虚拟现实技术在实验教学中的应用

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些初 步 的尝试 和探 讨 , 希望 起到 抛砖 引玉 的作 用.
1 虚 拟 现 实 的技 术
1 . 1 虚 拟 现 实 技 术 的 概 念 及 虚 拟 实 验 虚拟 现 实 ( Vi r t u a l r e a l i t y ) 技 术 是 指 用 户 在
存 在 的或并 不存 在 的事 物概 念通 过计 算机 图形 技
术、 仿 真 技术 、 人 机接 口技 术 、 信 息 技 术及 多媒 体 技 术给 用户 生成 一 个 虚 拟 的环 境 , 从 而 使 人 感 到 真 实存 在 的一 种新 型交 叉 学 科 及 技 术 . 这 种 虚 拟 现 实技 术具 有完 善 的交 互 性 , 可 以形 象 生 动 地 在 实验 教学 , 课 堂 教 学 及 管 理 中发 挥 其 巨 大 的 优 势 .
第 2 7卷 第 2期
2 0 1 3年 3月
甘 肃联 合 大 学 学报 ( 自然科 学版 )
J o u r n a l o f Ga n s u I i a n h e Un i v e r s i t y( Na t u r a l S c i e n c e s )
V o1 . 27 NO. 2
Ma i .2 Ol 3
文章编号 :1 6 7 2 — 6 9 1 X( 2 0 1 3 ) 0 2 — 0 1 0 3 — 0 4
虚 拟 现 实技 术在 实验教 学 中的应 用
陈 治 宇
( 甘 肃 联 合 大学 教 务 处 , 甘肃 兰州 7 3 0 0 3 0 )
中图分类号 : T P 3 9 1 . 9 文献 标 识 码 : A
O 引 言
随着 网络技 术 与 计 算 机 技 术 的快 速 发 展 , 信 息 化 教育成 为 当今 教育 的新 技术 、 新 产物 , 它 为传 统 化教 育带 来 了巨 大 的挑 战 和压 力 , 也 为新 的教 育 信息 化 带 来 了 机 遇 和 希 望 . 虚 拟 现 实 技 术
人 工合 成 的环 境 中 获 取 角色 的体 验 , 它 是 利 用 三 维 图形技 术 、 多传 感 交 互 技 术 等 生成 的逼 真 的三
维虚 拟环 境 , 是 一 种人机 交 进 行相 互交互 、 处 理及 呈现 .
虚拟 实验 是 在虚拟 现 实 的基 础上 用虚 拟现 实
学过 程 缺少 交互 、 创新 . 而且不 能 激发 学生 的学 习 激情 和 内在 潜能 , 整 个 的实验 千篇 一律 , 在 老师 预 设 实验情 境 下进 行 , 不能 培养 学 生 的创 造 力 和 创
新 能力 .
p l i c a t i o n ” 一 文 中 利 用 三 角 形 法 形 象 的 描 述 虚 拟 现实 系统 及基 本特 征 , 即所 谓 的 3 I .
( 1 )I mme r s i o n( 沉浸 ) : 用 户 对 三 维 虚 拟 环
传统 的 实验 教学 需要 建立 相应 的实验 室或 实
验机 房 , 投资 成本 和维 护 管理成 本 比较 高 , 由于 受
到 资金 、 设备 、 场地、 人 力 资源 等诸 多 因素 的 限制 ,
使 的很 多实 验教 学无 法开 展或 在一 定程 度 上影 响 了实 验教 学. 而且 实 验 中需 要 安 装 大 量 的 教 学 软
传 统 的实验 教 学 l _ 6 ] 是建立在 以教师为中心, 按 照“ 讲 一做 一 练一讲 ” 的模式 组 织学 生进 行实 验
教学 , 学 生处 于 被 动 的学 习位 置 , 缺 乏 能 动性 , 学
生 实验 往往 处 于 时 间和 空 间 的限 制 , 整 个 实 验 教
软件 方法 创建 的 一 个 可视 化 的三 维 实 验 环境 , 通 过键 盘 、 鼠标 等进 行操作 完 成 的实验要 求 , 它是 把
境 的情 感 反映. VR虚 拟是 一 个 逼 真 的三 维 环境 , 用 户通 过 人类 自身 的触 觉 、 视觉 、 感知 及认 知真 切 的感受 这个 虚 拟 环境 , 将 自己 身 临其 境 地 浸 入 到
这 个虚 拟环 境 中 , 沉 浸是 虚拟 环境 的最 基本 特征 .
( 2 ) I n t e r a c t i o n ( 交互) : 交互 性 是 虚 拟 环境 的
( Vi r t u a l Re a l i t y t e c h n o l o g y ) 是 将 虚 拟 的 客 观 上
不利 于 文件 的传 输 , 但 利 用 VRMI 技 术 能够 较 好 的解 决该 问题 . 因此 , 将 虚 拟现 实技术 引入 到实 验 教学 不失 为一 种 有 效 的 教学 策 略和 教 学 方 法. 本 文就 虚 拟现 实技 术在 教学 实验 中的应 用进 行 了一
we b作 为 一个 可 以连续 浏 览 的 三维 空 间 , 用 户 为 浏览 的 主体参 与 到这个 三 维虚拟 实验 环境 中进 行
试验.
Bu r d e a G 在“ Vi r t u a l r e a l i t y s y s t e m a n d Ap —

要: 虚 拟 现 实 技 术 是 当今 教 学 媒 体 的 一 种 新 技 术 , 它 的 出现 对 现 代 实 验 教 学 及 管 理 产 生 了 深 远 的 影 响 , 并
对 传 统 的课 堂教 学带 来 了 机 遇 和 挑 战 . 本文在介绍虚拟 现实的概念 、 特 点及分类 基础上 , 结 合 对 实 验 教 学 及 管 理 构 建 了虚 拟 现 实 在 实 验 教 学 中 的 优 势 , 并 对 虚 拟 现 实 的实 验 教 学模 式 进 行 了探 讨 分 析 . 关键词 : 虚拟现实 ; VRMI ; 虚拟实验 ; 实 验 教 学