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虚拟现实技术的概念和特点

单一的纸质教材、单向灌输的教学方法和精细的教学内容严重影响了教学质量的提高。在这种情况下,教育教学的改革和创新势在必行。虚拟现实技术的出现和应用很好地解决了这些问题。实践证明,基于虚拟现实技术的教育教学方法更适合大容量、快节奏的现代教育需求[1]。因此,教育工作者和相关领域的研究人员非常重视虚拟现实技术,并大力推广其在教育教学领域的应用。


1虚拟现实技术的概念和特点


虚拟现实技术是指利用计算机技术为学习者提供一个可感知的三维空间虚拟环境。在这种虚拟环境中,学习者可以通过视觉、听觉和触觉相互感知和交流,产生身临其境的感觉。虚拟现实技术作为一种以强化人机交互功能为目标的技术,整合了计算机图形学、人机接口技术、人工智能技术、可视化技术等先进技术的优势,可以让学习者沉浸在虚拟现实环境中,激发学习动机,增强学习体验,实现情境学习[2-3]。具体来说,虚拟现实技术有三个突出特点:1)交互,可以实现与自然技能非常接近的交互;2)沉浸可以使学习者完全沉浸在虚拟现实世界中;3)想象可以使现实世界中许多不存在或不易察觉的场景具体化。


2虚拟现实技术在现代教育中的优势和作用


虚拟现实技术在现代教育中的应用具有很大的优势和作用。基于虚拟现实技术的现代教育教学模式的学习情境、学习资源和学习工具都进行了全面的创新。这种创新可以有效地作用于传统的教学理念、教学内容和教学手段,使其更加完善,更符合现代教育的发展趋势和要求[4]。需要强调的是,这种优势和作用不会“自我发挥”,教师需要不断充实自己,积极接受虚拟现实技术,更新教学理念,改进教学手段,扩大教学内容,全面提高综合素质和能力。


2.1发展教学理念


与国际先进的教学理念相比,我国现有的教育理念还有很大的差距。虚拟现实技术的应用有助于促进我国教学理念的发展,实现与国际先进教学理念的融合。这对我国教育的可持续发展和促进社会主义精神文明建设具有重要的现实意义[5]。从教师的角度来看,虚拟现实技术的辅助教学功能非常强大。这意味着教师应该彻底打破传统的“三中心”教学理念,鼓励学生独立学习和探索。然而,这并不意味着教师在教学过程中的作用减弱了。相反,基于虚拟现实技术的教育教学模式对教师的综合素质和能力提出了更高的要求。教师不仅要学习虚拟现实技术的操作和应用,还要发挥解释者、指导者和组织者的多重作用。虚拟现实技术对教师素质和能力的要求与建构主义学习理论、情境学习理论和自我导向学习理论没有本质区别[6][7]。由此可见,虚拟现实技术在现代教育中的应用,可以帮助教师发展教学理念,逐步符合世界先进的教学理念。2.2改进教学手段


长期以来,我国教育采用教师讲解的教学手段,形式单一枯燥,难以激发学生的学习兴趣。虚拟现实技术的应用为我国传统教学手段的改进提供了有利机会。在虚拟现实技术的支持下,可以充分实现人机交互,使学生的视觉、听觉、触觉等感官参与到学习过程中。同时,虚拟现实技术的应用还可以更有效地利用小组合作学习、竞赛学习、在线学习等先进的教学方法和手段,激发学生的全面参与和全程参与,实现教学方法的新突破。


2.3扩展教学内容


受传统教学模式的束缚,教育机构设置的教学内容非常有限。例如,教科书的内容主要是文本形式,很多东西很难表达出来。例如,在实验教学中,基于对学生人身安全、实验成本等因素的考虑,只设置了一小部分安全系数高、操作方便、实验成本低的实验项目。这不仅不利于激发学生的学习兴趣和动机,而且容易导致知识点断裂,影响学生学习的系统性、全面性和深度。虚拟现实技术具有想象力的特点,可以通过夸张的形式使教科书无法表达的教学内容具体化。此外,虚拟现实技术中的实验设备是虚拟的,可以重复使用,不考虑成本问题。简而言之,借助虚拟现实技术,许多教科书中难以表达或实验中难以操作的教学内容可以具体、生动地展示,实现教学内容的全面、多样化,为学生的学习提供更丰富、更完善的教学资源。


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