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【摘 要 】虚拟现实课程在教学中的应用是教育技术界发展的一个新章程.它为学生塑造了一个“神奇”的学习环境,让学生通过虚拟现实可以身临其境,即使身在教室里面也能真实感受.通过虚拟现实课程在教学中的应用,不但能节约教学成本,同时也可以提高教学质量.
【关 键 词 】虚拟现实课程；教学；应用研究
传统的教学模式中,教师们多沿用指导法,传授法等文字教导方式.随着信息科学与技术的发展与进步,虚拟现实课程开始走进了教学课堂,通过结合学科课程的课程特点,虚拟现实课程可以创造出一个“引人入胜”的情景,学生不但能够通过虚拟现实掌握课程知识,还能进一步提高学习的积极性和创造性.虚拟现实课程应用到教学中去,一方面可以充分发挥出学生的主体性,让学生在虚拟环境中得到真实感受；另一方面也可以加强学生自身对课程的认识,化被动学习为主动学习.目前,虚拟现实课程在教学中的应用主要涉及以下方面：
一、虚拟现实课程在课堂教学中的应用
课堂教学是进行教学活动的主要手段,而课堂也是进行虚拟现实课程教学的最重要场所.虚拟现实可以根据课程学科的不同,在课堂教学发挥出不同的功效.
(一)呈现一个立体感
课堂教学的过程中经常要涉及到一些实物的展示和立体空间的重现等情况.传统的教学因为条件限制的因素,在实物展示方面：老师往往只能通过FLASH技术展示一些图片,或者去找一些相关物体让学生有一个大概的了解.在空间重现方面：也只能够通过教师的文字描绘来激发学生的想象,在学生的脑海中建立一个模糊的空间.
通过虚拟现实课堂,老师可以在课堂上呈现出立体感,让学生有真实感受.
首先,在实物展示方面：可以通过虚拟现实,创造一个跟实物一样的三维物体.例如使用Cult3D动态显示高质量的图像给以学生更为真实的实物感受,又如使用VRML动态显示已经制作好的集合模型和实时建模,学生通过多角度去观察,自然会得到更好的学习效果.这样一来,一方面教师可以省略制作实物的时间,另一方面,也可以促进学生学习的积极性.
其次,在空间重现方面：通过虚拟现实技术,可以彻底打破空间对学生想象力的限制,不仅能在学生头脑中建立空间,还可以让学生看得见,摸得着.例如机电专业进行教学时,可以让学生进入虚拟发电厂内,这样学生就可以通过对发电机的仔细研究,了解发电机内的各部件工作情况和部件之间的关系,并对发电机的发电过程进行更为详细的了解.虚拟现实带来的这些视觉冲击,给以人的真实感受,是独一无二的,是普通的网络技术无法比拟的.
(二)构造虚拟场景
所谓虚拟场景,实际上也就是虚构一个人文环境.顾名思义,教学中的虚拟场景,就是指构造一个适合进行教学活动的场景,虚拟情景的构造,有助于调动学生的想象和联想能力.在这一过程中,教师可帮助学生开启思维,让学生学会去感受去体验.同时也有助于激发学生的学习兴趣,“兴趣是最好的老师”,没有兴趣,也就不会具有学习的,所以只有浓厚的学习兴趣,学生才不会觉得学习是一种负担,而是一种乐趣,才会有探究的与动力.
在传统的课程教学活动中,老师经常通过语言文字或者视频图片等辅助资料来创设课程情景,在这样的情境中,学生只能机械化被动的接受知识,对于场景的真实性更是无从考究.但是,通过虚拟现实课程的实现可以弥补这些不足,例如在英语教学中,学生可以和虚拟的外国朋友一起进行外语交流,通过外语交流的不断加深,能有效提高学生的口语水平.再如,在现代历史课教学中,学生可以通过和虚拟的历史伟大人物如周恩来总理等一起进行交流,通过历史伟大人物的事迹感化学生,了解历史,从而达到激发自己前进的目的.无疑,这些真实的虚拟场景是传统的课程教学方式所无法给与的.
二、虚拟现实课程在实验教学中的应用
由于条件限制的原因,学校往往会因为经费问题而没有完善的实验设备和实验场地,进而导致一些实验性较强的实验无法正常进行.通过虚拟现实课程,可以弥补实验这些方面的不足,还学生一个实验战场,学生可以正常进行各种实验,并且能获得与平常实验一样的真实感受.
例如,可以在计算机网络上建立虚拟实验室,那么学生就可以通过计算机网络计入到虚拟的实验室,进行实验操作,实验仪器虽然是虚拟而成的,但是学生却能感受到实验的真实性,这样学生就可以通过操作来求证实验并得出相应的实验论证结果.虚拟实验只是一个空间感受,既不占用器材,也不会因为时间或者空间场地问题而受到限制,可供学生多次操作使用,直到学生得出实验论证结果.其外,虚拟实验室的绝对安全性这一大优点,可以让学生免除受伤害顾虑,可以放手去做一些平时觉得危害性和危险性强而不敢动手的实验,例如物理实验中的涉及到放射性物质和有毒物质的核反应实验.通过这种实验性的学习方式,不但可以提高学生的动手能力,还可培养学习学习探究能力.
三、虚拟现实课程在教学场地的应用
一直以来,进行课程教学的教学场地仅仅局限于课堂,在课堂这样一个枯燥狭窄的空间下,不但不利于学生思维的发散,更不利于学生学习兴趣的培养.
试想一下,如果你终日处于一个只有四面墙,毫无生气活力的环境氛围下,你还会有学习的兴致吗?你还会有学习的斗志吗?就算有,也许也会被周围的枯燥单一化的气味给盖过.例如：在进行教学时,学生仅仅能在黑板上看到老师列出的文字资料,条件好些的,或许还能看到多媒体技术播放出来的图片或者视频等,这样的教学场地条件,带给学生和老师的仅仅是文字上的交流,对于老师和学生之间的灵活流严重缺少催化作用.通过应用虚拟现实课程,构建虚拟教室,可以解决教学场地问题,让因教学场地单一化而产生的问题得到一定程度上的解决.虚拟教室是通过虚拟构造的学习环境,其允许身处异地的教师和学生进行大多数教学活动.虚拟教室的出现彻底打破了传统教学中人机互动的局限性,它能促进学生与机器之间进行互动性学习,学生面对的不再是屏幕上,黑板上冷冰冰的文字图片信息,而是活生生的人.这种学习模式是双向性的,学生可以看到老师的板书,老师的对课程的讲解；老师也可以看到学生在课堂上的表现,可以听到学生提出的问题并未知解答.就如老师和学生进行“面对面”学习一样.学生和老师无论在任何地方都可以通过网络和老师建立虚拟教室,进行随心所欲的学习,顺利完成教学的各项活动.虚拟教室把教学场所从课堂延伸到课外,从校园延伸到校外,从家中延伸到户外,这一种突破空间局限性的学习模式,不但可以拉近师生之间的距离,同时对于提高学生的学习兴趣和教学效率也有一定的成效.
四、结语
虚拟现实课程可以从多视角进行教学,其超越真实的高度模拟性能十分适合应用到各级别的教学活动中.
教学活动是一个传授知识的过程,通过虚拟现实课程的实现能让学生亲身感受进而对所学过的知识进行巩固.随着信息科学与技术的不断进步,虚拟现实课程的实施将会成为教师进行有效教学中的一件利器,发挥出其特有的光芒.