虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中學(xué)教育中的應(yīng)用研究

　　摘要：隨著時代和社會的進(jìn)步，科學(xué)技術(shù)在不斷發(fā)展創(chuàng)新。近年來，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸融入人們的生活當(dāng)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)利用計(jì)算機(jī)生成一種模擬環(huán)境，應(yīng)用于社會的各個領(lǐng)域。隨著我國教育模式的不斷探索和實(shí)踐，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)也漸漸出現(xiàn)在中學(xué)教育教學(xué)中。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用，可以為學(xué)生在課堂上建立更加立體的教學(xué)環(huán)境，改變了教師傳統(tǒng)的教學(xué)模式，有利于提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動性。

　　關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),中學(xué)教育,教學(xué)應(yīng)用

　　目前的中學(xué)教育往往存在教師教學(xué)模式傳統(tǒng)單一、學(xué)生對于重難點(diǎn)內(nèi)容把握不牢、課堂教學(xué)內(nèi)容枯燥無聊的情況。中學(xué)的課程內(nèi)容有大量抽象、復(fù)雜的概念，僅僅依靠教師對課本進(jìn)行講解，滿足不了學(xué)生進(jìn)一步了解相關(guān)知識的需求，而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)課堂中，可以有效改變這一情況。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)生成的模擬環(huán)境，可以將復(fù)雜抽象的概念轉(zhuǎn)換成生動形象的事物，讓學(xué)生在虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)創(chuàng)造的環(huán)境中直觀地去感受事物，從而推動對抽象概念的理解，對提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和教學(xué)質(zhì)量有很大的幫助。

　　一、什么是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

　?。ㄒ唬┨摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的概念

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是仿真技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，它將仿真技術(shù)與計(jì)算機(jī)圖形學(xué)相結(jié)合，創(chuàng)造出一種多樣信息融合的、交互式的三維動態(tài)視景和實(shí)體行為的模擬環(huán)境系統(tǒng)，可以讓用戶沉浸在仿真的模擬環(huán)境中。

　?。ǘ┨摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的特點(diǎn)

　　第一，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的最大優(yōu)勢就是具有多樣感知性。它不同于以往的計(jì)算機(jī)只具有視覺感知，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)增添了聽覺感知、觸覺感知、運(yùn)動感知，甚至融入了嗅覺和味覺，使用戶在體驗(yàn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的過程中可以感受到現(xiàn)實(shí)生活中人們所具有的一切感知能力，從而在模擬環(huán)境中擁有最真實(shí)的體驗(yàn)。

　　第二，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有存在感。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步創(chuàng)造出一個模擬的環(huán)境，而用戶作為模擬環(huán)境中的主人公，很難分辨出環(huán)境的真假。在理想的模擬環(huán)境下，主人公可以真實(shí)地感受到自己存在于這一環(huán)境中，體現(xiàn)了虛擬現(xiàn)實(shí)具有形象生動的環(huán)境效果。

　　第三，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有交互性。它突破了傳統(tǒng)的鼠標(biāo)、鍵盤等計(jì)算機(jī)的輔助工具，運(yùn)用數(shù)字頭盔、數(shù)字手套等傳感設(shè)備進(jìn)行人機(jī)交互，使用戶在體驗(yàn)過程中能與環(huán)境中的任何信息進(jìn)行交流，從而可以操作環(huán)境中的各個物體，以此得到模擬環(huán)境中的反饋。

　　第四，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)具有自主性。虛擬環(huán)境中的物體是根據(jù)現(xiàn)實(shí)世界的事物并且遵循物理的運(yùn)動定律來設(shè)計(jì)的，因此虛擬環(huán)境下的事物都符合現(xiàn)實(shí)世界的客觀規(guī)律，用戶在體驗(yàn)過程中占據(jù)主導(dǎo)性的地位。

