虚拟现实技术在智慧课堂中的应用

周海山 韦颖

摘要：教师在智能教室中开展教育教学活动，有利于学生的个性化学习，自主学习和互动式合作学习。同时，虚拟现实技术拓宽了人们的视野，打破了传统条件的局限。越来越多的不可观察的事物已经被清楚地观察和研究了。教师可以利用自己的优势构建虚拟的教学环境和虚拟实验室，从而使学生可以从自己的感官上接触书本知识，从而极大地提高了他们对学习的兴趣。新技术的应用是教育和教学方法的支持。在智能教室中，考虑到智能教室和虚拟现实技术的优势，使用虚拟现实技术进行教学活动，可以更好地完成教学目标。

关键词：虚拟现实技术;智慧课堂;应用

虚拟现实技术的概念和特征虚拟现实（简称VR）是指使用计算机和其他设备来构建三维动画，从而为人们提供身临其境的仿真环境。借助虚拟现实技术，即使气味，听觉，触觉等感觉不同，人们也可以与虚拟世界中的事物进行交互。虚拟现实技术是许多学科的高度交叉集成的技术。有了它，人们可以改变现有的空间感。它具有三个最突出的特征，即沉浸感，互动性和想象力。虚拟现实技术在教育教学领域的优势利用虚拟现实设备开展教育教学活动，教师可以对模糊的教学内容进行可视化，可视化和可视化，减少了编写和教学的难度;学生在虚拟环境中学习，通过实验，您可以身临其境地感受事物的变化，极大地增强感知抽象事物和不可见事物的能力，减少学习难度，提高学习效率，增加兴趣，同时有利于发散思维和创新能力的培养。与传统实验室相比，实验是在虚拟环境中进行的。实验所需的环境，设备，物品和数据的收集，处理均在计算机的处理下完成。该实验可以重复很多次，而不受实验的影响。实验前，教师不再需要预先准备实验设备和物品。对于破坏性实验，如中学物理实验电路短路，小灯泡烧坏等，不仅可以达到相同的实验效果，而且无需考虑实验设备浪费的问题。同时，在虚拟环境中进行一些会产生有毒物质或参与有毒物质的化学实验，除了具有相同的实验效果外，还可以避免操作不当带来的不利后果。

传统的教学方法是以声音，图像，文字，动画和视频的形式传授知识。在小学阶段，学生的抽象思维能力相对较弱，理解某些知识的能力较弱，例如小学科学课中的太阳系。在中学教育阶段，学习一些重要的知识点要求学生具有较强的抽象思维和理解能力，例如物理学科中的天体运动，化学反应过程中化学元素最外层的电子变化过程以及生物学基因片段的结构，数学中的实体几何等，教师需要花费大量的思想来继续反复教授这些知识点，但学生可能仍不理解。然后，借助虚拟现实设备，可以构建一个模拟现实世界的三维虚拟学习环境来解决各种问题。虚拟学习环境可以为学生提供非常好的真实体验，使学生可以感知书中的内容。教师使用虚拟学习环境进行教育和教学活动，这是一个娱乐过程，不仅使学生可以触摸书本的内容，而且可以进行互动。虚拟学习环境的建设在一定程度上改变了教师的教学方式和学生的学习方式。借助虚拟现实设备构建的三维虚拟学习环境，教师可以轻松地进行教学活动，并直观，直观地在学生面前展示难点和难以理解的知识点，从而使学生能够掌握其中的难点。短时间。例如，小学科学学科中有关太阳系的知识可以使学生戴上头戴式虚拟现实设备，穿越太空。虚拟现实设备将学生从现实世界带入广阔的空间，使他们能够在近距离和多个角度观察行星的轨迹，表面形状，内部结构等，这有助于运用想象力。此外，虚拟学习环境还允许学生与虚拟化的外国学生进行口头交流，或进行其他语言的教学活动。

近年来，教师在智能教室中的教学活动已逐渐趋于规范。老师在智能教室中使用移动教学终端和智能教室教学云平台，通过教室互动（例如“拍摄，搜索和评论”）快速有效地实施教室。交流，小组协作，信息共享，实时反馈，数据分析。在智能教室中引入虚拟现实设备可以更好地实现教学目标。让我们以小学科学课程“鲜花，水果和种子”为例，讨论虚拟现实技术在智能教室中的具体应用。在课程指导阶段，教师首先使用教学平板电脑通过教学云平台向学生推送一个微型课程，描述花朵形成果实和种子的过程，让学生了解花朵形成果实和种子的过程很长。通过微型课程，引导学生思考花朵如何形成种子和果实，并进一步引导学生思考哪些结构在花朵和果实形成过程中起重要作用。为了让学生了解哪些结构起着重要作用，应鼓励学生通过解剖和观察找到答案，并指导学生总结花朵的结构特征和每种结构的作用。在观察和实验阶段，老师首先演示如何使用虚拟现实设备对花朵进行解剖和观察，然后指导学生在小组合作中进行解剖和观察实验。每组配备新鲜的百合花和相应的实验工具。此外，学生还可以使用三种虚拟现实设备进行实验。老师要求学生不仅要解剖百合花，还要通过虚拟现实设备进行解剖观察实验。实验结束后，老师将相应的视频资源和网站资源推送给学生，并指导学生以小组为单位，根据这些资源找出观察到的花朵的各种结构的特征和功能，并将照片上传到教学云平台，供学生相互评价，留言等，以实现信息共享。最后，老师将测试题推送给学生，以测试学生对所学知识的掌握程度。学生提交答案后，老师将根据数位板的统计结果了解学生对知识的掌握程度。如果学生对知识点掌握不好，老师会向其推销相应的微课，问题库和其他学习材料，以便他进行个性化学习。

在智能教室中，教师可以使用教学云平台的数据分析功能实时，准确地掌握每个学生的学习情况，方便个别学生根据自己的能力进行教学。学生为小组讨论的结果拍照，并将其上传到教学云平台。该过程是课堂交流，小组协作和信息共享。同时，使用传统的实验方法和虚拟现实设备同时进行实验，可以大大提高学生的学习热情和动手能力，有利于学生更好地掌握课堂内容。新技术是对多种学习方法的支持。虚拟现实技术为教室提供支持，该教室需要与特定学科和教学环节相结合。目前，数学，化学，物理，生物学，地理，科学和英语是利用虚拟现实技术开展教学活动并取得较好教学效果的学科。通过构建虚拟的教学环境，教师可以直接和三维地向学生展示难以理解，抽象，不可见和无形的知识点。学生还可以通过他们的感官与他们互动。同时，虚拟实验室的建立不仅避免了实验设备的浪费，而且消除了由于实验程序不当造成学生危险的可能性。尽管虚拟现实技术在教育和教学领域的应用具有巨大的潜力和应用前景，但是仍然存在诸如技术瓶颈和教学资源不足的问题。这些问题需要迅速解决，虚拟现实技术的应用应不断深化，以提高教學质量。

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2020年度广西高校中青年项目《基于MR技术的智慧教室的研究》（2020KY44015），2019年度广西职业教育教学改革研究项目《人工智能主导下高职资源库建设模式创新研究与实践》（GXGZJG2019B157）。

周海山（1983-至今），男，汉族，广西柳州人，本科，高级工程师，柳州铁道职业技术学院，邮编545616，研究方向：计算机应用。韦颖 （1988-至今），女，壮族，广西柳州人，本科，二级教师，柳州市特殊教育学校，邮编545007，研究方向：计算机应用。