基于虚拟现实技术创建在线课程的实践教学研究与应用
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虚拟现实(Virtual Reality)技术就是利用三维图形生成技术、多传感交互技术、多媒体技术、人工智能技术、人机接口技术以及高分辨显示技术等高新技术,生成三维逼真的虚拟环境。
这一技术应用到高校思政课实践教学中,有助于开拓思政课实践教学新途径,创新思政课实践教学方法,完善思政课实践教学载体,凸显学生的主体性、自主性,更好地发挥思政课引导大学生成才成长的服务功能,是探索思政课与信息化深度融合理论有益尝试。
一、虚拟现实(VR)技术融入实践教学的意义我国VR技术研究起步较晩,和发达国家相比还有相当大的差距,目前已经引起了有关学者和国家有关部门的高度重视。
国内一些重点大学,在这个领域投入了大量的研究工作,例如清华大学、广东工业大学、华南师范大学等,都将VR引入教育平台。
虚拟现实(VR)技术融入实践教学具有重要意义,笔者认为主要体现在以下几个方面:(一)有益探索思政课与信息化深度融合理论。
2014年底,教育部会同发改委等五部委发布了《构建信息化手段扩大优质资源覆盖面有效机制的实施方法》,教育信息化战略是新时代教学改革大背景,信息化手段是增加教学感染力、增强学生获得感的有效手段,为思政课实践教学积极探索融合信息化提供了时代机遇;相反,思政课信息化建设探索与研究也丰富教育信息化建设的实践成果。
(二)有效解决思政课实践教学组织困境。
随着世界教育信息化的快速发展,时代迫切要求高校思政课教师把信息技术与高校思政教育进行深度融合。
虚拟现实技术在高校思政课实践教学中应用的实现,可有效解决思政课实践教学过程中出现的组织保障受限、经费投入不足覆盖面小、校外实践教学存在安全隐患、考核难等问题,实现移动学习,更好地与学生生活无缝衔接。
(三)有利于思政课实现师生+生生互动教学。
虚拟现实技术为一种新型的现代化教学手段,体现了教学应用的智慧、互动学习的智慧,精准配置实践教学资源的智慧,给思政课实践教学带来巨大创新。
以学生为中心、以体验为中心的实践教学的设计,可以很好地形成师生互动、生生互动的教学模式,给教与学带来一场全新革命。
第1篇随着现代信息技术的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术逐渐成为教育领域的新宠。
虚拟实践教学作为一种新兴的教育模式,通过构建虚拟环境,为学生提供一种全新的学习体验。
本文对虚拟实践教学研究进行概述,旨在探讨其内涵、特点、应用领域及发展趋势。
一、虚拟实践教学的内涵虚拟实践教学是指在虚拟现实技术支持下,通过模拟现实环境,让学生在虚拟环境中进行实践操作,以达到提高学生实践能力、创新能力和综合素质的一种教学模式。
虚拟实践教学具有以下特点:1. 实时性:虚拟实践教学可以实时模拟现实环境,使学生能够在短时间内熟悉和掌握相关知识和技能。
2. 交互性:虚拟实践教学通过人机交互,使学生能够与虚拟环境进行互动,提高学生的学习兴趣和参与度。
3. 可控性:虚拟实践教学可以根据教学需求调整虚拟环境,实现教学内容的个性化定制。
4. 安全性:虚拟实践教学避免了传统实践教学中的安全隐患,降低了学生在实际操作中受伤的风险。
5. 经济性:虚拟实践教学减少了教学设备和场地等方面的投入,降低了教育成本。
二、虚拟实践教学的类型根据虚拟现实技术特点,虚拟实践教学可分为以下几种类型:1. 虚拟实验室:通过虚拟现实技术模拟真实实验室环境,让学生在虚拟环境中进行实验操作。
2. 虚拟工厂:模拟真实工厂生产环境,让学生了解生产过程,掌握相关技能。
3. 虚拟医院:模拟真实医院环境,让学生了解医疗知识,提高临床实践能力。
4. 虚拟景区:模拟旅游景点,让学生了解我国丰富的旅游资源。
5. 虚拟课堂:通过虚拟现实技术,将传统课堂搬到虚拟环境中,实现互动式教学。
