VR技術在探究式課堂教學中的應用研究

胡燕燕

摘? 要：隨著的教育現代化，增強現實（Augmented Reality簡稱AR）與虛擬現實（Virtual Reality 簡稱VR）逐漸走進大眾視野，它們在最近幾年獲得了較大的發展。在教育領域，隨著計算機科學技術的快速發展，傳統的黑板教學漸漸被豐富多彩的多媒體教學所取代。多媒體教學所帶來的巨大便利，受到了老師和學生的一致好評，但是也逐漸暴露出多媒體演示不夠形象具體、沒有沉浸感、缺乏互動體驗、無法進行自主學習等缺點。

關鍵詞：VR技術;體感交互;教學應用

一、VR技術在教育教學中的應用現狀

我國微視酷VR軟件公司經過研發，推出了一款虛擬教學系統，其操作比較簡單，教師可以利用平板電腦及其裝置進行主控，學生通過佩戴虛擬現實的眼鏡，利用IES教育軟件系統平臺進行教學。該系統被裝備三鍵，一鍵用于操控、一鍵用于統計、另外一鍵具備打印功能，教師可以按照教學內容，隨時控制教學進度。在2016年，他們首次在北京中關村二小的地理課堂上，實施了該系統軟件設備的應用。和傳統的課堂相比，虛擬教學直觀的教學內容可以充分激發學生的想象力和學習興趣，有力提升教師的教學效率。

在美國，90%的學校已經開始使用由zSpace公司開發的VR課件，依據美國《新一代科學教育標準》，zSpace公司成功開發了一套含多門學科的VR課件，教師不僅可以利用該系統平臺自帶課件實施教學計劃，還可以自主開發新的虛擬技術課件。在這點上，zSpace一方面是教師的教學工具，另一方面是學生、教師學習教學的素材資源。因為此軟件的獨特優勢，2015年，zSpace2300被成功引進中國。在去年，我國“智創空間”把獲贈的6套該設備投放到創客教育和STEAM教育，并進行普遍推廣。

二、虛擬現實技術對探究性課堂的影響

（一）改變傳統上課模式

從教育心理學的角度，真實、生動的情景教學有利于學生知識的主動建構。而虛擬教學真實的沉浸感，消除了學生與計算機等設備之間的界限。學生作為主角，處于虛擬空間里，這種全方位、身臨其境的體驗，讓學生難以察覺自身正處于虛擬環境中，創造一種逼真的體驗。將二維走向三維立體化，這在一定程度上，導致了學生顛覆認知方式的改變，這種是傳統教材無法相比的。

（二）增強學生學習體驗感

參與性和交互性較強的教學內容，可以有效地激發學生學習興趣，對學生新知識的構建也會產生積極的引導作用。虛擬現實技術逼真的臨場感和沉浸感，如同真實的現實生活一樣，學生可與虛擬環境中的物體進行交互，并且可以用手對虛擬環境中的實驗物體進行觸摸和旋轉，將在常規課堂中不能進行現場展示的大型實驗平臺和危險性實驗利用虛擬現實技術再現，使學生近距離地觀察和感受，讓學生對實驗探究型課堂產生不同學習體驗，從而提升學生的學生興趣。

（三）拓寬學生思維空間

利用虛擬現實技術，可以模擬現實存在的環境，也可以虛擬客觀不存在的環境。虛擬講解為教學增添了人性化色彩和趣味性，對于農村的學生來說，實現了資源共享和教育公平。中學美術教學是一種創新學習。虛擬現實技術將視覺、聽覺、觸覺相結合，不斷創新與探索，將多種元素全方位、多視角地投放在學生眼前，刺激學生視角和觸角，拓展了學生的認知范圍和思維空間。

三、探究型虛擬化學實驗平臺的系統設計

虛擬實驗室的研究是一項比較復雜的工程，并且每個學科門類的虛擬實驗室的研究和開發在實際過程中也存在著很大的差距。對于中學化學實驗教學的研究，從目前情況看，也開發了一些教學課件，但這些課件還存在著仿真性不高、實驗操作不靈活、缺少智能指導、不利于學習者學習等。因此開發一套智能的中學化學虛擬仿真實驗室，以最大程度地滿足中學化學實驗教學非常必要。

中學虛擬仿真實驗室的建立，必須集教學、操作演示、虛擬實驗、練習測試等為一體。除了應具備網絡特征的基本要求外，還應達到以下幾個要求：

1.能夠為學習者提供逼真的虛擬實驗環境;

2.能夠使學習者任意操作虛擬實驗環境中的儀器設備;

3.能夠對實驗過程、實驗現象進行實時模擬和再現;

4.具有與實驗教學要求相適應的輔助功能。如明確實驗目的功能、掌握實驗原理功能、實驗指導和演示功能、實驗答疑及練習測試功能等。

四、結束語

隨著現代化教育體系的不斷完善以及計算機技術的發展，虛擬現實技術通過不斷人性化和完善會更加適應當前教育教學發展的需要。我們需要通過運用技術與教育的結合，優化VR系統簡化VR設備，讓VR教育大眾化。不斷尋找能夠提高教學質量的新方法，這樣才能提高學生的創新能力、學習能力、團隊意識，不斷推進我國教育事業和社會的發展，促進教學模式的變革和未來教學觀念的更新。

參考文獻：

[1]徐德華，張雪艷.中國VR技術發展現狀、應用前景與對策研究[J].經營管理者，2017，（01）：271.

[2]李建榮，孔素真.虛擬現實技術在教育中的應用研究[J].實驗室科學，2014，17（3）：98—99.