資源描述：
《基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。
1、基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)探究 【摘要】虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為近些年來(lái)產(chǎn)生的新技術(shù)，已經(jīng)被應(yīng)用于各個(gè)方面。本文闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)研究中的作用以及其自身的優(yōu)勢(shì)，并拋磚引玉介紹了一些具體的應(yīng)用，以期為實(shí)驗(yàn)教學(xué)的研究提供借鑒和參考?！娟P(guān)鍵字】虛擬現(xiàn)實(shí)；實(shí)驗(yàn)教學(xué)；作用；實(shí)例1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)介紹虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是伴隨著數(shù)字化信息技術(shù)迅速發(fā)展而產(chǎn)生的一門高新技術(shù)，涉及了計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、傳感器技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)等領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基本過程就是，通過在計(jì)算機(jī)中模擬出的三維空間和虛擬世界，讓使用者能感受到模擬出的視覺、觸覺、聽覺，得到身歷其
2、境般的感覺。由于該技術(shù)涉及面廣、研究前沿，其發(fā)展和應(yīng)用的水平是一個(gè)國(guó)家高新技術(shù)研究水平的綜合體現(xiàn)，是接下來(lái)一段時(shí)間計(jì)算機(jī)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)聚光點(diǎn)。7根據(jù)目前主流的觀點(diǎn)，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有以下三個(gè)特點(diǎn)：沉浸、交互、構(gòu)想，它強(qiáng)調(diào)了虛擬系統(tǒng)中人的主導(dǎo)作用。沉浸是人沉浸在計(jì)算機(jī)生成的虛擬環(huán)境中，得到如真實(shí)環(huán)境一樣的感官感受；交互體現(xiàn)了人與計(jì)算機(jī)的交互能力，如果用戶做出一定的操作，虛擬環(huán)境會(huì)產(chǎn)生響應(yīng)，充分體現(xiàn)了人機(jī)和諧的一面；構(gòu)想是人沉浸在虛擬環(huán)境產(chǎn)生各種交互作用之后，產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)、新的構(gòu)思，是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)對(duì)人的創(chuàng)造性思維的開發(fā)。2虛擬
3、現(xiàn)實(shí)技術(shù)在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的作用基于虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的眾多優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代教育技術(shù)中，它已成為繼常規(guī)教育、多媒體、網(wǎng)絡(luò)之后又一實(shí)驗(yàn)教學(xué)模式。在實(shí)際應(yīng)用中，主要體現(xiàn)在虛擬儀器上。虛擬儀器通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的人機(jī)交互功能控制儀器運(yùn)行，它可以完成數(shù)據(jù)的采集、分析、存儲(chǔ)、顯示等功能，用虛擬儀器替代傳統(tǒng)的儀器可以節(jié)省不少資源。還有很多豐富的軟件應(yīng)用在計(jì)算機(jī)上，以供實(shí)驗(yàn)教學(xué)使用，無(wú)論理工科還是文科的教學(xué)，都可以看到虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的身影。因?yàn)樘摂M現(xiàn)實(shí)技術(shù)的三大特點(diǎn)，學(xué)生可以有身臨其境的感覺，并且可以與模擬環(huán)境產(chǎn)生互動(dòng)，從而能夠更容易從實(shí)驗(yàn)中得到收獲。
4、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)相當(dāng)于營(yíng)造了一個(gè)自主的學(xué)習(xí)環(huán)境，相對(duì)于傳統(tǒng)的學(xué)生聽老師講課的方式有其獨(dú)到的優(yōu)勢(shì)。具體的作用可歸納為以下幾個(gè)方面。2.1充分發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)的特點(diǎn)7相對(duì)于傳統(tǒng)教學(xué)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)更注重學(xué)生的操作能力和探索能力的培養(yǎng)。通過實(shí)驗(yàn)法，可以使學(xué)生把直接知識(shí)同課本知識(shí)聯(lián)系起來(lái)，獲得比較全面的認(rèn)知。傳統(tǒng)上的教學(xué)中，學(xué)生潛意識(shí)認(rèn)為老師講的都是對(duì)的，很多實(shí)驗(yàn)都是走過場(chǎng)，難以起到應(yīng)有的作用。由于交互的特點(diǎn)，學(xué)生能在虛擬實(shí)驗(yàn)中充分與機(jī)器互動(dòng)，可以按自己所需在儀器上操作實(shí)驗(yàn)，并且迅速得到反饋，這比一些實(shí)物實(shí)驗(yàn)更快速更有效。學(xué)生可以充分發(fā)揮想