三、虚拟实践教学的应用领域虚拟实践教学在以下领域具有广泛的应用前景:1. 高等教育:虚拟实践教学可以提高大学生的实践能力和创新能力,有助于培养高素质人才。
2. 职业教育:虚拟实践教学可以为学生提供职业技能培训,提高就业竞争力。
3. 基础教育:虚拟实践教学有助于激发学生的学习兴趣,提高学生的学习效果。
基于zSpace的虚拟现实技术在小学科学活动课程中的实践探究基于zSpace的虚拟现实技术在小学科学活动课程中的实践探究引言:近年来,随着虚拟现实(Virtual Reality,简称VR)技术的迅猛发展,其在教育领域的应用也逐渐受到广泛关注。
尤其是在小学科学活动课程中,利用虚拟现实技术,可以为学生提供更加直观、生动的学习体验,激发其对科学的兴趣和探索精神。
本文将探讨基于zSpace的虚拟现实技术在小学科学活动课程中的实践应用,并分析其对学生学习成效与兴趣的影响。
一、虚拟现实技术简介虚拟现实技术是一种通过计算机生成的仿真环境,可以使用户沉浸其中。
它通过特殊的设备,如头戴显示器、手持控制器等,模拟出真实世界或虚构世界的视觉、听觉和触觉等感觉,实现用户与虚拟世界的交互。
zSpace作为一种先进的虚拟现实技术,通过使用3D眼镜和激光笔,可以实时交互并触摸虚拟的3D物体,为学生提供更加沉浸、真实的学习体验。
二、基于zSpace的虚拟现实技术在小学科学活动课程中的应用1. 模拟实验室环境传统的小学科学活动课程中,缺乏真实的实验室环境,学生往往只能通过图片、文字来理解实验原理。
而利用zSpace技术,可以将实验室环境模拟出来,学生可以通过虚拟世界的方式亲自进行实验操作,观察实验现象,并通过实时反馈获得相关数据与结果。
这样一来,学生不仅可以更加直观地理解实验原理,还能够培养实验设计和数据分析的能力。
2. 探索自然现象小学科学活动课程中,学生需要探索各种自然现象,如日月食、物体的运动等。
利用zSpace技术,可以将这些自然现象具体地呈现在学生面前,让学生通过观察和实验来深入理解。
他们可以在虚拟环境中调整观察角度、改变条件,亲身体验自然现象的各种变化。
这样的学习方式既能激发学生的学习兴趣,又能培养他们的观察和探索能力。
3. 3D建模与创作利用zSpace技术,学生可以进行3D建模与创作,可以设计并制作自己的虚拟模型。
第1篇摘要:随着现代信息技术的飞速发展,虚拟实践教学作为一种新兴的教育模式,越来越受到教育界的关注。
本文从虚拟实践教学的概念、发展历程、应用领域、优势与挑战等方面进行综述,旨在为我国虚拟实践教学的研究与发展提供参考。
一、引言虚拟实践教学是指利用计算机技术、网络通信技术等手段,构建一个虚拟的教学环境,让学生在虚拟环境中进行实践学习的一种新型教学模式。
近年来,随着我国教育改革的深入推进,虚拟实践教学作为一种新型的教育模式,在各个领域得到了广泛应用。
本文将对虚拟实践教学的研究进行综述,以期为我国虚拟实践教学的发展提供借鉴。
二、虚拟实践教学的概念与发展历程1. 概念虚拟实践教学是指在虚拟环境中,通过模拟真实场景,让学生在虚拟世界中完成实践学习的过程。
它具有以下几个特点:(1)虚拟性:虚拟实践教学的环境是虚拟的,学生可以在虚拟环境中自由探索、实践。
(2)沉浸性:虚拟实践教学环境具有高度的真实感,使学生产生沉浸式体验。
(3)互动性:虚拟实践教学环境支持学生与教师、学生之间的互动,提高学习效果。
(4)开放性:虚拟实践教学环境具有开放性,学生可以根据自己的需求选择学习内容。
2. 发展历程虚拟实践教学的发展历程可以分为以下几个阶段:(1)虚拟现实技术阶段:20世纪80年代,虚拟现实技术开始应用于教育领域,初步形成虚拟实践教学的概念。
(2)计算机辅助教学阶段:20世纪90年代,计算机辅助教学逐渐普及,虚拟实践教学开始受到重视。
(3)网络教育阶段:21世纪初,随着互联网的普及,虚拟实践教学开始向网络教育方向发展。
