虛擬現實技術在貴州地區教學改革中的應用

吳 茜

黔南民族師范學院 貴州 都勻 558000

1 虛擬現實技術的特征

虛擬現實技術是在上個世紀發展形成的一種新型計算機應用技術,由美國的拉尼爾提出。隨著大數據和5G時代的新興發展,在兩化融合的理論基礎上,隨著物聯網、互聯網+等高新技術的蓬勃發展,虛擬現實技術已經廣泛進入了大眾的視野[1]。目前,較為常見的虛擬現實技術是在搭建虛擬現實世界的基礎上,通過多媒體技術、傳感技術、圖像圖形技術、仿真技術等多種技術相結合的方式,使用戶具有身臨其境的沉浸感和交互感。

伴隨著虛擬現實技術的不斷發展,VR已逐漸滲入到各個領域,特別是教學輔助方面尤為突出,虛擬實驗為教學的改革和發展提供了廣泛的方向導向和技術支撐。虛擬現實技術具有的沉浸性、交互性和想象性三大基本特征[2],能夠將抽象的知識、晦澀難懂的文字、無法建設的歷史環境和故事情境進行仿真演練,將刻板的抽象知識轉化成為活靈活現的情景演繹,有易于教學的開展和擴展知識的理解程度。

2 貴州貧困地區教學發展現狀

貴州作為“脫貧攻堅”和“鄉村振興”兩大戰略的主戰場之一,是一個經濟發展滯后、現代化資源匱乏、教學資源稀缺且農村貧困面大的省份,境內民族眾多、自然環境惡劣。因此,人口受教育程度低,自我發展能力差。而在“脫貧攻堅”戰中提出了建立“教育反貧困”戰略,發展教育事業,提高貧困地區的人口素質的重要任務[3]。

然而,由于軟硬件設施的不配套、教師信息化教學能力不足、資金資源短缺等問題,造成教學活動的開展仍然困難重重。特別是在高校教育這一塊,無法更好的培養應用型人才,學生在結合專業知識解決生產實踐中遇到的各種實際問題的教學過程無法得到發展和改革。而在應用信息化開展各類教學的過程中,更是面臨著理念不夠深入、借鑒多創新少、重硬件輕軟件、教學設計本末倒置等眾多問題。

3 虛擬現實技術應用于教學改革的價值

3.1 虛擬現實技術應用有利于信息化素質的提升 在以傳統教學為導向的課程中,讓虛擬現實技術多維度的融合到各類課程教學中,既可以通過交互性,讓學生可調控的進行課程知識學習進度的調整,又可以使學生更近一步的接觸到信息技術,而不僅僅是停留在初高中的信息技術課程中。從另一種方式和渠道去了解和掌握多媒體信息化技術,在學習和生活中從不同的層面去接觸計算機技術,能夠不斷的提高對信息技術的興趣。同時,通過虛擬現實技術輔助教學,能夠更好的通過采納數據建立的反饋機制,不斷調整教學方案設計,已達到更多收益的教學效果,更好的達成教學目標。

3.2 虛擬現實技術在理科教學中的應用 虛擬現實技術在教育領域發揮著及其重要的作用,通過虛擬現實技術建立在教學目標上的外部教學環境,實現教學模式上的改革創新。通過虛擬現實技術,可以解決在教學過程中出現的教育條件不夠的問題,特別是虛擬實驗的建設。虛擬實驗在一定程度上彌補了真實的實驗不足,例如:在生物課中,對生物組織中還原糖、脂肪、蛋白質的鑒定,細胞質流動的觀察;在化學課中,氫氣在氧氣中的燃燒,鐵在純氧中的燃燒;在物理課中,影響壓強的因素,牛頓第二運動定律的驗證等等理科實驗中,會出現無法提供真實實例、無法提供素材、無法真實的創設無其他變量的實驗環境、無法直觀觀察實驗效果、具備有危險性等等問題。而通過虛擬實驗提供了VR技術將傳統實驗虛擬仿真化,以計算機技術創設實驗環境、實驗資源,讓實驗者直接與虛擬實驗對象互動,從而獲得直觀的、低成本的、安全性高的實驗感受[3]。讓學生在進行實驗操作時,能夠獲得更多的實驗數據、減少變量的產生,觀察到更多的實驗現象,進而獲得更加準確的實驗結論。有利于學生掌握實驗操作步驟,掌握實驗原理和原則。

3.3 虛擬現實技術在文科教學中的應用 由于受到貴州山區發展不平衡、高新技術發展受限、生活娛樂資源單一等現實條件的限制,學生很難在生活中參觀到博物館、觀看話劇和舞臺劇、欣賞音樂劇或者參加讀書會等各種各樣的文娛活動,孩子們在生活中缺乏各類藝術熏陶的途徑,會使學生們面對平面課本上刻板的知識時,特別是語文課、歷史課、地理課和藝術課等,很難發揮想象,體會到文學或藝術的魅力,領閱到祖國大好山河的風光。但是,通過VR技術可以將枯燥乏味的知識點轉化為具體形象的故事場景、可以通過構建歷史情境回到過去、可以建立環境模擬生態自然,讓學生產生代入感,與名人對話,身臨其境的享受一場感官盛宴[4]。生動活潑的角色形象、立體逼真的場景,有利于學生感知情節,引發聯想,進而更深層次的理解知識內容。

3.4 虛擬現實技術在高職教學中的應用 由于貴州山區現代化發展和工業發展的局限性,對于高職教育的實踐教學產生巨大的影響。在實踐活動和實習生活中,由于缺少了各式各樣公司、工廠的支持,學生缺少了實際訓練的機會,而到外地去實習的成本過高,對于貧困家庭來說造成了經濟負擔。例如:畜牧業專業的學生,缺少農場、畜牧業工廠的實踐場所;牙科專業的學生,缺少牙科診所的實踐場所;計算機專業的學生,缺少科技園、軟件園的實踐場所等等。而采用虛擬現實技術,可以融和校企合作的模式,得到企業的支持,完善實訓教學條件,建立實訓基地,動態的更新和追蹤產業發展趨勢,根據崗位對高素質人才知識、技能的要求,實時的更新實踐平臺,有助于學生專業生產實踐、科研社會服務的鍛煉,促進學生專業能力的可持續性發展[4]。

4 結語

對于資源匱乏、條件有限、現實問題較多的貴州山區來說,虛擬現實技術與教學模式相互融合的應用研究,有助于教學改革的推進,對教育發展有著巨大的推動力。學生充分融入到情境中的實驗實踐模式,有利于知識的內化和知識體系結構的建立,也更有利于想象力、創造力和創新力的發展,能更好的利用信息技術支持教育脫貧的目標。