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虚拟现实应用课堂激活学生探究欲

2016-08-18 来 源:摘自网络 点击: 移动版

  戴上一副超大型眼镜,眼前出现一片蔚蓝色海洋,仿佛坐在潜艇里,透过视窗,硅藻自由安闲地漂浮,磷虾出现了,一口一口地把硅藻吃掉……4分钟左右的“海洋大片”,在福州市市钱塘小学的虚拟现实课堂上,引来同学们一片“哇哇”的赞美声。授课教师表示,运用虚拟现实技术的这堂课,让同学们仿佛置身危险、刺激的海洋生物捕食现场,更深刻地理解了“食品链”和“食品网”的相关知识。

虚拟现实应用课堂激活学生探究欲

图为北京市四中的虚拟现实课。

虚拟现实应用课堂激活学生探究欲

  教师设计虚拟现实课程

  虚拟现实技术利用电脑模拟产生一个三维空间的虚拟世界,提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,如同身临其境一般,可及时、没有限制地观察三维空间内的事物。

  如今,虚拟现实技术已经走入很多国家的课堂。在美国费城曼塞克敦学区的一所高中的虚拟现实课堂里,海洋课教师带领同学们巡游了大堡礁,西班牙语教师则和大家一起来到了西班牙和墨西哥的城市中。教师们都对这项技术的引入感到很兴奋,每个人都想安排自己的班级使用该技术。有教师表示,当你想看某样事物的内部结构时,如原子、磁场、人类身体结构或者是建筑物,虚拟现实可以马上帮你实现。想进行任何的模拟,如物理实验和天气变化,虚拟现实也可以帮助到你。

  正因此,美国的一些教师开始利用这项技术设计自己的课程。布鲁克是一名物理教师,他通过一款4D人体解剖学应用,以及一个技术工作室来设计自己的课程,他分解身体系统,如肌肉、骨骼、循环系统等,以便学生可以细致观察里面的结构以及各个组织之间的联系。布鲁克打印出特定的图像,并让同学通过应用观看到人体的4D模型。布鲁克说,我喜欢这项技术,由于它丰富了学习体验,学生们也喜欢上了这些东西。

  虚拟现实技术已经在改变着教育。爱尔兰的一群学生在电脑中重建了历史遗迹,并通过头戴设备翱翔其中;南加州大学的学生们还通过学习虚拟现实技术,达到临床观察的目的;中国青岛市一所实验高中的虚拟现实课堂,地理课不再是简单的二维舆图,而是戴上眼镜,置身于科罗拉多大峡谷、马里亚纳海沟……

  正如福州市市钱塘小学校长林武所说,作为一种新兴的科学技术,虚拟现实技术带来的身临其境的感觉,对科学课、安全教育课等,都能起到很好的辅助教学作用。

  学生 从玩耍转向学习思考

  去年,北京市第65中学落成了虚拟现实实验室。实验室面积达220平方米,分为虚拟现实实验区、3D打印创意区和交流讨论区。在虚拟现实实验区,戴上3D眼镜,可以徜徉古迹景点;通过传导操纵器,可以将汽车发动机的14万个零件一个一个剥落下来。学校还购买了汽车发动机、航空母舰、石油钻井平台、太和殿建筑等30余个3D操纵项目,并已着手组织数理化教师和相关专家研发配套教材,推出校本课程。北京市体育馆路小学和北京市培新小学的部分班级,也推出虚拟现实课堂展开应用。

  教师和同学们普遍反映,这种课堂打破地域限制,学习空间无穷延展。中国式传统教学是课堂上老师教,学生学,即便是到了视频图片时代、多媒体技术时代的多元化课堂,实现的也仅仅是位置的移动,课堂主体结构不变,知识维度不变。假如进入虚拟现实课堂,学生可以成为鸟、成为鱼、成为探险家,飞上天空、潜入海底、置身沙漠……初中物理课不需要真实的烛炬、透镜和光源,也能完成凸透镜成像实验;书本上的三角函数公式直接变成立体的桥梁;医学院的学生可以看到血液在血管里活动,癌细胞怎样在人体里生长、变异——我们的学习空间被进一步拓宽了。学生们可以在时空上实现“穿越”,与历史人物“对话”,“见证”文明与古迹的消逝……这些以往只能通过书本和文字了解到的内容,通过虚拟现实技术展示,不再是抽象的、概念上的认知,给学习者沉醉式的直观体验。

  而对学校而言,在处理一些危险性实验上,以及平时难以接触到的书本上提到的危险场景演示上,这一技术有着不可相比的上风。很多教师以为,虚拟体验能够提升学生们的学习动力,学生们不断在教育中探究自身能力的极限。虚拟现实产生的参与度,将会让学生们的探究欲望从一开始的玩耍终极转向学习思考。

  困惑 课程选择仍需开发

  都柏林大学教育和终身学习学院的高尔文博士对涉及20所小学的虚拟课堂试点项目进行了评估。他以为,难以融入班集体的学生,会由于自己的技术特长而被同学们所接受。内向的学生突破了心理上的约束,之前在数学技能上缺乏信心的学天生为了自信满满的技术专家。

  目前,谷歌与全世界的教师和内容合作伙伴一起开发了100多个互动之旅,使得学生们更轻易全身心投入到新奇的虚拟现实体验中。一些学校也在积极开发课程。虚拟现实教育中最明显的应用,就是在类似于工程或者建筑之类的学科上,戴上头盔的学生可以设计虚拟的建筑物并进行操纵。如宾夕法尼亚州立大学工程学院组建的一个虚拟工程实验室,在那里学生能用双手实际捉住、旋转并且拼接虚拟的物体,目标是让学生就像在真实生活中那样使用螺丝起子和锤子。

  但一项调查显示,尽管超过半数的教师对虚拟现实技术持积极态度,但也有不少人持审慎态度,一线教师更多的需求是理化实验。而在调查“数字化实验室的未来方向”一题上,同样有教师指出,未来的实验室并不应该降低动手实验的可操纵性、直观性和现象观察。还有教师表示,学生在虚拟教室学到的是否就比在一般课堂中学到的更多?没有实际的交互,会不会弱化一些在一般课堂上能培养的其他能力比如团队合作能力?

  此外,在人文学科领域(如语言以及历史等学科)上使用虚拟现实技术,相对工程类学科而言,显得更局限也更有争议。从源头上来讲,人文学科的学生大部分的时间都花费在了文天职析上,目前还想象不出虚拟现实能对阅读经典作品起到什么附加意义。

  尽管虚拟现实在教育上能运用的范围已经非常广,但是没有人以为虚拟课堂能取代真实的校园。

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