(4)虚拟仿真技术阶段:近年来,虚拟仿真技术不断发展,虚拟实践教学逐渐走向成熟。
三、虚拟实践教学的应用领域1. 理工科领域:虚拟实践教学在理工科领域应用广泛,如机械设计、建筑设计、电子工程等。
2. 医学领域:虚拟实践教学在医学领域具有重要作用,如手术模拟、临床诊断等。
3. 军事领域:虚拟实践教学在军事领域应用广泛,如军事训练、战术模拟等。
虚拟现实技术在教育领域的应用虚拟现实(VR)技术是一种通过计算机技术模拟出逼真的三维环境,使用户能够沉浸其中的技术手段。
近年来,虚拟现实技术在教育领域的应用受到了越来越多的关注。
它为教育带来了许多新的机遇与挑战,极大地改变了传统的教育模式。
本文将探讨虚拟现实技术在教育领域的应用,并分析其优势和未来发展方向。
一、虚拟现实技术在教育中的应用1.1 虚拟实验室虚拟实验室是虚拟现实技术在教育中的一大应用,它可以模拟真实的实验环境,使学生能够进行真实的实验操作,同时避免了实验过程中的安全风险。
学生可以通过VR头显等设备进入虚拟实验室,进行各种实验,提高实验操作的真实感和体验。
1.2 虚拟场景教学通过虚拟现实技术,可以创造各种虚拟场景,如历史场景、环境场景等。
学生可以在虚拟场景中进行探索和学习,比如参观名胜古迹、探索自然环境等。
这种教学方式可以使学生更加直观地了解和体验所学知识,提高学习的兴趣和效果。
1.3 虚拟现实实践虚拟现实技术还可以用于模拟各种实践操作,如飞行模拟、手术模拟等。
学生可以通过虚拟现实技术进行实践操作的模拟,提前获得实践经验,锻炼技能。
这种实践教学的方式可以大大减少实践过程中的风险和成本,提高教学效率和质量。
二、虚拟现实技术在教育中的优势2.1 提供沉浸式学习体验虚拟现实技术可以使学生沉浸在虚拟场景中,忘却外界的干扰,全身心地投入到学习中。
这种沉浸式的学习体验可以让学生更加专注和投入,提高学习效果。
2.2 个性化学习虚拟现实技术可以根据学生的特点和需求进行定制化的学习内容和方式,使每个学生都能够得到最适合自己的学习资源和支持。
通过虚拟现实技术,学生可以自主选择学习内容和学习速度,提高学习的个性化效果。
2.3 培养学生合作与思考能力虚拟现实技术可以创造出各种虚拟场景,学生在这些场景中可以与其他学生进行合作,并共同解决问题。
这种合作学习的方式可以培养学生的合作与思考能力,提高团队合作和创新能力。
第1篇一、课题背景随着信息技术的飞速发展,虚拟现实(Virtual Reality,VR)技术在教育领域的应用越来越广泛。
虚拟现实技术能够为学生提供一个沉浸式的学习环境,有助于提高学生的学习兴趣和教学效果。
在我国,建筑行业作为国民经济的重要支柱,对建筑设计与施工人才的需求日益增长。
然而,传统的建筑设计与施工教学方式存在一定的局限性,如实践教学资源匮乏、学生动手能力不足等。
因此,本研究旨在探讨基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学实践,以提高教学效果和培养学生的实践能力。
二、课题研究目标1. 分析虚拟现实技术在《建筑设计与施工》课程中的应用价值,为课程教学改革提供理论依据。
2. 设计一套基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学方案,提高教学效果。
3. 探讨虚拟现实技术在建筑设计与施工实践教学中的应用方法,培养学生的实践能力。
4. 评估基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学效果,为课程教学改革提供实践依据。
三、课题研究内容1. 虚拟现实技术在《建筑设计与施工》课程中的应用价值分析(1)提高学生的学习兴趣:虚拟现实技术可以为学生提供一个沉浸式的学习环境,激发学生的学习兴趣,提高学生的学习积极性。
(2)丰富教学内容:虚拟现实技术可以将抽象的建筑设计与施工知识转化为直观、生动的三维模型,使学生更容易理解和掌握。
