VR技术在偏远山区基础教育中的应用研究

项越 吴树德

【摘要】本文在详细分析多媒体系统实验教学的基础上，运用VR技术构建虚拟实验应用，实现了偏远山区的实验教学。应用虚拟实验不仅为多媒体系统实验教学的补充，强化和提高学生的操作技能，还也可为学生的学习提供更丰富的资源内容，利于学生的自主和自学能力的提高。通过VR技术在基础教育实验中的应用，使农村基础教育逐渐变强，减轻农村与城市的教育不平衡问题，保证农村的受教育者也可以和城市受教育者一样，有良好的学习环境与新方法，尽量拉低教育不平衡造成的差距。

【关键词】VR技术 基础教育 教育均衡

本文以VR技术为核心，以教学多媒体系统虚拟实验的开发为实例，从基础教育应用的角度对基础教育教学中实验进行的虚拟实验开发做一个系统的研究。通过研究虚拟实验技术的运用，促进VR技术在基础教育中的应用，减少偏远山区基础教育与城市的教育的差距，使偏远山区基础教育的受教育者也和城市受教育者受到良好的教育。

一、VR教育的意义与应用

1.VR教育的意义

（1）弥补传统教学模式的弊端

传统实验教学模式使学生只能在被动的情况下被动接受知识，学生的主动性不足，学习的热情不强。而利用VR技术教学能够让学生在教学过程中占据主导地位，相对于传统的实验教学模式，在这种虚拟实验教学模式下，学生和教师的角色就实现了互换，因此，学生对于学习的积极性和主动性也得到提长，学习的效率和效果会得到提升。

（2）发挥VR技术的教学优势，提升学习效果

VR 教育是利用计算机生成一个学习的虚拟空间，由学生发挥主观能动性，在体验的过程中将相关的知识学习消化，这样的方式必将会提升学生的学习兴趣。VR虚拟实验也有助于实现学生的个性化学习，从而提高学生的学习效果。

2.VR教育的应用

VR 技术在教育行业中的应用可以从模拟实验、知识学习等方面看出来。

第一，虚拟实验。课堂可以通过VR进行各类虚拟实验，更好地理解知识形成过程。这也能够有效地节约实验成本，有效地避免实验设备的损坏和训练材料的消耗。

第二，知识与探索学习。虚拟现实系统的应用能够让学生获得一些直观认识，加深对教材内容的理解和掌握。通过VR技术，学生可以多次地观察复杂的物理现象和化学实验等，深入地理解想关的知识和概念。同时，虚拟学习技术的应用也可以让学生更好地利用假设模型反复地进行模拟和验证，学生在亲身体验验证中进行对知识和理论的内化，从而转化为实际的应用能力。提升学生实验课的课堂效果。

二、VR技术应用在基础教育中具有的优势

1.教材方面

教材上的知识点在课堂教学中得不到最大效果的融会贯通，学生学习效果会受到影响。VR技术的應用可以使教材衔接变得更灵活，在平时授课中存在的疑问和未解决的问题，都将可以通过VR教育生动直观形象的体现出来，加深学生对教师所授内容的理解，从而深入地理解教教材。通过VR技术学生可重复观看课堂的教学过程，对教材的各个部分进行更细致的理解与分析，甚至可以在闲暇时间反复回放理解不到位的地方，对教师的教学是一个必要的补充。

2.教师方面

为了避免学生在课堂分心，教师需要在正常的授课过程中对学生的上课状态加以监督，确保上课的质量。VR技术的应用在这一过程中也发挥了很大作用，VR沉浸式的教学体验让学生更容易沉浸于教学中， VR教育利用VR虚拟系统， 学生的自由操控度更高，使教学内容更形象、更直观化， 改变学生被动学习的模式，凸显出主体的学习地位，增强了学生学习的热情与积极性。

3.学生方面

（1）VR技术促进学生深度交流

学生个体存在差异，对于新事物接受能力不同，学习基础也参差不齐。这也使得课堂效果水平不同，VR技术可以很好的解决这种状况，VR教育可以通过对学生的沉浸式教学使学生对课堂的兴趣越来越浓厚，同时可以促进课中以及课后学生们之间对于课堂内容的更深层次的思考和探讨，有利于促进学生的深度交流。

（2）远程学习

VR虚拟实验可以允许多个拥有设备的客户端进行资料的共享，VR虚拟实验可以在联网的状态下进行多个客户端的远程互联，远程互联有助于教师围绕课程内容或教学资源进行相关探讨，彼此学习共同进步。学生也可以通过这种方式进行远程学习，学习自主性更强，学习效果更好。

三、VR教育实际推进中的重难点

目前VR虚拟实验推进也可能存在一些问题，针对可能出现的问题提出以下解决方案：

1.学校方面

（1）抓住机遇积极引进

学校层面上在对待VR虚拟实验这种新型教育方式时，应做到可以积极引进，竭尽全力为老师和学生提供更舒适，效果更好的课堂体验。与传统教学方式相比，VR虚拟实验具有明显的优势，增强了课堂实践的学习效果，让学生充分掌握实验理论和操作的同时规避了课堂可能出现实验不安全等意外。学校应大力推进虚拟实验，减少教育资源不均造成的差距，增强学生的学习效果，使基础实验的教育质量得到提升。

2.教师方面

（1）转变传统的教学方法

目前教师采用传统的实验教学方法，不利于培养学生自主探究和合作探究。要灵活运用虚拟实验，让学生学会整合和钻研教材内容，真正掌握书本上的理论知识和实践技能。有利于培养学生的创新和实践动手能力，教师应把自己融入实验课堂和学习中，与学生共成长，共发展，这样VR虚拟实验在基础教育能更好的发挥出作用。

3.学生方面

（1）分层次教学

学生的学习能力和实践能力都存在差异，在虚拟实验教学过程中完成教学目标的同时要满中不同层次的学生的学习要求和学习效率，让不同层次的学生都能学有所获。根据学生层次的不同安排不同课后作业，通过VR技术教学同步课堂，循序渐进完成各自的作业，让每节课的知识都能得到巩固和提高。

（2）点燃学生“兴趣”火花

“好奇是儿童的天赋，兴趣是最好的老师。”在上课时，通过VR虚拟实验巧妙设置问题情境可以唤起学生的注意，充分调动学生的学习的积极性和主动性，在快乐中学习，激发学生对课程的兴趣，提高课堂的效率。教师可以适当鼓励学生，增加学生的自信心。

4.VR教育教学环境方面

硬件设施是VR虚拟实验的必备工具，加强网络建设的同时，加大投资力度，保证学校设有多媒体教室和网络教室，可以及时更新电脑系统，安装最新的应用软件，尤其加强偏远地区的硬件设施和网络建设，弥补学生因资源有限而造成差异。让学生可以在VR的辅助下在课堂上把理论与实践上结合，培养学生的实践能力和处理问题的能力。

五、结束语

在目前对多媒体教学系统虛拟实验的研究中，大多是构建了虚拟现实环境，但对实验设备的功能开发不全面，具体的功能效果在实验中未得到体现。基于VR技术虚拟实验的运用不仅可作为传统实验教学的补充，强提高学生的理论和实践技能，还可以为学生的学习提供更广阔的学习空间，利于学生的自学及自主能力的提高。同时虚拟现实技术在教育领域应用还只是一个开端，研究虚拟实验技术的运用，促进 VR 技术在基础教育中的应用。通过VR 技术进行虚拟实验的推进较好解决偏远山区的基础教育因地势及网络原因造成的教育质量差的问题，从而能更好的改善教育资源不均衡的现状。

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