虛擬現實技術支持下的學習方法變革研究

【摘 要】為提高學生的創新能力，促使學生高效學習，本文針對虛擬現實技術在教學中的應用方式，從在虛擬環境中體驗感悟、在虛擬實驗軟件中進行仿真實驗、在虛擬場景中感受藝術文化三個方面入手，借助虛擬現實技術，為實現學生學習方法的改革和創新提出建設性的意見。希望通過此研究，為相關人員提供有效的借鑒和參考。

【關鍵詞】虛擬現實技術；學習方法；變革方式

【中圖分類號】G434 【文獻標志碼】B

【論文編號】1671-7384（2024）011-086-02

在以教師為主體的傳統教學模式下，教師在課堂上滔滔不絕地講解和傳授大量知識，導致學生在整個學習過程中喪失主體作用，被動消極地接受知識，嚴重影響了學生學習積極性、主動性的培養，造成學生無法靈活熟練地掌握和應用所學知識，同時，還限制了學生的思維方式和學習方式，無法培養學生的創新意識和創新能力[1]。而虛擬現實技術的出現和應用，可以解決以上問題。虛擬現實技術主要是指借助多媒體、互聯網，為學生呈現大量學習資源，方便學生結合自身實際學習需求，通過人機交互的方式，搜索和提取重要學習資源，從而激發學生學習的主觀能動性，培養學生的創新思維能力。因此，相關教師要在虛擬現實技術支持下，強化對學生學習方法的變革。

虛擬現實技術在教學中的應用方式

在教育教學中，虛擬現實技術應用主要體現在以下幾個方面。（1）改變教與學的環境。在傳統教育模式下，教師是課堂的主體，通過采用板書、多媒體，傳授和講解教學內容，學生接收知識。而虛擬現實技術教育主要借助聲音、圖文并茂、動畫、視頻等方式，為學生打造逼真、有趣的教與學環境，有效地提高了學生的學習效率和創新思維意識[2]。（2）極大豐富教與學的內容。在基于虛擬現實技術的教學系統中，通過組合海量數據、豐富資料和多樣化教學軟件，為學生學習提供了龐大的資源庫[3]。例如：網絡圖書館為學生提供古今中外有名的圖書資料，以及課件系統存儲海量的網絡課件供學生自行下載和學習；名師指導為學生提供海量的專家講課視頻、教授講課視頻，方便學生突破時空限制，隨時隨地學習相關知識。（3）擴大教與學的空間。學生應用網絡交互功能，可以達到遠程學習的目的。這是由于應用虛擬現實技術，可以采用數字化編碼的方式，用編碼處理圖像、語音文字信息，并借助互聯網，為師生提供一對多遠程交流服務體驗。

虛擬現實技術環境下學習方法的變革策略

相關研究表明：學生在日常學習中，只有通過親身經歷，才能快速掌握和靈活應用所學知識，從而加深對這些知識的理解深度。而虛擬現實技術的出現和應用，可以為學生提供身臨其境的學習體驗，讓學生突破時空的限制參與到仿真學習活動中，并與仿真物體進行交互，從而獲得逼真的感覺體驗。在提供虛擬現實技術的條件下，學生的學習方式也必然發生深刻的變革，為學習體驗提供了技術支持。

1.在虛擬環境中體驗感悟

虛擬現實技術為學生提供了豐富的學習資源以及選擇學習材料和學習方式的機會。利用虛擬現實技術可以讓學生學習一些實際中具有時間性、可變性、距離性、抽象性且用別的方法很難觀察和驗證的各種事物。例如，在學習各種自然現象的形成和發展方面的內容時，大多數自然現象都具有時間性，或者是轉瞬即逝，或者是非常漫長，學生很難觀察到。此時利用虛擬現實技術就可以讓學生在一堂課的時間里非常逼真地觀察到自然界幾十年、幾百年、幾千年甚至上萬年所發生的變化。又如物理、化學、數學等科目中的各種概念、定義以及物質的原子、分子結構與化學反應都是很抽象的，在傳統教學中只能依靠教師的口頭講述來向學生講授，而利用虛擬現實技術，教師可以陪學生在課堂上一起經歷虛擬環境，觀察一些關鍵性問題，還能讓學生自己“進入其中”進行體驗，通過詳細觀察獲得第一手概念和知識。通過這種學習方式，使那些抽象、枯燥、難懂的學習內容以生動形象的形式呈現出來，大大提高了學生的理解能力和掌握能力。

2.在虛擬實驗軟件中進行仿真實驗

實驗是教學活動中一個必不可少的過程，很多學科都是以實驗為基礎的，尤其是對于那些實踐性較強的學科，如物理、化學、生物等。實驗對于培養學生的實際操作能力和解決問題的能力至關重要。應用虛擬實驗軟件，可以引導學生進行仿真實驗。虛擬實驗軟件主要是指教師采用虛擬現實仿真方式，讓學生在虛構的情境中，觀察或者操作對象，從而提高學生對所學知識的理解能力。虛擬實驗軟件是由虛擬現實技術創造的一種可以進行實驗的虛擬環境，在這個環境中，學生似乎是在真正的實驗室里近距離進行現場操作[4]。學生可以利用虛擬實驗室進行仿真實驗，如化學實驗中有些藥品具有劇毒、刺激性氣味的特性，而且有些化學反應比較劇烈或時間較長，把這些實驗放在虛擬實驗室中去做，就可以既對實驗現象或過程很好地仿真，而又不必擔心會對學生造成傷害。還有一種仿真實驗是把抽象變為具體。例如：學生在進行化學實驗時，借助虛擬實驗室，將所采集到的氫氧原子進行結合，形成一個透明水球。

3.在虛擬場景中感受藝術文化

在虛擬場景中也可以進行體驗學習。如當學生進入“中國虛擬博物館”首頁后，點擊開始參觀，通往博物館一期，將鼠標對著圖中的大門往里移動，打開大門就進入了一個用虛擬現實技術構建的博物館，這時學生猶如站在博物館的大廳里[5]。在這里，學生可以進行親身體驗，學習到課本以外的知識。這種虛擬情景能夠幫助學生更好地理解特定的歷史情境和歷史文化，無疑是獨一無二的。圖1是中國虛擬博物館虛擬場景圖。無論是虛擬環境中的體驗感悟，虛擬實驗室中的仿真實驗，還是虛擬場景中的歷史文化感受，都能使學生獲得逼真的體驗，從而產生更好的學習效果。體驗學習主要依賴于虛擬現實技術實現，但離開多媒體技術和因特網絡技術也是不行的[6]。

當然，虛擬現實技術應用下的學習方式并非只是以上幾種。隨著科技進步，現代教學與學習理論的發展，還會有更多虛擬現實技術應用下的學習方式等著去探索和開發。

結束語

綜上所述，虛擬現實技術被廣泛地應用于我國基礎教育中，為學生學習方法的變革提供了正確的方向和指導。通過將虛擬現實技術與學校教學工作進行有效地融合，不僅可以引導學生積極主動地學習和獲取更多的知識，還能培養學生的創新思維能力和自主學習能力。在虛擬現實技術支持下，教師要應用虛擬現實等多種現代化虛擬現實技術，強化對學生學習方法的變革，不斷地優化和豐富課堂學習內容，從而有效地培養學生的創新思維能力和信息化核心素養。

參考文獻

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