(3)提高实践能力:虚拟现实技术可以为学生提供模拟真实施工现场的操作环境,使学生能够在虚拟环境中进行实践操作,提高学生的动手能力。
(4)促进教学资源整合:虚拟现实技术可以将多种教学资源进行整合,提高教学效果。
2. 基于虚拟现实技术的《建筑设计与施工》课程教学方案设计(1)课程内容设计:结合虚拟现实技术,将建筑设计与施工知识进行模块化设计,使教学内容更加系统、完整。
(2)教学方法设计:采用虚拟现实技术,通过模拟真实施工现场,让学生在虚拟环境中进行实践操作,提高学生的动手能力。
(3)教学评价设计:建立基于虚拟现实技术的教学评价体系,对学生的学习成果进行综合评价。
虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用研究1. 引言1.1 背景介绍虚拟现实技术是一种利用计算机技术模拟出虚拟环境的技术,通过头戴式显示器等设备,让用户能够身临其境地感受到虚拟环境中的景象和声音。
随着计算机网络技术的不断发展,虚拟现实技术在教育领域的应用也越来越广泛,其中在计算机网络教学中的应用备受关注。
随着信息技术的飞速发展,计算机网络教学已经成为一种主流教学模式。
在传统的计算机网络教学中,学生往往只能通过文字、图片等方式来学习计算机网络知识,缺乏真实的实践体验。
而虚拟现实技术的出现为计算机网络教学带来了新的可能性,通过虚拟仿真技术,学生可以身临其境地体验各种计算机网络环境,加深对知识的理解。
虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用研究具有重要的实践意义和研究价值。
本研究旨在探讨虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用方式、优势以及未来发展趋势,为提升计算机网络教学的效果和质量提供参考和借鉴。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用情况和效果,分析其在教学过程中所起到的作用和影响。
通过本研究,可以深入了解虚拟现实技术在计算机网络教学中的具体运用方式,揭示其优势和不足之处。
还可以通过案例分析,对虚拟现实技术在计算机网络教学中的实际效果进行评估和总结,为今后该领域的研究和应用提供参考和借鉴。
通过对虚拟现实技术在计算机网络教学中的研究,旨在为提高教学效果、促进教学变革提供指导,为构建更加智能化、个性化的教学模式奠定理论基础。
通过本研究,希望能为虚拟现实技术在计算机网络教学中的应用提供新思路和新方法,推动教育信息化的发展,提高教学质量和效率。
1.3 研究意义虚拟现实技术可以提升教学效果,通过沉浸式的学习体验,可以让学生更加深入地理解和掌握计算机网络知识,提高他们的学习兴趣和积极性。
虚拟现实技术可以扩展教学内容,为学生提供更加直观、生动的学习体验,帮助他们更好地理解抽象概念,提高他们的学习效率。
虚拟现实技术在教育领域的应用与发展随着科技的不断发展,虚拟现实(VR)技术已经深入人们的日常生活,并开始在教育领域展示出强大的潜力。
虚拟现实技术不仅能够提供沉浸式的学习体验,还能够为学生提供更多的互动和实践机会。
本文将探讨虚拟现实技术在教育领域的应用与发展,并分析其对学生学习和教师教学的影响。
一、虚拟现实技术在教育领域的应用1. 沉浸式学习体验虚拟现实技术为学生提供了一种沉浸式的学习体验。
通过穿戴VR设备,学生可以进入虚拟的三维环境,仿佛身临其境。
例如,在地理学课堂上,学生可以使用VR技术探索世界各地的地质奇观,获取更真实、直观的学习感受。
这种直观的感受能够激发学生的兴趣和好奇心,提高他们的学习效果。
2. 提供更多实践机会传统的教学方式往往受限于实践机会的不足,而虚拟现实技术可以弥补这一缺陷。
例如,在医学教育中,VR技术可以模拟真实的手术场景,使学生能够进行模拟手术操作。
这种实践机会可以让学生在没有风险的情况下积累经验,提高他们的技能水平。
