虚拟现实技术在实验教学中的运用
来源:用户上传
作者:
摘 要：虚拟现实技术，是基于网络环境产生的新兴技术。主要是指运用计算机去生成一种接近真实的虚拟环境，是一种具备交互性特征的、智能化的三维动态视觉与虚拟行为模仿系统，能够将学习者更快引入到不同的情境中，克服许多现实教学中局限，这样的技术对于教育教学工作来说是有利的要素，特别是在学习压力巨大的高中阶段更有重要的意义，因此针对虚拟现实技术在高中实验教学中的应用进行分析，体现出技术优势。
关键词：虚拟现实技术；实验教学；化学实验
虚拟现实技术，是产生于新时代背景下，基于信息平台发展的新兴技术之一。其具备智能性、仿真性等特征，对于教学情境的营造有着不可忽视的重要作用。特别是在高中时期，学生的学习压力巨大，而虚拟现实技术则能够进一步提升教学的效率与质量，加快学生的理解，因此针对其在高中化学实验课程中的运用展开分析，以促进教学改革。
一、利用虚拟现实技术促进理实结合
实验教学是实践性的教学过程，但是并不能凭空去开展，必须要以理论为支撑，两者相互结合才能促进学生的理解。特别是在高中阶段的实验教学过程中，学生的每一步实验操作都应当有理论作为支撑，才能让学生的实践有据可依，印象更加深刻。而虚拟现实技术则是能够促进理实结合的途径，因此在课堂上教师也应当更积极地加以利用。利用虚拟现实技术，能够将实验的理论引导立体化，如同他人面对面的指导。例如，可以将与当前实验相关的知识点录入虚拟现实程序，建立起实验向导，如同VR游戏一样，引导学生逐步完成实验的各个步骤，并在各个环节阐述相关的知识要点，即便是已经学过的知识要点也应当再次强调，强化学生的记忆。例如，玻璃棒引流，虽然是一个简单的动作，但却能够确保实验结果的精准性，所以在实验过程中给予提醒，能够让学生的实验过程更加高效准确地进行。简而言之，理论与实践的结合十分必要，而虚拟现实技术则有着不可忽视的推进作用[1]。
二、利用虚拟现实技术建立教学情境
教学情境的建立有利于教学兴趣的激发，有利于学生的直观理解，这是众所周知的事实，在教学领域亦是如此。虽然高中阶段的实验教学已经有了一定的情境，便是校内的实验室，却并不利于学生的角色代入，研究者、挑战者，相较于学生角色，这样的角色更具激励性，更能让学生感受到新鲜感，而且环境也可以跳脱校内的实验室，变成研究室，甚至是其他实验环境，适当的变化会让学生有耳目一新的感受，这便是教学情境。因此为了让学生提起兴趣更积极地投入实验课，教师可以利用虚拟现實技术去建设不同的环境模型，创造不同的实验模式，赋予实验课更多变化性。例如，可以将实验流程设计为实验评分游戏，学生作为挑战者参与其中，最终综合每个学生的实验用时、操作规范性、结果精准度等多方面情况进行评分，学生感受到竞争带来的刺激，如同在游戏竞技中遇到了敌手，自然会更快投入进去，更加认真地看待实验过程与结果。
三、利用虚拟现实技术突破教学局限
谈及化学实验课，我们首先联想到的普遍都是在实验室内戴着口罩与手套进行实验的画面，虽然实验形式确实以此为主，我们在其他环境也不可能随时找到化学实验所需的素材（因为许多成分具有危险性）与设备仪器，但是实验是否真的必须要脱离生活，这个问题的答案是否定的。生活中的实验，只要我们肯发现，实际是不难实现的。例如，当前在网络上有许多趣味化学实验的影片广受大众欢迎。也有许多奇妙的化学现象甚至是课本上所不存在的，在实验课上也可能因过于简单而从未涉及，但却切实关系到化学原理。例如，为了验证热能的产生，教师可以专门针对热能制作出趣味的实践影像，引导学生利用不同的生活素材，以不同的方式去促生热能。这是十分有利的途径，能够让学生在课下利用碎片时间去进行化学知识实践，摆脱时间与空间的局限，激发学生的自主探索精神[2]。
四、利用虚拟现实技术培养学生独立意识
学生的化学知识学习，是为其未来的独立学术研究与技术实践奠定基础的过程，实验教学亦是如此。虽然在早期教学过程中，学生知识基础从无到有必须要依赖教师的引导，但是在高中阶段，学生已经接近成年，应当且必须要具备独立思考与实践的能力。但是我国应试化的教学体制，使学生过于依赖教师划定的学习范畴，失去了自主精神，即是说在早期教学过程中便已经养成了学生的依赖心理，所以要学生马上具备独立意识并非易事。为此教师更要利用虚拟现实技术去建立实验教学引导模型，即是说每个学生都等同于有了自身专属的学习向导，在实验过程中给予提示帮助，让实验流程更加顺利地推进，即便学生在实验过程中遇到问题时也不再需要等待教师指导完其他学生再来帮助自己，而可以向向导提问，这是最有利的途径。但是需要注意到的是信息化的模型系统并不能像普通人脑一样随时应变，难免会有未涉及的盲点，还需要不断补充完善，才能更好地引导学生，即是说系统也需要不断学习，才能体现出智能化的优势[3]。
虚拟现实技术在当前的教学领域，是不可忽视的关键技术，对于各个阶段、各个科目的教学，都有着推进作用。高中的化学教学亦是如此，在虚拟现实技术的支持下，教学效率与质量都能够得到进一步提升，让学生的实验过程更加顺利，收获更多，为此文中进行了进一步讨论，以为教学改革提供有利意见。
参考文献：
[1]王艳华，娄岩，郭婷婷，等.基于虚拟现实技术的实验教学CNKI论文分析[J].基础医学教育，2018，20（5）：414-419.
[2]高东锋，王森.虚拟现实技术发展对高校实验教学改革的影响与应对策略[J].中国高教研究，2016（10）：56-59.
[3]李玲，王非.基于网络的虚拟现实技术在高校实验教学中的应用[J].实验科学与技术，2014，12（3）：37-39，46.
编辑 段丽君
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14762703.htm
