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1、VR技术及其在现代教学中的应用技术应用《中国教育信息化》鳊辑部:mis@moe.edu.cn重庆长江师范学院朱斌曹漫祥摘要:虚拟现实技术是近期发展起来的新技术,它在现代教学中的应用研究正逐渐成为热点.该文介绍了虚拟现实技术的基本内涵,主要特征.深入分析了虚拟现实技术应用于现代教学的理论基础.探讨了虚拟现实技术在现代教学中的两种主要应用方式关键词:虚拟现实现代教学应用研究中图分类号:G434文献标识码:A文章编号:1673-8454(2007)05'0062-03虚拟现实VR(VirtualReality)是八十年代末期发展起来的一种新技术,是当前非常活跃的研究领域.[11它综合了计算机
2、图形学,图像处理与模式识别,智能技术.传感技术,语言处理与音响技术,网络技术等多门学科,将计算机处理的数字化信息变为人们所能感受到的具有各种表现形式的多维信息.目前,虚拟现实技术已广泛应用于航空航天,医学,建筑设计,教育等许多领域.在国外,虚拟现实技术已应用于课堂教学.虚拟现实技术作为新的教学媒体,它的出现无疑将对现代教学产生深远的影响.一,虚拟现实技术简介1,虚拟现实技术的基本内涵虚拟现实技术是通过多媒体技术与仿真技术相结合生成逼真的视,听,触觉一体化的虚拟环境.用户以自然的方式与虚拟环境中的客体进行体验和交互作用.从而产生身临其境的感受和体验.虚拟现实技术的基本内涵包括:操作者可以
3、通过人的自然动作来与虚拟环境发生交互;虚拟的实体不是客观存在的,是由计算机通过相应的算法来生成的;虚拟现实需要依靠专门的传感设备来进行交互作用._212,虚拟现实技术的主要特征虚拟现实技术应具有如下特征:沉浸性——虚拟现实技术是根据人类的视觉,听觉的生理心理特点,借助计算机,传感器和图像生成系统来虚拟真实环境,让参与者有身临其境的感觉,即"沉浸"于虚拟的环境中.使用者戴基金项目:长江师范学院自然科学基金项目(flsyk2006—29).62中国教育信息化/2007.05(高教职教)上头盔显示器和数据手套等交互设备,便可将自己置身于虚拟环境中,成为虚拟环境中的一员.使用者与虚拟环境中的各
4、种对象的相互作用.就如同在现实世界中的一样.当使用者移动头部时,虚拟环境中的图像也实时地跟随变化,拿起物体可使物体随着手的移动而运动.而且还可以听到三维仿真声音.交互性——主要是指实现人与虚拟环境中的对象发生交互操作的作用.使参与者以自然的手段,行为与计算机交互,达到真正的人机和谐.构想性——主要是指在计算机图形学的基础上实现真实场景的三维立体显示3.虚拟现实技术的分类虚拟现实技术的沉浸性和交互性是其最重要的两个特征,根据虚拟现实技术所倾向的特征的不同,可将虚拟现实技术划分为桌面式,增强式,沉浸式和网络分布式虚拟现实.虚拟现实系统按其功能不同又可分为三种类型:沉浸型格局,简易型和共享型
5、.沉浸型虚拟现实系统是一套比较复杂的系统.它的优点是用户全身心地沉浸到虚拟世界中去,弊端是系统设备价格昂贵难以普及推广.简易型虚拟现实系统由一台普通的计算机系统组成.使用者通过键盘,鼠标便可与虚拟环境进行交互.这种系统结构简单,价格低廉,易于普及推广.是一套经济实用的系统.共享型虚拟现实系统是利用远程网络,将异地的不同用户联结起来,共享一个虚拟空间,多个用户通过网络对同一虚拟世界进行观察和操作,达到协同工作的目的.例如,异地的学生,可以通过网络对虚拟实验室中的设备进行操作.二,虚拟现实技术应用于现代教学的理论基础现代教学强调人的主体性,要求学生主动参与教学过程.教学改革的目标是实现教学
6、现代化,提高教学效益和质量,全而提高学生素质.[31然而,教学现代化并非只是设备的现代化,它还包括教学观念的现代化,教学内容的现代化,教学手段的现代化.在现代教学中应用虚拟现实技术则易于实现教学改革的目标.具体体现在以下几《中国教育信息化》发行部:cyl@moe.edu.cn个方面:1.虚拟现实技术对教学观念的影响教学观念决定教学组织形式和教学方法.教学组织形式通常以课堂授课为主,教师是教学的中心,由教师决定教学内容,结构,方法及进度,这种教学方法是以教为主.学生处于被动的学习环境中.现代教学要求将传统的课堂讲授改变为启发引导式,追求教与学的合作,以讲授引导思维.以教导激发感情.并赋予
7、学生学习的主动性.虚拟现实教学有利于创造这样的环境,在以学生为中心的个别化教学,合作化教学形式和环境中自我探究得以真正实现.从多媒体虚拟现实系统的组织形式看,虚拟现实是非线性的网络结构,逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能,在此基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与并构建知识结构,使学生主动参与教学过程.在这种情况下,教材的意义也将由传统的"教材控制"转变为"学习者控制",教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将结合得更紧密,这