3. 提升学习的个性化和定制化虚拟现实技术使得学习过程更加个性化和定制化。
根据学生的学习需求和兴趣,教师可以设计不同的虚拟场景和任务,以满足学生的需求。
这种个性化的学习方式可以提高学生的学习动力和积极性,使他们更加主动地参与学习过程。
二、虚拟现实技术对学生学习的影响1. 提高学习效果虚拟现实技术能够提供更加直观、实践性的学习体验,从而提高学生的学习效果。
学生在沉浸式的虚拟环境中进行学习,可以更好地理解和记忆学习内容。
例如,在物理学课堂上,学生可以通过模拟实验来观察和探索物理现象,从而更好地理解相关概念。
2. 培养创新思维和解决问题的能力虚拟现实技术的互动性和实践性能够培养学生的创新思维和解决问题的能力。
学生不仅可以通过观察和模拟来学习,还可以通过互动和合作来解决问题。
例如,在团队合作的VR游戏中,学生需要共同思考和解决问题,从而培养团队合作和创新思维能力。
三、虚拟现实技术对教师教学的影响1. 丰富教学手段和资源虚拟现实技术为教师提供了新的教学手段和资源,使得教学更加灵活多样。
基于AI 虚拟数字人技术线上教学的创新与实践①潘梦鹞,吕小勇,陈少伟,王锋,郇锐铁(广东工贸职业技术学院汽车工程学院,广东广州510510)一、引言近年来,元宇宙技术取得了飞速发展,AI 虚拟数字人技术为数字经济和社会的发展提供了有力支撑。
国家“十四五”规划指出,云计算、大数据、物联网、工业互联网、区块链、人工智能、虚拟现实和增强现实是数字经济的重点产业[1]。
国家创新驱动发展战略纲要指出,加强类人智能、自然交互与虚拟现实、微电子与光电子等技术研究[2]。
国家五部门在2020年《国家新一代人工智能标准体系建设指南》中指出,人工智能关键领域技术标准包括自然语言处理、智能语音、计算机视觉、生物特征识别、虚拟现实/增强现实、人机交互等[3]。
国务院办公厅在2017年《新一代人工智能发展规划》中指出,人工智能的迅速发展将深刻改变人类社会生活、改变世界,语音识别技术初步具备跨越发展的能力[4]。
大部分教师线上课程建设采用语音、视频录播方式,建设效率低、语音准确性低、录播时间长、录播受情绪和环境影响,导致线上课程建设质量较低。
元宇宙包括自然人、虚拟数字人、高仿机器人三元主体,虚拟数字人(Virtual digital human )是指通过聚合科技创造存在于虚拟世界、具有类人特质的数字形象,是元宇宙中自然人进行虚拟时空感知的主要载体[5]。
虚拟数字人是指通过计算机技术创建的具有人的外貌、行为和思想特征的虚拟实体。
它们可以被用于各种应用领域,如游戏开发、虚拟现实、电影制作、人机交互等。
形象生成是指通过计算机动画建模技术,根据相应的人物设定要求来对虚拟数字人的外形进行创作,生成动画有人外观;语音合成是将输入的文本类型的信号序列经过适当的韵律处理后,通过特定的合成器,产生出高自然度、高音质、表现力丰富的语音输出,使计算机或相关系统生成动画拥有人的语言;个性化语音合成技术是对不同人的语音特征参数进行分析,提取说话人语音特征参数用于语音合成系统进行个性化语音合成;语音克隆技术是指使用和训练一个新模型来完成对新发音人声音的克隆;动画生成是指将合成的语音驱动对应虚拟形象动画,生成动画拥有人的行为;AI 虚拟数字人教学是将虚拟数字人与机器人、虚拟现实、多媒体等技术相结合,由虚拟数字人组织、实施与管理教学,优化主讲教师的教学结构、改进教学策略、实现教学方法。
第1篇一、背景介绍随着信息技术的飞速发展,计算机科学与技术已成为现代教育的重要学科。
然而,传统的计算机组成原理课程教学往往存在理论与实践脱节、教学资源有限、学生实践能力不足等问题。
为了解决这些问题,我们采用虚拟仿真技术,开展在线实践教学,以提高学生的实践能力和学习兴趣。
二、案例概述本案例以《计算机组成原理》课程为例,介绍如何利用虚拟仿真技术进行在线实践教学。
