從人工智能到虛擬現實教學

[摘 要] 從計算機基礎教學入手，指出現代智能生活與基礎應用的關聯，指出計算機基礎教育在人們生活學習中的重要地位，展望人工智能在教學中的發展方向，從虛擬現實教學的角度出發，探索人工智能在未來教學中的重要應用。

[關 鍵 詞] 人工智能；虛擬現實；學習

[中圖分類號] G712 [文獻標志碼] A [文章編號] 2096-0603（2016）10-0093-01

如今的世界，是一個多彩的世界，是一個多元化的世界，形形色色的科技產品充斥著我們的生活，吸引著我們的眼球。科技帶來的多姿多彩，正在悄悄融入我們的生活，改變著我們的意識，我們已經無法阻止人工智能帶給我們的生活改變，當然不僅我們的生活在改變，我們的教學方式也在隨之改變。

一、什么是人工智能

狹義地講，人工智能就是對人類大腦的模擬，但是也并不完全是簡單的模擬。在日常生活中，我們利用人工智能進行模式識別、機器翻譯、計算機博弈、智能代理、專家系統、機器證明、數據挖掘……當然，我們也能夠利用人工智能對教學方式進行一系列的改革，例如近年來提出的虛擬現實教學。

人工智能將多媒體與仿真技術相結合而產生的虛擬現實技術，充分發揮了虛擬現實情境的獨特優勢，幫助學生在經驗技能和知識理論中實現知識理論與技能經驗的整合，能夠不斷激發

學生學習的自主性、協作性和創造性。

虛擬現實能夠提供一種可遷移的經驗，也可以豐富我們日常的非虛擬現實的經驗。通過對真實世界的虛擬，給學習者提供機會去嘗試多種選擇，但沒有現實世界中所具有的危險性，也沒有現實世界中所需要的時間、空間和金錢上的浪費；學習者還可嘗試在現實世界中無法實現的一些方案，以確定哪個方案是最佳的實現選擇。這樣，既可避免學習者受到傷害，也可使現實免受損失。

二、利用虛擬現實技術進行知識學習

虛擬現實技術，一方面可以輕松再現現實世界中無法觀察到的自然現象或者事物的演變過程，使抽象的概念直觀化、形象化，方便學生對抽象概念和抽象事物的理解。另一方面，虛擬現實技術可讓學生按自己的需要和進度來進行實時的交互式的學習，學生主動地獲取所需知識，由被動式的接受學習轉化為主動式的發現學習，充分調動學生的學習興趣。

三、利用虛擬現實技術進行探究性學習

虛擬現實技術可以對學生學習過程中所遇到的各種場景進行模擬，通過虛擬系統可直觀地觀察到所產生的結果，有利于激發學生的創造性思維，培養學生的創新能力。例如，在虛擬系統的化學教學中，學生可以按照自己的創想，將不同的分子組合在一起，系統將虛擬顯示重新組合的物質。通過這種探究性學習，學生很有可能研究出新的物質。利用虛擬技術，學生還可以進行溫室效應、電路設計、建筑設計等方面的探究性學習，從而發現二氧化碳對全球氣候的影響規律，或設計出新的電路、新的建筑物。

四、利用虛擬現實技術進行虛擬實驗

在實驗教學中，對于需要花費大量資金才能進行的實驗，或一些有危險性、反應比較劇烈、時間較長的實驗，都可以運用虛擬現實技術對這些現象或過程進行逼真地仿真虛擬。在虛擬的“實驗室”里，學生可以按照自己的想法做一些在現實世界中不可能發生的實驗。在虛擬實驗中，學生的各種感官被充分調動起來，并與環境相互作用，這樣大大提高了學生的學習興趣，并可獲得非常良好的學習效果。在一些落后地區，由于經濟文化相對落后，實驗設施條件差，學生缺乏對一些儀器、試劑使用和實驗的機會，在這種情況下就可以通過虛擬現實軟件來彌補，使學生學習不再受學習條件、實驗設備及場地設施的限制，因而提高了學習質量和效率。

五、利用虛擬現實技術進行技能訓練

虛擬現實技術具有癡迷性和交互性，學生在學習過程中其實是在虛擬的學習環境中扮演一個角色，并能全身心投入到這種學習環境中，這非常有利于學生掌握動作技能類的知識。利用虛擬現實技術，可以做各種技能訓練，由于虛擬的訓練系統既能仿真現實條件又無任何危險性，學生可以進行反復練習，直至掌握操作技能為止。

六、利用虛擬現實技術進行網絡化教學

有些情景在現實生活中不是時時刻刻都存在的，有時間和空間的限制。而虛擬現實技術不僅能向學生提供一種可在實際生活中找到的情境和經驗，還要再現特定的環境。隨著網絡技術和虛擬現實技術的日益成熟，基于網絡的虛擬化教學，將會成為一種全新的教學方式。將兩者相結合，可以實現資源的實時共享與實時傳輸，令知識保持流動性、共享性，并能使學習者第一時間享受到最新的知識理念。虛擬現實技術在教學中的使用，是對傳統教育的有益補充，也是對傳統教育的一次升華，二者的結合不僅給學習者帶來學習的快樂，也能夠為教育者提供豐富的教學資源，并可以產生新的教學系統，所以虛擬現實技術具有令人鼓舞的美好前景。

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