新工科背景下虚拟现实技术在大学物理教学中的应用
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作者:张振清
摘要：提出新工科背景下虚拟现实技术优化大学物理教学的总体方法和思路：一是充分利用虚拟现实技术推动大学物理教学改革，优化大学物理教学的内容和方法;二是改善虚拟仪器和元器件设计，改善虚拟现实教学环境;三是以虚拟现实技术优化物理教学，提升大学物理教学效果;四是整合虚拟现实教学资源，促进物理教学资源共享.
关键词：新工科;虚拟现实技术;大学物理教学
[中图分类号]O4-3[文献标志码]A
Research on the Application of Virtual Reality Technology
in College Physics Teaching under the
Background of New Engineering
ZHANG Zhenqing a，b
（Railway Police College a.Department of Criminal Science and technology; b.Zhengzhou Key
Laboratory of Criminal Science and Technology，Zhengzhou 450053，China）
Abstract：The general method and idea of virtual reality technology to optimize college physics teaching are put forward under the background of new engineering.Make full use of virtual reality technology to promote the reform of college physics teaching and optimize the contents and methods of college physics teaching.Improve the design of virtual instruments and components，and improve the virtual reality teaching environment.Optimize physics teaching with virtual reality technology and improve the effect of college physics teaching. Integrate virtual reality teaching resources and promote the sharing of physics teaching resources.
Key words：new engineering course;virtual reality technology;college physics teaching
2017年，教育部提出加高校新工科建设，2020年教育部提出建设未来技术学院的发展规划，为新工科建设提出了崭新的发展方向.[1-4]新工科以产业需要为导向设置专业，以技术发展为目标调整教学内容，以学生为目标创新教学方式，颠覆了传统的大学物理教学模式.虚拟现实技术是网络化、智能化时代的新技术，从新工科视角看，虚拟现实技术优化了大学物理教学理念、方法和模式，提升了大学物理教学的智能化、网络化水平，将虚拟现实技术用于大学物理教学，能够推动大学物理教学改革.本文从新工科教育背景出发，考察虚拟现实技术在大学物理教学中的应用.
1虚拟现实技术对大学物理教学的重要意义虚拟现实技术不仅改变了人们的工作、生活和实践方式，也对人们的思维方式和学习方式产生了较大影响.新工科是在智能化、数字化、万物互联等新技术不断涌现的时代背景下产生的工科教育新理念，也是推动高校工科教学改革的指导思想，从新工科背景探讨虚拟现实技术对大学物理教学的影响有重要意义.
1.1虚拟现实技术顺应新工科教育理念要求
虚拟现实技术大大提高了人们的实践认知，提高了人们的主观能动性，是推动新工科教学改革的重要工具.人类历史上每次重大技术变革，都是人们对社会认知的又一个新高度，如蒸汽机革命、内燃机和电力革命、计算机革命等都深刻改变了人类的思维范式、生存方式.从总体上看，科技革命对人类社会的冲击是多方位的，不仅是对生产能力、社会关系、社会结构等产生较大冲击，同时也对人类的价值观念、教育理念、认知方式等产生较大冲击.在量子计算、万物互联、5G、人工智能等蓬勃发展的新一轮信息技术革命背景下，高校工科教育也面临巨大挑战，在这种背景下教育部提出了新工科教育理念，形成了以“复旦共识”“北京指南”“天大行动”等为主的新工科建设思路，为大学物理教学改革提供了崭新的思想指导.虚拟现实技术，顾名思义就是营造出一个虚拟的场景，工作人员在这个场景中进行感受和实践创作.虚拟现实技术可以使人们从多维度去认识新生事物，可以超时空去感知不同的领域，增加人们认识的深和广度，通过虚拟交流，认识更多的特殊群体或环境.
1.2虚拟现实技术推动大学物理教学改革
虚拟现实技术能促进大学物理教学改革，推动物理教学内容、方式创新，提高大学物理教学的生动性、趣味性和有效性.[5]当今社会是一个终身学习的互联网时代，在这种教育环境中虚拟现实、人工智能等新技术被广泛用于教学活动中，成为推动教育教学改革的重要动力.物理学科作为一门传统学科，物理知识学习、物理实验操作等与虚拟现实技术相结合，能够大大降低大学物理教学的难度，提高大学物理教学的形象性、简洁性、通俗性;可以将抽象难懂、无法演示的物理理论或实验转化为生动形象的图像、视频等，降低学生的物理学习难度.学生可以通过虚拟实践增加更多体验，提高个人的专业知识和实践能力.
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