课程主要面向计算机科学与技术专业本科生,通过虚拟仿真实验,使学生能够直观地理解和掌握计算机组成原理的基本概念、工作原理和设计方法。
三、实践教学目标1. 理解计算机组成原理的基本概念和体系结构。
2. 掌握计算机各部件的功能和工作原理。
3. 学会计算机组成原理的设计方法和调试技巧。
4. 培养学生的动手实践能力和创新思维。
四、实践教学内容1. 虚拟仿真实验平台搭建我们选择一款功能强大、操作简单的虚拟仿真实验平台,如Multisim、Proteus等,为学生提供在线实验环境。
平台应具备以下功能:(1)提供计算机组成原理的虚拟实验设备,如CPU、内存、输入输出设备等。
(2)支持实验参数的设置和调整,如时钟频率、数据宽度等。
(3)提供实验结果实时显示和分析功能。
(4)支持实验报告的自动生成和提交。
2. 实验项目设计根据课程内容,设计以下实验项目:(1)CPU结构及工作原理实验:通过搭建虚拟CPU,观察和分析其内部结构和工作原理,理解指令执行过程。
(2)内存管理实验:通过虚拟内存设备,学习内存的寻址方式、存储器层次结构以及虚拟内存管理技术。
(3)输入输出设备实验:通过虚拟输入输出设备,了解不同类型输入输出设备的工作原理,学习I/O接口设计方法。
(4)总线结构实验:通过搭建虚拟总线,学习总线的组成、工作原理以及总线控制技术。
3. 实验步骤及指导(1)实验前,教师通过在线平台发布实验指导书,介绍实验目的、原理、步骤以及注意事项。
(2)学生根据实验指导书,在虚拟仿真实验平台上进行实验操作。
基于虚拟现实技术创建在线课程的实践教学研究与应用①刘萃(重庆工商职业学院,重庆404100)①本文受到重庆工商职业学院优质校建设专项研究项目(项目编号:YZX112)基金资助。
作者简介:刘萃(1983—),女,重庆人,硕士,讲师,主要从事影视动画、动漫设计。
虚拟现实实践教学并不是一种工具或技术的简单应用,而是一种全新的实践教学模式。
虚拟现实教育是指将传统教育教学适应新技术的发展,培养现代型人才的一种新型教学模式,是人类进入虚拟空间进行教育与活动的一种教学方式。
广义上讲,虚拟教学应该包括虚拟教室、虚拟实验室、虚拟教师等,以及其中进行的虚拟研讨会等活动。
狭义上讲,虚拟教学就是指运用科学技术构建一个虚拟的学习环境,并将所要掌握的知识点进行客观重现,从而掌握更多的知识。
在这种环境中,学生能够通过虚拟现实技术所呈现出来的虚拟感受、虚拟视觉等信息获取更多的自我感受。
从某种程度上来说它符合新型在线开放课程对教师教学模式上的要求,更加注重学生的主体感受,培养学生的自主学习能力与自我思考的能力。
虚拟现实教育能够将技术与教学相结合,拓宽师生的视野,能够极大程度地延伸教学空间,同时在教学资源上也能够实现大量扩充。
从具体的意义上来说,虚拟教学突破了传统教学在时间、空间上的限制,采用模拟场景,弥补教师创设情境不符的问题。
一、国内外虚拟实践教学的发展现状20世纪80年代初,美国VPL 公司的创建人之一Jaron Lanire 利用以计算机技术为核心的现代技术生成逼真的视觉、听觉、触觉一体化的特定范围的虚拟环境,创造了虚拟现实(Virtual Reality )概念。
1998年,美国弗吉尼亚大学教授William Wolf 提出合作实验室概念,并称作“无墙的研究中心”,其目的是开发一个分布式的计算机网络管理系统,让身处世界各地的科学家能分享仪器设备、数据、信息等资源,这也就是人们常说的虚拟实验室。
随着计算机、网络等技术的快速发展,国外一些著名大学,如麻省理工学院、休斯敦学院、哈佛大学等,先后构建了微电子在线、虚拟物理、手术仿真等虚拟仿真实验室,为实验教学提供了全新的实验方式。
2013年,教育部在全国启动了国家级虚拟仿真实验教学中心建设工程,极大地促进了信息技术与实验教学的深度融合,推动了实践教学内涵建设的提升和可持续发展。
截止到2015年9月,全国155所普通高校已建设了200个国家级虚拟仿真实验教学中心。
