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虚拟现实技术在现代教育中的应用研究
摘要：虚拟现实技术对提高学校的教育质量与教师的教学水平具有十分重要的作用．．分析现实教育技术的发展趋势，阐述虚拟现实技术的概况．研究了虚拟现实技术在现代教育中的具体应用和影响．
关键词：虚拟现实技术：现代教育；应用
一、现代教育技术的发展
随着科技信息技术手段与网络通信的发展．现代教育技术领域中出现的新兴技术也在日益增多 所谓的教育技术是遵从教学的整体目标和要求．运用系统化、科学化的方式对学习过程和学习资源进行设计开发以及配置上的优化．从理论和实践两方面人手．以达到更加良好的学习效果 目前．现代教育技术的形式卜分多样，例如：以传统多媒体教学模式为基础的幻灯片、投影、语音实验室等视听设备化教学；以卫星通信技术为基础的远距离教学：以网络技术为基础的网上教学：以计算机为基础的多媒体教学：以计算机仿真技术为基础的虚拟现实教学等等 显而易见．现代教育技术已经超越了传统的音像媒介使用阶段．朝着网络信息化、通讯多元化、媒体多样化的方向不断发腮．并日I网络教学和远程教育也在日益普及 特别是本文将要研究的“虚拟现实”技术在现代教学中的应用．具有十分广阔的前景．指引着现代教育的创新
二、虚拟现实技术概述
(一)虚拟现实技术的概念及特征虚拟现实技术依靠计算机仿真技术．开创了人机交互研究的全新领域．提供了新的人 智能界面．通过模拟制作现实场景为]_程、教育等提供方便直观的描述手段．．虚拟现实技术能够从视觉、听觉、触觉等多种感知手段方面为用户营造出一个真实的模拟现实氛闱，具有多感知性、交互性和临场性等i大特点1．多感知性将人类的视觉、听觉、动觉以及触觉等多方感知通过虚拟场景反映出来．是虚拟现实技术的最显著特征 虚拟现实系统巾装有多感知反应装置与传感器，能够模拟真实场景．让用户产生身临其境的感受2．交互性虚拟现实技术不是单纯的 维模拟，而是通过人工智能加强模拟场景与参与用户的互动．改变_r以往川户仅仅作为观赏者的被动局面．加强了用户的参度．通过亲自动手发埘软件的指令而创没虚拟环境3．临场性虚拟现实技术通过一些特殊装符 爪器棚连，将用户与现实世界隔离．从而使其 浸 虚拟场景之中．使其具有真实的临场感受
(二)虚拟现实技术的系统构成虚拟现实系统大致由五个模块构成．分圳是检测模块、反馈模块、传感器模块、控制模块和建模模块虚拟现实系统首先通过检测模块获取Ⅲ 户命令，通过传感器模块接受命令并在虚拟环境巾产 作川．而反馈模块接受传感器模块的信息将结果反馈给客户．最后通过控制模块和建模模块共同作用．控制传感获取现实世 的 位构成．最终构成虚拟环境，对川户、现实环境和虚拟场景进行控制。
三、虚拟现实技术在现代教育中的应用
(一)虚拟现实技术在现代教育中的应用优势通过对现代教育技术发展的分析和对虚拟现实技术的初步把握．可以发现．虚拟现实技术存教育领域巾具有鲜明且独特的优势．为教育技术手段的创新提供了有效的帮助．能够满足我国课改的新要求。为学生提供自由的学习空间．也激发了学生的学习兴趣与热情。
虚拟现实技术具备传统教学手段所不具备的优势．首先体现在情境的创设上．虚拟现实技术能够为学生营造逼真直观的学习环境．便于学生对知识的理解和把握．能够充分调动学生学习的积极性与主动性．加强学生对重难点知识的掌握。培养学生自主学习的能力 同时，虚拟场景的创设有利于加强学生的创新与思考．通过对虚拟现实技术的应用．学生可以自主选择学习模式、会话情境、教学内容等，计算机也为学生提供相关的反馈．以加强学生思考和研究的兴趣 另外．虚拟现实技术可以弥补传统教学手段的不足。最大程度上减少由安全、经济等问题带来的障碍，通过虚拟现实技术可以展示罕见的自然景观．可以避免某些实验危险，也能够重复使用。例如：在化学实验中．同学可以通过虚拟技术模拟爆炸、燃烧等高危现象：在物理试验中，可以体会失重感觉，或者亲眼观看核聚变、裂变等场景；在地理学习中，可以感受四季节气的变化、体会地壳运动等感受：利用虚拟现实技术，也可以让学生轻松学习汽车甚至飞机驾驶技术．以避免因操作失误而造成的严重事故．或者进行模拟外科手术．节约了医疗实验资源．也能够避免不必要的损失。
总之．将虚拟现实技术应用于现代教育之中．能够为提高教育水平．丰富教学手段。为学生提供更好的学习环境．也避免了事故的发生和资源的浪费．具有众多实际性的优势
