虚拟现实技术在贵州地区教学改革中的应用

吴 茜

黔南民族师范学院 贵州 都匀 558000

1 虚拟现实技术的特征

虚拟现实技术是在上个世纪发展形成的一种新型计算机应用技术,由美国的拉尼尔提出。随着大数据和5G时代的新兴发展,在两化融合的理论基础上,随着物联网、互联网+等高新技术的蓬勃发展,虚拟现实技术已经广泛进入了大众的视野[1]。目前,较为常见的虚拟现实技术是在搭建虚拟现实世界的基础上,通过多媒体技术、传感技术、图像图形技术、仿真技术等多种技术相结合的方式,使用户具有身临其境的沉浸感和交互感。

伴随着虚拟现实技术的不断发展,VR已逐渐渗入到各个领域,特别是教学辅助方面尤为突出,虚拟实验为教学的改革和发展提供了广泛的方向导向和技术支撑。虚拟现实技术具有的沉浸性、交互性和想象性三大基本特征[2],能够将抽象的知识、晦涩难懂的文字、无法建设的历史环境和故事情境进行仿真演练,将刻板的抽象知识转化成为活灵活现的情景演绎,有易于教学的开展和扩展知识的理解程度。

2 贵州贫困地区教学发展现状

贵州作为“脱贫攻坚”和“乡村振兴”两大战略的主战场之一,是一个经济发展滞后、现代化资源匮乏、教学资源稀缺且农村贫困面大的省份,境内民族众多、自然环境恶劣。因此,人口受教育程度低,自我发展能力差。而在“脱贫攻坚”战中提出了建立“教育反贫困”战略,发展教育事业,提高贫困地区的人口素质的重要任务[3]。

然而,由于软硬件设施的不配套、教师信息化教学能力不足、资金资源短缺等问题,造成教学活动的开展仍然困难重重。特别是在高校教育这一块,无法更好的培养应用型人才,学生在结合专业知识解决生产实践中遇到的各种实际问题的教学过程无法得到发展和改革。而在应用信息化开展各类教学的过程中,更是面临着理念不够深入、借鉴多创新少、重硬件轻软件、教学设计本末倒置等众多问题。

3 虚拟现实技术应用于教学改革的价值

3.1 虚拟现实技术应用有利于信息化素质的提升 在以传统教学为导向的课程中,让虚拟现实技术多维度的融合到各类课程教学中,既可以通过交互性,让学生可调控的进行课程知识学习进度的调整,又可以使学生更近一步的接触到信息技术,而不仅仅是停留在初高中的信息技术课程中。从另一种方式和渠道去了解和掌握多媒体信息化技术,在学习和生活中从不同的层面去接触计算机技术,能够不断的提高对信息技术的兴趣。同时,通过虚拟现实技术辅助教学,能够更好的通过采纳数据建立的反馈机制,不断调整教学方案设计,已达到更多收益的教学效果,更好的达成教学目标。

3.2 虚拟现实技术在理科教学中的应用 虚拟现实技术在教育领域发挥着及其重要的作用,通过虚拟现实技术建立在教学目标上的外部教学环境,实现教学模式上的改革创新。通过虚拟现实技术,可以解决在教学过程中出现的教育条件不够的问题,特别是虚拟实验的建设。虚拟实验在一定程度上弥补了真实的实验不足,例如:在生物课中,对生物组织中还原糖、脂肪、蛋白质的鉴定,细胞质流动的观察;在化学课中,氢气在氧气中的燃烧,铁在纯氧中的燃烧;在物理课中,影响压强的因素,牛顿第二运动定律的验证等等理科实验中,会出现无法提供真实实例、无法提供素材、无法真实的创设无其他变量的实验环境、无法直观观察实验效果、具备有危险性等等问题。而通过虚拟实验提供了VR技术将传统实验虚拟仿真化,以计算机技术创设实验环境、实验资源,让实验者直接与虚拟实验对象互动,从而获得直观的、低成本的、安全性高的实验感受[3]。让学生在进行实验操作时,能够获得更多的实验数据、减少变量的产生,观察到更多的实验现象,进而获得更加准确的实验结论。有利于学生掌握实验操作步骤,掌握实验原理和原则。

3.3 虚拟现实技术在文科教学中的应用 由于受到贵州山区发展不平衡、高新技术发展受限、生活娱乐资源单一等现实条件的限制,学生很难在生活中参观到博物馆、观看话剧和舞台剧、欣赏音乐剧或者参加读书会等各种各样的文娱活动,孩子们在生活中缺乏各类艺术熏陶的途径,会使学生们面对平面课本上刻板的知识时,特别是语文课、历史课、地理课和艺术课等,很难发挥想象,体会到文学或艺术的魅力,领阅到祖国大好山河的风光。但是,通过VR技术可以将枯燥乏味的知识点转化为具体形象的故事场景、可以通过构建历史情境回到过去、可以建立环境模拟生态自然,让学生产生代入感,与名人对话,身临其境的享受一场感官盛宴[4]。生动活泼的角色形象、立体逼真的场景,有利于学生感知情节,引发联想,进而更深层次的理解知识内容。

3.4 虚拟现实技术在高职教学中的应用 由于贵州山区现代化发展和工业发展的局限性,对于高职教育的实践教学产生巨大的影响。在实践活动和实习生活中,由于缺少了各式各样公司、工厂的支持,学生缺少了实际训练的机会,而到外地去实习的成本过高,对于贫困家庭来说造成了经济负担。例如:畜牧业专业的学生,缺少农场、畜牧业工厂的实践场所;牙科专业的学生,缺少牙科诊所的实践场所;计算机专业的学生,缺少科技园、软件园的实践场所等等。而采用虚拟现实技术,可以融和校企合作的模式,得到企业的支持,完善实训教学条件,建立实训基地,动态的更新和追踪产业发展趋势,根据岗位对高素质人才知识、技能的要求,实时的更新实践平台,有助于学生专业生产实践、科研社会服务的锻炼,促进学生专业能力的可持续性发展[4]。

4 结语

对于资源匮乏、条件有限、现实问题较多的贵州山区来说,虚拟现实技术与教学模式相互融合的应用研究,有助于教学改革的推进,对教育发展有着巨大的推动力。学生充分融入到情境中的实验实践模式,有利于知识的内化和知识体系结构的建立,也更有利于想象力、创造力和创新力的发展,能更好的利用信息技术支持教育脱贫的目标。