虚拟实践教学不是在线开放课程的产物,但它必然是在线开放课程实践教学的重要组成部分。
突破在线开放课程存在的时空限制,利用虚拟现实技术构建在线课程的实践教学方法,为学习者提供交互式、沉浸式的实验环境,是有效实施虚拟实践教学在线开放课程进一步发展的基本保证。
二、虚拟现实技术在在线开放课程中的价值(一)提高学习效率相关机构的研究结果表明,单一媒体的教学形式如文字或图片产生教学效率约为10%;复合媒体教学形式的效率,如多媒体教学,约为30%;高沉浸的媒体,如虚拟现实教学的效率则达到70%。
可见虚拟现实可以大幅提高教学效率与学习效率。
(二)降低教育成本将虚拟现实用于实验教学中,将替代一部分实验,可以降低目前实操实验的成本。
在教育实验过程中还会遇到各种稀缺资源,尤其是医护专业的人体资源,不是每一个学生在每个阶段都有充足的资源可以使用。
虚拟现实教育可以在实验过程中将不可逆的问题通过虚拟现实进行反复的操作并进行数据分析。
(三)提高学习兴趣与动力虚拟现实的沉浸感、临场感和趣味性,可以将枯燥乏味的知识以生动有趣的方式呈现出来,大大提高学生学习的积极性。
三、虚拟现实技术在在线开放课程中的应用方法为突破在线课程中存在的时空限制,利用虚拟现实技术构建在线课程教育方法,为学习者提供交互式、沉浸式的实验环境,有效实施虚拟实验教学是在线开放课程进一步发展的基本保证。
虚拟现实教育能够将技术与教学相结合,拓宽师生的视野,在教学空间上能够极大程度的进行延伸,同时在教学资源上也能够实现大量的扩充。
从具体的意义上来说,虚拟教学突破了传统教学在时间、空间上的限制,采用模拟的场景,弥补了教师情境创设时的不符问题。
应用开发主要分为四个步骤:(1)广泛收集教育教学媒体素[摘要]随着资本对虚拟现实的持续关注、硬件成本降低、设备的普及以及互联网信息技术对教育融合的深入,迫切需要虚拟现实技术改造传统教育模式包括当下流行的在线课程。
将Unity3D 虚拟现实技术与在线开放课程有机融合,构建实时的、高保真的、用户高度介入的在线开放课程作为学习环境,给情景教学带来了新的方向。
[关键词]虚拟现实技术;在线开放课程;实践研究[中图分类号]G712[文献标志码]A [文章编号]2096-0603(2019)14-0132-02132--材,包括图片、文字、声音、视频和动画等,收集到的素材不一定合适,这就需要用多媒体软件对素材做进一步的处理,使其符合设计要求。
(2)对对象进行特征提取,使用Maya建立三维模型并导出FBX格式文件。
(3)使用Unity引进优化模型,调节动画、编写C#脚本实现智能控制。
(4)对系统进行优化,并发布调试完善并提交。
(如下图)对象外观特征分析对象动作的真实顺序素材收集并处理三维建模和动画创建烘焙贴图导出FBX格式文件在Unity中优化模型、调节动画写C#脚本实现交互调试并发布开发流程图示四、Maya软件制作虚拟现实场景和角色基于Unity引起的虚拟现实开发,可以仿造游戏开发的流程,对于场景环境的设置,可以充分利用Unity的资源,若要创建较为复杂的场景、模型或角色,一般利用高效建模的软件进行制作(本项目采用MaYa软件)。
然后在Unity中导出扩展为FBX文件我们可以通过物理引擎或者程序脚本的方法来创建动画,某些比较复杂且不参与实时交互的动画单元,也可以利用其他软件进行辅助设计。
模型材质的制作,在虚拟现实设计中要求模型几何形态充分接近实物,最好能还原模型表面的质感。
对于模型的材质制作可分为前期和后期。
前期是指在Maya中布光,调材质球,烘焙贴图;后期是指在Unity中布光,调节材质的Shader参数。
而前期的布光烘焙我们又可以采取Maya默认的扫描线方案,当然也可以采取效果更好的VRay方案。
动画制作中,在设计动画时首先需要根据项目的需求,结合专业知识和相关经验,写出动画脚本,设定动画顺序、节奏和播放帧数。
当然,可以在开始的时候进行实际测试,然后调整脚本。
