虛擬現實課程的教學應用研究

【摘要】虛擬現實課程在教學中的應用是教育技術界發展的一個新章程。它為學生塑造了一個“神奇”的學習環境，讓學生通過虛擬現實可以身臨其境，即使身在教室里面也能真實感受。通過虛擬現實課程在教學中的應用，不但能節約教學成本，同時也可以提高教學質量。

【關鍵詞】虛擬現實課程；教學；應用研究

傳統的教學模式中，教師們多沿用指導法，傳授法等文字教導方式。隨著信息科學與技術的發展與進步，虛擬現實課程開始走進了教學課堂，通過結合學科課程的課程特點，虛擬現實課程可以創造出一個“引人入勝”的情景，學生不但能夠通過虛擬現實掌握課程知識，還能進一步提高學習的積極性和創造性。虛擬現實課程應用到教學中去，一方面可以充分發揮出學生的主體性，讓學生在虛擬環境中得到真實感受；另一方面也可以加強學生自身對課程的認識，化被動學習為主動學習。目前，虛擬現實課程在教學中的應用主要涉及以下方面：

一、虛擬現實課程在課堂教學中的應用

課堂教學是進行教學活動的主要手段，而課堂也是進行虛擬現實課程教學的最重要場所。虛擬現實可以根據課程學科的不同，在課堂教學發揮出不同的功效。

（一）呈現一個立體感

課堂教學的過程中經常要涉及到一些實物的展示和立體空間的重現等情況。傳統的教學因為條件限制的因素，在實物展示方面：老師往往只能通過FLASH技術展示一些圖片，或者去找一些相關物體讓學生有一個大概的了解。在空間重現方面：也只能夠通過教師的文字描繪來激發學生的想象，在學生的腦海中建立一個模糊的空間。

通過虛擬現實課堂，老師可以在課堂上呈現出立體感，讓學生有真實感受。

首先，在實物展示方面：可以通過虛擬現實，創造一個跟實物一樣的三維物體。例如使用Cult3D動態顯示高質量的圖像給以學生更為真實的實物感受，又如使用VRML動態顯示已經制作好的集合模型和實時建模，學生通過多角度去觀察，自然會得到更好的學習效果。這樣一來，一方面教師可以省略制作實物的時間，另一方面，也可以促進學生學習的積極性。

其次，在空間重現方面：通過虛擬現實技術，可以徹底打破空間對學生想象力的限制，不僅能在學生頭腦中建立空間，還可以讓學生看得見，摸得著。例如機電專業進行教學時，可以讓學生進入虛擬發電廠內，這樣學生就可以通過對發電機的仔細研究，了解發電機內的各部件工作情況和部件之間的關系，并對發電機的發電過程進行更為詳細的了解。虛擬現實帶來的這些視覺沖擊，給以人的真實感受，是獨一無二的，是普通的網絡技術無法比擬的。

（二）構造虛擬場景

所謂虛擬場景，實際上也就是虛構一個人文環境。顧名思義，教學中的虛擬場景，就是指構造一個適合進行教學活動的場景，虛擬情景的構造，有助于調動學生的想象和聯想能力。在這一過程中，教師可幫助學生開啟思維，讓學生學會去感受去體驗。同時也有助于激發學生的學習興趣，“興趣是最好的老師”，沒有興趣，也就不會具有學習的欲望，所以只有濃厚的學習興趣，學生才不會覺得學習是一種負擔，而是一種樂趣，才會有探究的欲望與動力。

在傳統的課程教學活動中，老師經常通過語言文字或者視頻圖片等輔助資料來創設課程情景，在這樣的情境中，學生只能機械化被動的接受知識，對于場景的真實性更是無從考究。但是，通過虛擬現實課程的實現可以彌補這些不足，例如在英語教學中，學生可以和虛擬的外國朋友一起進行外語交流，通過外語交流的不斷加深，能有效提高學生的口語水平。再如，在現代歷史課教學中，學生可以通過和虛擬的歷史偉大人物如周恩來總理等一起進行交流，通過歷史偉大人物的事跡感化學生，了解歷史，從而達到激發自己前進的目的。無疑，這些真實的虛擬場景是傳統的課程教學方式所無法給與的。

