛”、“北京 VR 教育产业高峰论坛”
7、等峰会和论坛中,几乎都不约而同的提出了促进虚拟现实等新技术在职业教育中的应用,通过提升课堂教学质量加强职业技能实训,虚拟实验具有传统实验无法比拟的功能特点,决定了它在职业教育中的美好应用前景。VR 技术的研发应用已经由初期理论上的探索进入到目前广泛的实际应用阶段,VR 技术能够把教学、技能实训、评价、反馈等多个过程有机融合在一起,对我国职业教育的创新发展将发挥积极的不可替代的作用。崭新的技术,会带给我们崭新的教育思维。真实、互动、情节化的特点是虚拟现实技术独特的魅力所在。结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种特性的虚拟现实VR 的新技术,将会解决很多以前无法解决的教育问题,让我们
8、感受到全方位的教育。而从普及的角度来看,沉浸式教学也有助于VR 技术本身的发展。由于天生具备吸引眼球的特质,虚拟现实的全新体验可以拉动年轻一代拥抱VR 这项新技术,对于教育工作者而言,VR 也是节约成本的一种应用形式。通过VR 技术,可以更好的让教育能够寓教于乐,有效地激发学习兴趣;同时它还能够有效地创建学习情景、支持合作、促进交流、促进知识表达和应用,从而有效地构建一个非常优良的学习环境,让学生学到更多的东西。应用到汽车维修中,各种器件的名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 5 页,共 20 页 -安装、维修等过程都可以通过虚拟的设备来进行培训,学校可以突破空间的限制,以及消除潜
9、在安全威胁。3.职业教育所面临的问题1、职业教学实训项目面临资金或场地的问题一些实训项目的建设需要使用复杂的设备,昂贵的原材料和消耗大量的物质,比如:汽车、高铁等相关领域的岗位职业培训,而目前职业学校资金来源相对单一,主要靠自筹和专项拨款,这就导致许多职业教学的实训项目流于形式,甚至学校取消开设一些实训项目,学生只能在课堂上听教师进行讲解,难有实践操作体验的机会,不利于学生职业技能的训练,违背了实训教学的目标。2、职业教育实训条件有待完善实训基地是职业教育中对学生实施职业技能训练和素质培养的必备条件,也是职业教育办出特色、提高质量的基础性条件,实训基地主要分为校内基地和校外基地两种形式。目前,
10、在绝大部分职业院校中,原有的实训基地基本上是建立在各校“自力更生”和“小而全”的基础上,实训场地建设与学校发展规模不相适应。另外,职业院校中用于实训的设备明显不足,技术落后,更新速度慢,不论是从数量上还是从先进程度上都未能与职业教育的培养目标相适应。这些都将降低实训教学的有效性。例如,在职业教育汽车制造、维修等培训专业中,许多学校还无法形成与现代物流企业模式相近的“准真实”环境,难以满足学生按照专业课程设置的要求进行全面的技能训练需要。3、安全性问题在某些职业工种,如:机械类、电子电工类、药物生产类专业开展实训教学名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 6 页,共 20 页 -还存在
11、一定的安全风险。安全性问题产生的原因有很多,有的来自教师方面,有的则来自学生自身。一些职业学校教师未接受过系统安全培训,在一定程度上会缺乏系统的安全理论知识、安全技能和足够的安全经验;另外由于职业学校教师数量缺乏,学生的人数与职业教育课的教师配置常常比例失当,一位实训指导教师要负责指导的学生数量过多,很难全面地关注到每位学生的操作行为,给安全问题埋下了隐患。在学生方面,由于缺乏安全意识和自我保护意识以及防范危险的意识,操作不够谨慎和操作不规范也可能诱发安全事故;另外一些学生安全意识过重而忽略了专业技能训练的重要性,不敢进行实操训练,错过了很多实践训练的机会。另外有的学生考虑到自身安全,出现回避
12、或袖手旁观的情形,这样就很难掌握实际工作需要的综合技能。像在传统的采矿行业,其客观环境条件决定了实习实训存有一定安全风险,如果教师只是借助传统教学手段向学生讲解实训课程内容,则无法帮助学生掌握岗位必须的工作技能。4.VR+教育需求分析VR 与教育行业的深度融合是大势所需,其需求驱动主要体现在以下几方面:(1)知识点呈现方式的升级需求科技与教育如影随形,每一次科技革新对教育都会产生深刻影响,教师在课堂上传授知识的方式也在不断演变,从而满足高效的信息化教学需求。从使用“粉笔+黑板”到使用多媒体教室的交互白板,从“全程基本靠讲”的知识单向灌输到配合使用答题器、平板电脑终端进行师生交互,科技设备并非要