在创建摄影机时,如果选用了带目标点的,那么动画导入到Unity 中需要添加程序脚本来实现摄影机动画正常播放。
最后,模型交互实现将利用C#进行脚本编写,实现智能交互,如视点、动画播放控制、摄像机动画设置,对像监测并响应鼠标事件,改变材质、位置等,还可以连接数据库,实现更丰富的数据信息查询功能。
虚拟现实技术作为一种新型的教学实践方法,引起教学界极大的关注,虚拟现实的沉浸式使参与者集中精力全身心投入到虚拟培训中,这种感觉、体验以及影响是深远的。
在线开放课程的应用过程中,虚拟现实技术也面临与教育整合的问题,如虚拟现实教学模式和教学策略、教学内容的呈现,教学系统如何更好地体现智能性等问题都有待继续研究和解决。
基于虚拟现实技术的在线开放课程设计,有着巨大的市场开发空间和应用前景,它采用组件化的设计思想,具有很强的拓展性,相信基于Unity的虚拟现实技术使在线开放课程的应用更广泛,更完善。
五、虚拟现实技术在教学实践中的应用虚拟现实技术作为一种新型技术在教育领域中的应用还处于初级阶段。
各个行业都在积极探索如何利用虚拟现实技术实现自身的实质性转变,“虚拟现实+教育”是其中之一。
“虚拟现实+教育”不仅强调产业领域为教育提供相关的装备、终端、应用系统、平台以及内容的研发,更强调如何做好虚拟现实技术与STEM教育、创客教育、创业教育、教师培训等实践需求的对接。
虚拟现实教育应用的本质不在于增加新的教学工具,而在于引入新的教学方式和教学文化。
这是虚拟现实技术教育应用的重点和难点。
随着技术的不断发展完善以及与教育理论的深度融合,虚拟现实在教育领域会发挥着越来越重要的作用。
由于虚拟现实技术可以给人一种身临其境的真实感觉,能够使人与虚拟环境之间进行多维信息的交互,因此该技术具有使人从定性和定量综合集成的虚拟环境中获得对客观世界、客观事物的感受及理性认识,进而对某些概念进行深化,并建构新的构思和创意的特征。
当前以信息技术为背景的现代教育,学生的学习兴趣得到了提高,主体性得到了较大的发挥。
但是,不可否认,绝大部分多媒体信息系统具有明显的局限性,如学生只能按照时间流程,按电脑中程序设计的流向有限制地进行浏览和学习,大大降低了学生学习的参与性,降低了学生主动学习的热情。
而虚拟现实技术能够创建与现实社会类似的环境,更容易解决学习媒体的情景化及自然交互性的要求,从而完美弥补了多媒体技术的不足。
在信息传播技术迅速发展的今天,现有的教育内容、教育手段和教育方法受到极大的挑战。
虚拟现实技术能够形象生动地表现教学内容,有效地营造一个跟随技术发展的教学环境,提高学生掌握知识、技能的效率,优化教学过程、提高教学质量、调动学生的学习积极性,突破教学的重点、难点的作用。
与此同时,虚拟现实技术还结合了益智游戏、情景化学习、协作学习、远程教育等多种手段能够有效解决许多以前根本无法解决的教育问题。
例如,通过VR进行教育教学活动,实现人与机器的交流,还能够在某种程度上实现教学的游戏性,让教育真正做到寓教于乐,有效激发学生的学习兴趣,进而高效地创建学习情景、支持合作、促进交流和知识表达及应用,进而构建优良的学习环境。
因此,将虚拟现实技术运用于在线开放课程中其效果将是值得期待的。
参考文献:[1]李海峰,王炜.弹幕视频:在线视频互动学习新取向[J].现代教育技术,2015,25(6):12-17.[2]杨丽.交互式微课资源的设计研究:以虚拟现实技术为例[D].南宁:广西师范大学,2015.[3]李海峰.中美在线开放课程的对比分析:基于教与学的视觉[J].电化教育研究,2014(1):58-64.[4]高亚红.地方高职院校在线开放课程建设存在的问题及对策研究[J].中国市场,2017(13):336-338.[5]王友富.“3号文件”看我国在线开放课程发展趋势[J].中国大学教学,2015(7):56-59.[6]柴葳.教育部加强高校在线开放课程建设应用与管理[J].江西科技学院学报,2015(2):96.◎编辑赵瑞峰133--。