(二)虚拟现实技术在现代教育中的具体应用1．自主探索学习虚拟现实技术在现代教育中的应用能够促进学生进行自主学习和研究探索．利用人机交互技术带领学生领略不同的意境或是观看不同的现象 学生可以利用虚拟教学系统亲身体会现实中较为罕见的自然现象、优美风光，乃至事物的变迁和发展的过程；也可以利用虚拟现实技术将一些深奥晦涩的知识变得直观、形象，以加深对理论的理解。同时，利用虚拟现实技术可以打破时间、空间上的障碍．以往需要经过长时间观察的实验完全可以通过模拟场景而在一节课之内解决．大大节省了学生的时间和精力．而教学效果却毫不逊色学生能够在虚拟的场景内找到学习的乐趣．从而更加积极主动地进行研究与讨论．对于营造良好的上进求知氛围和提高整体教学水平均具有重要的意义2．进行模拟实验利用虚拟现实技术进行模拟实验．是其优势在现代教育中应用最广泛的方面 教育者可以利用虚拟现实技术建立诸如物理、化学、生物、医疗等各类实验室．既方便教师进行不同内容的讲解．也能够加深学生对晦涩学科知识的理解。目前．虚拟实验室在理科教学中的应用较为广泛．学生可以在实验室内进行地震、火山爆发等地理实验．或是人体解剖等生物实验。
虚拟现实技术在文史类教育领域也具有很大的开发潜能．如建立历史虚拟实验室虚拟历史人物．让学生穿越时空．与历史人物进行直接沟通．在刺激新奇的同时加深学生对历史现象的感悟3．强化学生技能利用虚拟现实技术的多感知性、交互性和临场性的特点．鼓励学生在虚拟的情景中进行角色扮演．从而全身心投入到练习和技能的加强中去．对于学生各项技能的强化十分有利 在模拟场景中．学生可以低廉的成本进行各项实践技能训练．如建筑设计技能、军事统筹技能、医疗技能、驾驶技能、机器修理技能、种植技能等等虚拟训练由于成本较低，并且不具备危险性．因此在现代教育中受到了广泛的关注和好评 教师可以节省大量心力进行教学计划的研讨．学生也多了一个练习的平台和环境．可以在私人空间内不断训练直至掌握相关操作技能4．远程教育与特殊教育随着卫星通信技术的发达和互联网的不断普及．我国远程教育的发展已经逐步进入轨道．而涉及到具体教学模式问题则出现了一些困难．虚拟现实技术恰恰能够弥补这方面的缺陷．为远程教育提供一个良好的学习环境 一方面通过网络虚拟课堂和虚拟实验室、图书馆等机制，学生可以对感兴趣的课程进行自主选择学习 另一方面．虚拟现实技术在对残障人士的特殊教育上也能够发挥巨大的作用 聋哑人士能够通过手套传感器将手势转化为声音，便于正常交流：盲人可以利用目光跟踪器将眼神翻译成语言：而弱智儿童可以通过虚拟现实技术构建的三维图像和训练系统进行对世界的探索和熟悉
(三)虚拟现实技术对现代教育产生的影响
1．发展教育观念对于虚拟现实技术的应用能够发展我国现有的教育观念．促进我国教育与国际形势的接轨．促进教育理念向先进方向转变 虚拟现实技术对教学观念的影响能够从其应用要求上充分体现出来：对教师而言，促使其从讲解、演示的身份向帮助、指导的身份转变，这就要求教师善于改进教学策略．改变教育观念．以提高学生综合能力与素质为根本追求．通过模拟场景．鼓励学生自主学习与探索．提高学生的动手实践能力．以达到我国教育改革中对素质教育的要求目标
2．丰富教学手段虚拟现实技术的应用对我国传统教学手段的全新突破．教师可以采用多种多样的情景设计为学生提供丰富多彩的切身体验．全方位地调动学生的视觉、听觉、触觉等多种感官，从直观形象的角度刺激学生的感受与思维．通过人机交互手段获取学生对外界的反应．从而创设自主学习的条件与环境。虚拟现实能够加强学生对枯燥知识的体会．通过丰富的教学手段提高学生对知识的理解与吸收．对现代教育产生了重大的正面影响．
3．调整教学内容有了虚拟现实技术作为辅助教学手段．教育机构对于教学内容的设定范围被大大拓宽．曾经难以讲解的教学内容变得不再难以表达．以往被客观条件制约而无法进行的教学内容也可以通过虚拟的方式让学生深入了解 比如许多耗费过长时间或是危险性强．甚至 为场地不合适而无法进行的实验．在虚拟技术的帮助下变得轻松便捷．这种现象意味着教学内容的口益丰富和多元化．有利于我国教育机构对人才的培养．符合科教强国的基本政策方针．也有利于高校等根据新技术形势创建人才培养的系统教育体系4．节约教育经费虚拟现实技术中的许多应用装置都是非真实的．大部分情况．模拟教学实验的功能都是用户根据不同功能模块白定义的．可以重复多次使用，或者随时根据需要进行装置的修改与添加，以满足不断改进的教学要求．因此．虚拟现实技术能够极大地节约教育仪器上的投资．大大缩减教育经费。此外，虚拟现实软件具有良好的更新性．一旦内容落后．可以立刻采取相应的调节措施．而不会导致整套设备都被淘汰的浪费现象。
通过对虚拟现实技术和现代教育发展的研究可以发现．虚拟现实技术在教育领域的应用中具有独特的优势和良好的效果．可以通过多种渠道改善教学质量．值得大力提倡与推广 相信今后虚拟现实技术在现代教育中的应用会逐渐普遍．从而促进我罔教育事业的进步
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