5、象力，探索實(shí)驗(yàn)中的各種情況，自主發(fā)現(xiàn)和解決相關(guān)問題。此外，通過虛擬實(shí)驗(yàn)可以有的放矢地進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)演示、模擬分析等工作，有些情況下這些工作是需要老師完成的，這時(shí)，虛擬設(shè)備便相當(dāng)于一個(gè)“老師”，實(shí)驗(yàn)變成了一對(duì)一授課，省去了老師的很多時(shí)間。2.2節(jié)省實(shí)驗(yàn)教學(xué)成本實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，往往需要很多實(shí)驗(yàn)設(shè)備，并且有時(shí)對(duì)實(shí)驗(yàn)場(chǎng)地要求也很高，這就需要學(xué)校進(jìn)行很多的投入，在實(shí)驗(yàn)中引入虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以在一定程度上解決這一問題。學(xué)生可以足不出戶進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，得到與真實(shí)實(shí)驗(yàn)一樣的結(jié)果和收獲，從而加深對(duì)課程的理解。例如在電學(xué)實(shí)驗(yàn)中，需要很多常規(guī)的儀器，
6、比如萬(wàn)用表、函數(shù)發(fā)生器、示波器等，整套設(shè)備下來(lái)少則數(shù)千多則上萬(wàn)元，采購(gòu)儀器對(duì)學(xué)校來(lái)講是筆不小的投入。并且這些設(shè)備使用頻繁，損耗快，維護(hù)成本高。如果采用相應(yīng)的虛擬軟件就能很好的解決這一問題，通過軟件，學(xué)生只要在電腦上畫好電路圖，然后進(jìn)行仿真就能得到結(jié)果。當(dāng)模擬仿真結(jié)果成熟時(shí)再去實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行實(shí)物操作，這樣同樣可以達(dá)到應(yīng)有的效果。另一方面，學(xué)生擺脫了對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的依賴，可以在有電腦的地方隨時(shí)隨地進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，大大增加了效率。72.3擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)范圍傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)只能在特定的范圍進(jìn)行，通常都是非理想情況下的現(xiàn)實(shí)模擬，但是通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)，實(shí)驗(yàn)
7、范圍得到大大的擴(kuò)展。無(wú)論是宇宙天體還是分子原子，都可以通過模擬實(shí)驗(yàn)來(lái)探索其中的奧妙。學(xué)生可以通過虛擬實(shí)驗(yàn)看到平時(shí)無(wú)法接近的事物，比如學(xué)生可以進(jìn)入模擬發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部，觀察發(fā)動(dòng)機(jī)每部分零件的工作過程和狀態(tài)，了解發(fā)動(dòng)機(jī)工作的原理，這要遠(yuǎn)比課本上的講解形象生動(dòng)的多。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還可以突破時(shí)間的限制，將很多年才能觀察到的變化過程在短時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)給學(xué)生，例如生物中蝌蚪到青蛙的變化過程，真實(shí)的觀察要持續(xù)很久，通過虛擬技術(shù)，十幾分鐘就能使學(xué)生看清全過程。2.4避免實(shí)驗(yàn)帶來(lái)的危險(xiǎn)有些實(shí)驗(yàn)是存在危險(xiǎn)性的，很容易引發(fā)實(shí)驗(yàn)室事故，因此在教學(xué)中會(huì)采用
8、播放錄像的形式，這樣就無(wú)法讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)，在虛擬的環(huán)境下則可以打消這種憂慮。在醫(yī)學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以通過顯示屏模擬手術(shù)，尋找手術(shù)方案；化學(xué)實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以在虛擬環(huán)境下完成一些危險(xiǎn)實(shí)驗(yàn)，避免腐蝕性物品或者爆炸燃燒帶來(lái)的危害；虛擬的飛機(jī)駕駛教學(xué)系統(tǒng)則可以讓學(xué)員安心操作，完全不必?fù)?dān)心機(jī)毀人亡的后果，直到操作技術(shù)熟練為止。2.5增加實(shí)驗(yàn)
