虚拟现实技术在网络教学中的应用

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虚拟现实技术在网络教学中的应用

摘要：虚拟现实技术具有交互性、沉浸感和构想性等特征。虚拟现实技术对探索、发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验环境、优化教学过程，培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响；并有助于不可视、不可摸、不可入、危险性场所的实验等问题，解决中学和高校普遍存在实验设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展的困难。

关键词：虚拟现实技术；网络教学；交互；应用

1．虚拟现实技术简介

虚拟现实技术（Virtual Reality，简称VR）是指利用计算机生成的一种模拟环境，并通过多种专用设备使用户“投入”到该环境中，实现用户与该环境直接进行自然交互的技术；vR技术可以让用户使用人的自然技能对虚拟世界中的物体进行考察或操作，同时提供视、听、模等多种直观而又自然的实时感知。

从本质上说，虚拟现实系统就是一种先进的汁算机用户接口，它通过给用户同时提供诸如视、听、触等各种直观而又自然的实时感知交互手段、减轻用户的负担、提高整个系统的工作效率。虚拟现实技术具有的3个最突出特征：交互性（Interactivity）、沉浸感（Innersion）和构想性（Imagination）。 2.虚拟现实技术在网络教学中的特点

2.1真实感。用户感觉到沉浸在浏览器中所呈现的虚拟环境中。 2.2直观性。用户能以视觉、听觉等多种形式感知信息。

2.3交互性。用户呢感以为、接近自然的习惯，以常规的输入输出设备，对虚拟环境中的物体或场景进行操作和得到反馈。

2.4真实性。虚拟环境中的物体运动接近符合物理定律。

2.5高效性。虚拟环境中三纬空间的建立和显示，不过分依赖客户机的硬件性能，并可实时渲染，所需传输的数据量小且可流式传输。 3.虚拟现实技术在网络教学中的应用

虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境，学生能够成为虚拟环境的一名参与者，在虚拟环境中扮演一个角色，这对调动学生的学习积极性，突破教学的重点、难点，培养学生的技能都将起到积极的作用。虚拟现实技术在网络教学中的应用主要有以下四个方面。

3.1．知识学习。知识学习是指远教学生利用虚拟现实系统学习各种知识。它的应用有两个方面：一是再现实际生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程，为学生提供生动、逼真的感性学习材料，帮助学生解决学习中的知识难点。例如，在学习地理知识时，通过虚拟现实系统，将学生带到北极去领略那里的自然风光。在学习物理知识时，利用虚拟现实技术，向学生展示如原子核裂变、半导体导电机理等复杂的物理现象，供学生观察学习。


虚拟现实在知识学习中的另一个应用是，使抽象的概念、理论直观化、形象化，方便学生对抽象概念的理解。例如，学习加速度概念时，通过虚拟演示，让学生观察当改变物体的重力大小及方向时，加速度的变化情况，使学生加深对加速度概念的理解。

3.2探索学习。虚拟现实技术可以对学生学习过程中所提出的各种假设模型进行虚拟，通过虚拟系统便可直观地观察到这一假设所产生的结果或效果。例如，在虚拟的化学系统中，学生可以按照自己的假设，将不同的分子组合在一起，电脑便虚拟出组合的物质来。通过这种探索式的学习方式，学生很有可能研究出新的物质。利用虚拟技术，学生还可以进行温室效应、电路设计、建筑设计等方面的探索学习，从而研究出二氧化碳对全球气候的影响规律，或设计出新的电路、新的建筑物。利用虚拟现实技术进行探索学习，有利于激发学生的创造性思维，培养学生的创新能力。

3．3虚拟实验。利用虚拟现实技术，还可以建立各种虚拟实验室，如地理、物理、化学、生物实验室，在“实验室”里，学生可以自由地做各种实验。在虚拟物理实验室里，学生可以做重力、惯性等实验。在虚拟的地理实验室里，可以做地震波传播、火山喷发等实验。在虚拟的生物实验里，可以做各种解剖实验。在虚拟的化学实验室里，可以利用各种化学药品和天平、砝码、温度计等工具，做各种不同的化学反应，观察燃烧、爆炸等反应现象。 3.4技能训练。虚拟现实的沉浸性和交互性，使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色，全身心地投入到学习环境中去，这非常有利于学生的技能训练。利用虚拟现实技术，可以做各种各样的技能训练。例如军事作战技能、外科手术技能、教学技能、体育技能、汽车驾驶技能、果树栽培技能、电器维修技能等各种职业技能的训练。由于这些虚拟的训练系统无任何危险，学生可以不厌其烦地反复练习，直至掌握操作技能为止。例如：在虚拟的飞机驾驶训练系统中，学员可以反复操作控制设备，学习在各种天气情况下驾驶飞机起飞、降落，通过反复训练，达到熟练掌握驾驶技术的目的。 小结

综上所述，虚拟现实技术对探索、发展现代教育思想、提高教育技术水平、改善实验环境、优化教学过程，培养具有创新意识和创新能力的人才产生深远的影响，并有助于不可视、不可摸、不可入、危险性场所的实验等问题，解决中学和高校普遍存在实验设备不足、型号落后、难以更新换代跟上科技发展的困难。

目前，尽管虚拟现实系统的硬件设备还比较昂贵，虚拟现实技术尚未能普及。但是，随着虚拟现实技术的不断发展和完善，以及硬件设备价格的不断降低，我们相信，虚拟现实技术作为一个新型的远教媒体，以其自身强大的教学优势和潜力，将会逐渐受到网络教学工作者的重视和青睐，最终在该领域广泛应用并发挥其重要作用。

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