虛擬現實技術在智慧課堂中的應用

周海山 韋穎

摘要：教師在智能教室中開展教育教學活動，有利于學生的個性化學習，自主學習和互動式合作學習。同時，虛擬現實技術拓寬了人們的視野，打破了傳統條件的局限。越來越多的不可觀察的事物已經被清楚地觀察和研究了。教師可以利用自己的優勢構建虛擬的教學環境和虛擬實驗室，從而使學生可以從自己的感官上接觸書本知識，從而極大地提高了他們對學習的興趣。新技術的應用是教育和教學方法的支持。在智能教室中，考慮到智能教室和虛擬現實技術的優勢，使用虛擬現實技術進行教學活動，可以更好地完成教學目標。

關鍵詞：虛擬現實技術;智慧課堂;應用

虛擬現實技術的概念和特征虛擬現實（簡稱VR）是指使用計算機和其他設備來構建三維動畫，從而為人們提供身臨其境的仿真環境。借助虛擬現實技術，即使氣味，聽覺，觸覺等感覺不同，人們也可以與虛擬世界中的事物進行交互。虛擬現實技術是許多學科的高度交叉集成的技術。有了它，人們可以改變現有的空間感。它具有三個最突出的特征，即沉浸感，互動性和想象力。虛擬現實技術在教育教學領域的優勢利用虛擬現實設備開展教育教學活動，教師可以對模糊的教學內容進行可視化，可視化和可視化，減少了編寫和教學的難度;學生在虛擬環境中學習，通過實驗，您可以身臨其境地感受事物的變化，極大地增強感知抽象事物和不可見事物的能力，減少學習難度，提高學習效率，增加興趣，同時有利于發散思維和創新能力的培養。與傳統實驗室相比，實驗是在虛擬環境中進行的。實驗所需的環境，設備，物品和數據的收集，處理均在計算機的處理下完成。該實驗可以重復很多次，而不受實驗的影響。實驗前，教師不再需要預先準備實驗設備和物品。對于破壞性實驗，如中學物理實驗電路短路，小燈泡燒壞等，不僅可以達到相同的實驗效果，而且無需考慮實驗設備浪費的問題。同時，在虛擬環境中進行一些會產生有毒物質或參與有毒物質的化學實驗，除了具有相同的實驗效果外，還可以避免操作不當帶來的不利后果。

傳統的教學方法是以聲音，圖像，文字，動畫和視頻的形式傳授知識。在小學階段，學生的抽象思維能力相對較弱，理解某些知識的能力較弱，例如小學科學課中的太陽系。在中學教育階段，學習一些重要的知識點要求學生具有較強的抽象思維和理解能力，例如物理學科中的天體運動，化學反應過程中化學元素最外層的電子變化過程以及生物學基因片段的結構，數學中的實體幾何等，教師需要花費大量的思想來繼續反復教授這些知識點，但學生可能仍不理解。然后，借助虛擬現實設備，可以構建一個模擬現實世界的三維虛擬學習環境來解決各種問題。虛擬學習環境可以為學生提供非常好的真實體驗，使學生可以感知書中的內容。教師使用虛擬學習環境進行教育和教學活動，這是一個娛樂過程，不僅使學生可以觸摸書本的內容，而且可以進行互動。虛擬學習環境的建設在一定程度上改變了教師的教學方式和學生的學習方式。借助虛擬現實設備構建的三維虛擬學習環境，教師可以輕松地進行教學活動，并直觀，直觀地在學生面前展示難點和難以理解的知識點，從而使學生能夠掌握其中的難點。短時間。例如，小學科學學科中有關太陽系的知識可以使學生戴上頭戴式虛擬現實設備，穿越太空。虛擬現實設備將學生從現實世界帶入廣闊的空間，使他們能夠在近距離和多個角度觀察行星的軌跡，表面形狀，內部結構等，這有助于運用想象力。此外，虛擬學習環境還允許學生與虛擬化的外國學生進行口頭交流，或進行其他語言的教學活動。