　　二、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于中學(xué)教學(xué)的好處

　?。ㄒ唬┩黄茣r間、空間的限制

　　在中學(xué)教學(xué)中，化學(xué)、物理、生物等學(xué)科涉及更加廣闊的空間，其知識內(nèi)容往往受到教室課堂和實(shí)驗(yàn)室的空間局限，原本就復(fù)雜抽象的知識概念讓學(xué)生得不到進(jìn)一步的理解，從而造成課堂效率低下、學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性差等情況。而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)通過計(jì)算機(jī)可以生成三維立體環(huán)境，不論是宇宙星球還是原子粒子，都可以通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)展現(xiàn)出來，從而打破中學(xué)教學(xué)中時間、空間的限制。學(xué)生只需要在教室中便可以利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)來體驗(yàn)浩瀚的宇宙和深邃的大海，在模擬環(huán)境下觀察原子、粒子的形態(tài)變化和事物發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。對于以往抽象難懂的概念，在親自體驗(yàn)觀察后，學(xué)生能加深對知識的理解，有利于推動教學(xué)質(zhì)量的提高。

　　（二）避免教學(xué)實(shí)驗(yàn)中的安全隱患

　　為了加深學(xué)生對知識的理解和提高學(xué)生的動手操作能力，中學(xué)教學(xué)會開設(shè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)課程，而在學(xué)習(xí)過程中，往往會碰到具有安全隱患的實(shí)驗(yàn)操作。例如，在生物教學(xué)“有機(jī)物從哪里來”的這一章中，需要學(xué)生通過實(shí)踐操作來探究綠葉如何在光下生成有機(jī)物以及植物進(jìn)行光合作用的場所，學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中會運(yùn)用酒精、碘液、酒精燈、石棉網(wǎng)、三腳架、火柴等器材，而教師在實(shí)驗(yàn)課堂中沒有能力對每一位學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)和看管，所以學(xué)生容易因?qū)嶒?yàn)操作不當(dāng)而引起實(shí)驗(yàn)事故。將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)融入中學(xué)的實(shí)驗(yàn)課堂中便可以有效地解決這一問題。利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行虛擬實(shí)驗(yàn)，學(xué)生依舊可以自己動手操作并且能感受到現(xiàn)實(shí)生活中真實(shí)的實(shí)驗(yàn)操作體驗(yàn)。在虛擬環(huán)境下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，不僅有效地規(guī)避了安全隱患，還能使學(xué)生放心大膽地動手操作，并且可以重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，以便學(xué)生更好地觀察實(shí)驗(yàn)過程和效果。

　　（三）提高學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力

　　我國教育事業(yè)的發(fā)展對當(dāng)代中學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力提出了更高的要求。以往的教學(xué)課堂都是以教師為主導(dǎo)，學(xué)生按照教師的教學(xué)步驟和方法進(jìn)行學(xué)習(xí)，長期以來會造成學(xué)生對教師的依賴，從而降低自己的學(xué)習(xí)能力和主動性。而將虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)運(yùn)用于中學(xué)課堂中，改變了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，在虛擬環(huán)境下，即使沒有教師的引導(dǎo)教學(xué)，學(xué)生也可以對教學(xué)知識的內(nèi)容進(jìn)行探索和演練，提高了學(xué)生的積極性和熱情，從而能發(fā)揮出他們最大的自主學(xué)習(xí)能力。運(yùn)用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)進(jìn)行教學(xué)，不僅突破了傳統(tǒng)的教學(xué)模式，解決了以往單一教學(xué)模式解決不了的知識難題，還提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力，為教學(xué)質(zhì)量的提升和學(xué)生素質(zhì)能力的培養(yǎng)做出了貢獻(xiàn)。

　　結(jié)語

　　虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷出現(xiàn)在社會的各行各業(yè)中，為人們的生活增添了新的色彩，而教育領(lǐng)域?qū)μ摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的運(yùn)用也越來越廣泛，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)逐漸出現(xiàn)在中學(xué)教育教學(xué)中。這不僅改善了以往教學(xué)模式的局限性和單一性，還提高了中學(xué)生對學(xué)習(xí)的熱情和自主學(xué)習(xí)能力。因此，隨著教育改革的不斷探索和完善，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中學(xué)教學(xué)中的運(yùn)用也應(yīng)該不斷提升和發(fā)展。

　　參考文獻(xiàn)

　　[1]武若暉.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在中學(xué)教育教學(xué)中的應(yīng)用[J].信息記錄材料，2018 (01) :123-125.

　　作者：麻秀芹,劉元菊

《虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在中學(xué)教育中的應(yīng)用研究》

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