虚拟现实技术在网络教学中的应用.pdf

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1、虚拟现实技术在网络教学中的应用 摘要：虚拟现实技术具有交互性、沉浸感和构想性等特征。虚拟现实技术对探索、发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验环境、优化教学过程，培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响；并有助于不可视、不可摸、不可入、危险性场所的实验等问题，解决中学和高校普遍存在实验设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展的困难。关键词：虚拟现实技术；网络教学；交互；应用 1虚拟现实技术简介 虚拟现实技术（Virtual Reality，简称 VR）是指利用计算机生成的一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术；vR 技术

2、可以让用户使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作，同时提供视、听、模等多种直观而又自然的实时感知。从本质上说，虚拟现实系统就是一种先进的汁算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。虚拟现实技术具有的 3 个最突出特征：交互性（Interactivity）、沉浸感（Innersion）和构想性（Imagination）。2.虚拟现实技术在网络教学中的特点 2.1 真实感。用户感觉到沉浸在浏览器中所呈现的虚拟环境中。2.2 直观性。用户能以视觉、听觉等多种形式感知信息。2.3 交互性。用户呢感以为、接近自

3、然的习惯，以常规的输入输出设备，对虚拟环境中的物体或场景进行操作和得到反馈。2.4 真实性。虚拟环境中的物体运动接近符合物理定律。2.5 高效性。虚拟环境中三纬空间的建立和显示，不过分依赖客户机的硬件性能，并可实时渲染，所需传输的数据量小且可流式传输。3.虚拟现实技术在网络教学中的应用 虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟现实技术在网络教学中的应用主要有以下四个方面。3.1知识学习。知识学习是指远教学生利用虚拟现实系统学习各种知识。它的应

4、用有两个方面：一是再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程，为学生提供生动、逼真的感性学习材料，帮助学生解决学习中的知识难点。例如，在学习地理知识时，通过虚拟现实系统，将学生带到北极去领略那里的自然风光。在学习物理知识时，利用虚拟现实技术，向学生展示如原子核裂变、半导体导电机理等复杂的物理现象，供学生观察学习。虚拟现实在知识学习中的另一个应用是，使抽象的概念、理论直观化、形象化，方便学生对抽象概念的理解。例如，学习加速度概念时，通过虚拟演示，让学生观察当改变物体的重力大小及方向时，加速度的变化情况，使学生加深对加速度概念的理解。3.2 探索学习。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出

5、的各种假设模型进行虚拟，通过虚拟系统便可直观地观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方式，学生很有可能研究出新的物质。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，从而研究出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。33 虚拟实验。利用虚拟现实技术，还可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室，在“实验室”里，学生可以自由地做各种实验。在虚拟物理

6、实验室里，学生可以做重力、惯性等实验。在虚拟的地理实验室里，可以做地震波传播、火山喷发等实验。在虚拟的生物实验里，可以做各种解剖实验。在虚拟的化学实验室里，可以利用各种化学药品和天平、砝码、温度计等工具，做各种不同的化学反应，观察燃烧、爆炸等反应现象。3.4 技能训练。虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练。例如军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等各种职业技能的训练。由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其

7、烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中，学员可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，达到熟练掌握驾驶技术的目的。小结 综上所述，虚拟现实技术对探索、发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验环境、优化教学过程，培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响，并有助于不可视、不可摸、不可入、危险性场所的实验等问题，解决中学和高校普遍存在实验设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展的困难。目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及。但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术作为一个新型的远教媒体，以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到网络教学工作者的重视和青睐，最终在该领域广泛应用并发挥其重要作用。