近年來，教師在智能教室中的教學活動已逐漸趨于規范。老師在智能教室中使用移動教學終端和智能教室教學云平臺，通過教室互動（例如“拍攝，搜索和評論”）快速有效地實施教室。交流，小組協作，信息共享，實時反饋，數據分析。在智能教室中引入虛擬現實設備可以更好地實現教學目標。讓我們以小學科學課程“鮮花，水果和種子”為例，討論虛擬現實技術在智能教室中的具體應用。在課程指導階段，教師首先使用教學平板電腦通過教學云平臺向學生推送一個微型課程，描述花朵形成果實和種子的過程，讓學生了解花朵形成果實和種子的過程很長。通過微型課程，引導學生思考花朵如何形成種子和果實，并進一步引導學生思考哪些結構在花朵和果實形成過程中起重要作用。為了讓學生了解哪些結構起著重要作用，應鼓勵學生通過解剖和觀察找到答案，并指導學生總結花朵的結構特征和每種結構的作用。在觀察和實驗階段，老師首先演示如何使用虛擬現實設備對花朵進行解剖和觀察，然后指導學生在小組合作中進行解剖和觀察實驗。每組配備新鮮的百合花和相應的實驗工具。此外，學生還可以使用三種虛擬現實設備進行實驗。老師要求學生不僅要解剖百合花，還要通過虛擬現實設備進行解剖觀察實驗。實驗結束后，老師將相應的視頻資源和網站資源推送給學生，并指導學生以小組為單位，根據這些資源找出觀察到的花朵的各種結構的特征和功能，并將照片上傳到教學云平臺，供學生相互評價，留言等，以實現信息共享。最后，老師將測試題推送給學生，以測試學生對所學知識的掌握程度。學生提交答案后，老師將根據數位板的統計結果了解學生對知識的掌握程度。如果學生對知識點掌握不好，老師會向其推銷相應的微課，問題庫和其他學習材料，以便他進行個性化學習。

在智能教室中，教師可以使用教學云平臺的數據分析功能實時，準確地掌握每個學生的學習情況，方便個別學生根據自己的能力進行教學。學生為小組討論的結果拍照，并將其上傳到教學云平臺。該過程是課堂交流，小組協作和信息共享。同時，使用傳統的實驗方法和虛擬現實設備同時進行實驗，可以大大提高學生的學習熱情和動手能力，有利于學生更好地掌握課堂內容。新技術是對多種學習方法的支持。虛擬現實技術為教室提供支持，該教室需要與特定學科和教學環節相結合。目前，數學，化學，物理，生物學，地理，科學和英語是利用虛擬現實技術開展教學活動并取得較好教學效果的學科。通過構建虛擬的教學環境，教師可以直接和三維地向學生展示難以理解，抽象，不可見和無形的知識點。學生還可以通過他們的感官與他們互動。同時，虛擬實驗室的建立不僅避免了實驗設備的浪費，而且消除了由于實驗程序不當造成學生危險的可能性。盡管虛擬現實技術在教育和教學領域的應用具有巨大的潛力和應用前景，但是仍然存在諸如技術瓶頸和教學資源不足的問題。這些問題需要迅速解決，虛擬現實技術的應用應不斷深化，以提高教學質量。

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2020年度廣西高校中青年項目《基于MR技術的智慧教室的研究》（2020KY44015），2019年度廣西職業教育教學改革研究項目《人工智能主導下高職資源庫建設模式創新研究與實踐》（GXGZJG2019B157）。

周海山（1983-至今），男，漢族，廣西柳州人，本科，高級工程師，柳州鐵道職業技術學院，郵編545616，研究方向：計算機應用。韋穎 （1988-至今），女，壯族，廣西柳州人，本科，二級教師，柳州市特殊教育學校，郵編545007，研究方向：計算機應用。