13、取代“传统”,而是将各种高科技教学设备和信息化教学手段做互补、融合,针对课堂中不同学科、不同类型的知识点,为教师提供更先进的、适合的、多元名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 7 页,共 20 页 -化的呈现方式。(2)高难度教学目标的需求利用虚拟现实技术,可以彻底打破空间的限制。大到宇宙天体,小至原子粒子,学生都可以进入这些物体的内部进行观察。例如学生可以乘坐飞船进入虚拟太空,遨游太阳系,以飞船驾驶舱视角近距离观察各个行星,理解真实的天体运行规律,这是电视录像媒体和实物媒体所无法比拟的。虚拟技术还可以突破时间的限制,一些需要几十年甚至上百年才能观察的变化过程,可以在很短的时间内呈
14、现给学生观察。例如,生物中的孟德尔遗传定律,用果蝇做实验往往要几个月的时间,而虚拟技术在一堂课内就可以实现。另外,地壳运动的原理、生物进化的演变等漫长过程,也可以通过虚拟现实技术得以展现。(3)教学实践操作的需求以往对于危险的或对人体健康有危害的实验或实践,一般采用视频观看的方式来取代,学生无法直接参与实验,获得感性认识。VR 技术可模拟现实中难以实现或者不存在的环境和角色、物体等,消除了以往教学中对学生人身安全、成名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 8 页,共 20 页 -本消耗的顾虑。在绝对安全、错误可逆可修复性上,利用VR 技术的实验课和实践操作上拥有难以比拟的优势。这一点
15、的明显应用就是虚拟实验室,对于那些对条件要求高、在现实中无法实现、危险性极高、产生结果不可逆的试验,VR 化学实验可以避免实验所产生的燃烧、爆炸或其它危险和巨大消耗。采用虚拟实验的方式,学生通过亲身操作体验进行学,并且很容易进行错误修正,或对结果做出可逆的改变,而不用担心会有任何物质成本消耗或需要善后的相关工作。虚拟课堂还可以广泛运用于安全教育课,可避免由于学生操作失误,而造成地震、火场、踩踏等紧急情况下的安全事故;虚拟的飞机驾驶教学系统,可免除学员操作失误而造成飞机坠毁的严重事故。(4)自适应探究学习的需求虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟,通过虚拟系统便可直观地观
16、察到这一假设所产生的结果或效果。例如,在虚拟的化学系统中,学生可以按照自己的假设,将不同的分子组合在一起,电脑便虚拟出组合的物质来。通过这种探索式的学习,学生很有可能发现新的物质。利用虚拟技术,学生还可以进行温室效应、电路设计、建筑设计等方面的探索学习,从而研究二氧化碳对全球气候的影响规律,或设计出新的电路、新的建筑物。利用虚拟现实技术进行探索学习,有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。5.VR 智慧教室的构成2.1VR沉浸教室名师资料总结-精品资料欢迎下载-名师精心整理-第 9 页,共 20 页 -科技在不断进步,为教育信息化的发展提供了坚实基础和机遇。一本书、一张嘴、一支粉笔、三
17、尺讲台的授课形式早已成为了历史,近年几年来,随着国家三通两平台政策的推进,各种形态的多媒体数字教室、移动终端智慧教室如雨后春笋般出现在校园,而伴随VR 虚拟现实技术、人工智能技术的进一步成熟,虚拟现实在教育中的应用,将大大提高学生学习兴趣和效率,VR 教室以其颠覆性的优势迅速成为了教育领域最耀眼的新星。VR 教室应用主要由三部分构成:硬件设备、VR 软件、智慧教室云管理平台。基于教师网络,教师可通过PC 端 VR 软件对学生端 VR 设备进行控制,实现 VR 教学。路由器教师 PC教师 VR设备学生 VR设备图 VR 教室网络拓扑图2.2VR实训教室VR 实训教室提供实训操作教学,配置26 套
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