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济南滑轨电视 虚拟现实技术在中小学教育教学中的应用

文章出处:网络整理 作者:佚名 人气: 时间:2021-01-13 22:12

魏召杰 李瑞鑫 杨永康 骆原

虚拟现实技术在教育中的应用

摘要:虚拟现实技术在中小学学科实验中有着重要的作用。本文基于VR技术设计了虚拟教学系统,该系统对中小学学科实验中实验模型、实验场景、实验过程等功能进行了设计与实现。基于虚拟现实技术对实验进行展示,可以让中小学生有效地学习相应的基础实验操作与实验内容,提高学生的探索能力,加强对抽象知识的理解。

关键词:中小学教育;虚拟现实技术;Unity3D;C#

中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1007-9416(2020)01-0030-02

0 引言

2015年党的十八届五中全会召开,会议决定:坚持计划生育的基本国策,完善人口发展战略,全面实施一对夫妇可生育两个孩子政策(既二孩政策)。“二孩政策”对中小学义务教育带来了新的发展契机。根据教育部发布《2018年教育事业发展》显示,我国受义务教育阶段人数逐年上涨[1]。与此同时,国家大力投入基础教育教学,推动基础教育创新改革,越来越多创新的教学方式方法随之出现,其中之一就是将虚拟现实技术应用于中小学实验教学活动之中。

VR(Virtual Reality,即虚拟现实)技术随着计算机软硬件技术的发展而诞生于20世纪50年代,其综合了计算机图形学、人机接口技术、传感器技术、人工智能技术等多个领域技术,以计算机为模仿仿真系统生成可交互的三维环境并提供沉浸感觉的技术。

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在信息高速发展、知识经济席卷全球的今天,教育信息化成为时代发展的必然需要。然而实际上,VR教育技术的应用还远滞后于产业技术的发展,因而让VR技术走进教育领域具有广大的发展潜力。

将虚拟现实技术应用到中小学实验教育教学中,根据义务教育阶段新课程的要求,把抽象的学科知识与虚拟现实技术结合,通过视觉、听觉、触觉的切实体验,将平面的知识立体化、模型化、实际化,以场景模仿的方式训练学生动手动脑处理问题的能力,从而调动学生学习积极性。

1 虚拟现实技术在课堂教学中的优势

1.1 虚拟现实技术

虚拟现实是运用计算机技术对现实场景和氛围进行模仿,构建一个与现实类似的场景进行相关模仿操作。虚拟现实技术的实现离不开计算机编程语言、3D建模、传感器技术、人机交互等基础知识的应用与结合,依赖于这些知识理论,可以构造一个仿真的实时情景,突破空间局限,结合视觉、听觉、触觉为体验者带来身临其的体验。

1.2 VR技术可模仿丰富的教具辅助教学

在实际课堂教学过程中,一些课程是需要准备相关实验教具的,比如义务教育小学阶段的科学课,该课程注重学生的动手能力和探索能力,要求通过实践培养学生的科学素养。又如中学阶段的地理、物理、生物、化学等课程,都可以通过实验增进学生的求知欲,加强学生观察能力、探索能力的培养。在这类课程中,实验教具在课堂中的使用频率较高,因而如何规范恰当地使用实验教具决定着课堂教学的高效性。

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虚拟现实技术能够抽象的模仿展现各类教学场景,如地理学中行星的运转轨道、生物科学中各类微小真菌、物理实验中的实验器材及化学课程上的物质微观变化等[2]。在地理课堂中,学生可以通过虚拟教学系统观察昼夜交替、四季变化等内容,通过放大、缩小、旋转等操作,对虚拟显示内容进行各个角度的观察、了解。相比较于传统的地球仪,虚拟教学系统以身临其境的方式,可调理可变化的方式展现地球的全貌,使整个教學过程愈加生动化、抽象化和连贯化,从而完整的认知地球面貌。

1.3 VR技术可提供多种可能性,促进学生学习和探索

在物理及化学实验教学中,学生正确地使用实验器材,并保证明验过程的安全是教师密切关注的内容,教师要时辰叮嘱学生在实验中各类物品的使用及操作步骤。物理及化学实验中,操作不当就有可能烧坏电流表、实验试管炸裂等,教师想让学生注意这些知识点又不能真的烧毁电流表、炸试管给学生看。虚拟现实技术就充当了重要的作用,可以将实验器材在虚拟教学系统中进行抽象的模仿,通过操作虚拟的实验器材,让学生自己动手发现错误,对知识点有一个真实的感受。学生自己去进行探索,发现更多实验会出现的可能性,培养其发现问题能力及探索能力。

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