二、虛擬現實課程在實驗教學中的應用

由于條件限制的原因，學校往往會因為經費問題而沒有完善的實驗設備和實驗場地，進而導致一些實驗性較強的實驗無法正常進行。通過虛擬現實課程，可以彌補實驗這些方面的不足，還學生一個實驗戰場，學生可以正常進行各種實驗，并且能獲得與平常實驗一樣的真實感受。

例如，可以在計算機網絡上建立虛擬實驗室，那么學生就可以通過計算機網絡計入到虛擬的實驗室，進行實驗操作，實驗儀器雖然是虛擬而成的，但是學生卻能感受到實驗的真實性，這樣學生就可以通過操作來求證實驗并得出相應的實驗論證結果。虛擬實驗只是一個空間感受，既不占用器材，也不會因為時間或者空間場地問題而受到限制，可供學生多次操作使用，直到學生得出實驗論證結果。其外，虛擬實驗室的絕對安全性這一大優點，可以讓學生免除受傷害顧慮，可以放手去做一些平時覺得危害性和危險性強而不敢動手的實驗，例如物理實驗中的涉及到放射性物質和有毒物質的核反應實驗。通過這種實驗性的學習方式，不但可以提高學生的動手能力，還可培養學習學習探究能力。

三、虛擬現實課程在教學場地的應用

一直以來，進行課程教學的教學場地僅僅局限于課堂，在課堂這樣一個枯燥狹窄的空間下，不但不利于學生思維的發散，更不利于學生學習興趣的培養。

試想一下，如果你終日處于一個只有四面墻，毫無生氣活力的環境氛圍下，你還會有學習的興致嗎？你還會有學習的斗志嗎？就算有，也許也會被周圍的枯燥單一化的氣味給蓋過。例如：在進行教學時，學生僅僅能在黑板上看到老師列出的文字資料，條件好些的，或許還能看到多媒體技術播放出來的圖片或者視頻等，這樣的教學場地條件，帶給學生和老師的僅僅是文字上的交流，對于老師和學生之間的靈活性交流嚴重缺少催化作用。通過應用虛擬現實課程，構建虛擬教室，可以解決教學場地問題，讓因教學場地單一化而產生的問題得到一定程度上的解決。虛擬教室是通過虛擬構造的學習環境，其允許身處異地的教師和學生進行大多數教學活動。虛擬教室的出現徹底打破了傳統教學中人機互動的局限性，它能促進學生與機器之間進行互動性學習，學生面對的不再是屏幕上，黑板上冷冰冰的文字圖片信息，而是活生生的人。這種學習模式是雙向性的，學生可以看到老師的板書，老師的對課程的講解；老師也可以看到學生在課堂上的表現，可以聽到學生提出的問題并未知解答。就如老師和學生進行“面對面”學習一樣。學生和老師無論在任何地方都可以通過網絡和老師建立虛擬教室，進行隨心所欲的學習，順利完成教學的各項活動。虛擬教室把教學場所從課堂延伸到課外，從校園延伸到校外，從家中延伸到戶外，這一種突破空間局限性的學習模式，不但可以拉近師生之間的距離，同時對于提高學生的學習興趣和教學效率也有一定的成效。

四、結語

虛擬現實課程可以從多視角進行教學，其超越真實的高度模擬性能十分適合應用到各級別的教學活動中。

教學活動是一個傳授知識的過程，通過虛擬現實課程的實現能讓學生親身感受進而對所學過的知識進行鞏固。隨著信息科學與技術的不斷進步，虛擬現實課程的實施將會成為教師進行有效教學中的一件利器，發揮出其特有的光芒。

參考文獻

[1]馬甲林.實驗教學中虛擬實驗實現技術的探討[J].電腦知識與技術，2009.

[2]劉明輝.有機化學虛擬實驗的多媒體設計和開發[J].中國科教創新導刊，2010.

[3]朱韶平.虛擬實驗室的教學應用研究[J].科教文匯（下旬刊），2008.

[4]李方，葉谷平.現代教育技術學[M].廣東高等教育出版社，2006.