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VR技术在教学活动中是不断进步的,教学活动逐步添加的多媒体教学、翻转课堂和线上教学等,都为VR交互系统在教学的应用奠定了基础,综合实践活动课程作为一门综合学科,探索VR交互系统在教学中的应用是非常便利的。VR技术也增加的实践课程的生活性和互动性,同时可以进一步拓宽实践课程的边界。
关键词:VR交互系统 综合实践活动课程 模拟场景
分类号:G603
通过VR(Virtual Reality 虚拟现实)技术建立3D交互场景,可以让使用者产生身临其境的虚拟场景体验,可以更加真切的获得在虚拟场景中看到、感受到的事物,类似于实践经历。【1】关于 VR 技术的应用,目前使用在教学环境中还是较少,主要集中在医学方面,进行人体学3D建模应用比较广泛,除此之外较多使用在低学龄段教学场景,以寓教于乐和培养兴趣为导向,应用于幼儿教育方面。对于综合实践教学领域,引进虚拟现实技术,并将其发展成辅助教学工具,不仅可以针对跨学科、跨领域研发相应的课程,打造情景式与交互式的教学新模式,而且有利于缓解实践活动中硬件资源的缺乏问题。由此,拓展活动新模式的同时,提高中小学生解决实际生活问题的能力,将学科知识应用于现实场景中。
1. VR 交互系统
VR交互系统是基于计算机网络系统创造的虚拟具有真实触觉、听觉、视觉的三维空间环境,对3D模型进行实时交互和驱动,不仅可以将人的主观活动投射到模拟场景中,让使用人员有身临其境之感,还可以在这一虚拟三维空间中无限制、及时地对其中各项事务进行观察和探究。【2】
2.VR交互系统的特点
VR交互系统具有沉浸性、感知性、交互性等特点。通过VR技术提供的视听、动感等表现形式让人愿意在虚拟环境中体验人机互动的过程,并将其视为真实环境。在新一代的VR交互系统中通常具有触觉、视觉、听觉等与五感相关的设备与传感装置【3】,为使用着提升感知虚拟环境的真实感。VR環境的交互性是双向甚至多向的,不仅体现在人机之间的交互活动,现在已经支持人—人—机等多向交互,多人操作使虚拟环境感知到人的操作,作出相应的反馈机制。
3.VR 技术在综合实践活动课程中的优势
综合实践活动课程是一门经历多次改进与丰富,教育部在2017年印发了《关于《中小学综合实践活动课程指导纲要》(以下简称《纲要》),将综合实践课程明确为从学生的真实生活和发展需要出发,从生活情境中发现问题,转化为活动主题,通过探究、服务、制作、体验等方式,培养学生综合素质的跨学科实践性课程【4】。
将VR交互系统应用于综合实践活动中有以下优势和价值:
第一,增强实践活动的生活性。实践活动课程是一门跨学科、跨领域的综合性实践活动课程,学科知识的学习只占活动过程中的非常小的占比,更多的是对学生已有知识的整合和应用,这种整合和应用主要是为了解决实际生活中的问题。但由于活动场地所限,只能为学生提供“模拟”环境,VR交互系统可以大大提高“模拟”环境的真实感和互动性,增强实践活动的生活性,让综合实践活动发生在更真实的生活场景。
第二,丰富实践活动的科技元素。根据《纲要》综合实践活动课程应加大传统文化、爱国主义教育和科技的比重,将VR交互系统融入综合实践活动过程中可以提高学生的科技信息素养,在模拟环境中灵活运用多学科知识技能,锻炼在新时代信息媒体生活中获取信息与运用知识的能力。
第三,拓展实践活动的空间与时间。VR技术可以无限的扩宽活动的空间与时间范围,在学生学习天文知识的时候,VR交互系统可以直接给学生建模一个星系环境,并且让学生自主选择想要了解的行星,在了解古代文化知识的时候VR技术可以将时间塑造在过去的时空中。这种技术应用在实践活动中,将彻底放开活动场所的限制,无限次的使用不同的场景,并且这也是一个各学科可以相互使用的的建模资源库。
4.VR交互系统在综合实践活动教学过程中的应用探索
VR交互系统在综合实践活动教学中的应用是经过多次探索,并且也根据学校设备、经费等原因在尝试中最终选择的改进方向。
第一阶段,简单动画互动。例如,模拟驾驶课程。通过简单地设备,在显示屏上模拟公路、山路等场所,并设计了酒后等场景,让学生体验开车的注意事项和安全驾驶的重要性。这是初期尝试。
第二阶段,模拟场所单向互动。例如,地震小屋。在场馆中构建一个真实的生活场景,并且装置模拟地震的仪器,最大化模拟出震动的场景,让学生在架构好的地震中进行安全演习。这种模拟场所是机器对人的单向互动。
第三阶段,增加感官装备模拟场所单向互动。例如,自然灾害体验。这种是较为大型的模拟装置,让体验者感受到风、雨等自然环境,可以让学生多人同时进行体验,但在该阶段仍然未实现人机交互。
第四阶段,VR设备单人交互系统。例如,禁毒体验课程。该课程是最基础的VR交互系统,学生需要戴上头部装置和手柄进入模拟场景中,在模拟环境中做出选择,不同的选择会让学生演绎不一样的“人生”,让学生在模拟生活中了解“毒品”的危害。这个阶段是将VR交互系统真正运用到了实践活动中,但仍未实现多方互动。
目前,VR交互系统在综合实践活动课程中的应用仍然在不断探索过程中,由于VR建模在医学等领域的逐步成熟,VR模型逐渐的成熟多样化,为综合实践活动课程未来在VR交互系统选择方向也提供了无限的可能。
参考文献:
【1】林胜青.基于VR的交互系统在高校实践教学中的应用探讨[J].数字通信世界,2018(04):207+243.
【2】韩奉林.基于 VR 技术的翻转课堂教学法在机械专业实践环节教学中的应用[J].中国教育技术装备,2019(10):31-32.
【3】Grigore C·Burdea,[法]Philippe Coiffet著,魏迎梅译.虚拟现实技术[M].北京:电子工业出版社,2005.
【4】中小学综合实践活动课程指导纲要,教材〔2017〕4号,教育部http://www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/201710/t20171017_316616.html
石家庄市青少年社会综合实践学校,河北省 石家庄 050000
关键词:VR交互系统 综合实践活动课程 模拟场景
分类号:G603
通过VR(Virtual Reality 虚拟现实)技术建立3D交互场景,可以让使用者产生身临其境的虚拟场景体验,可以更加真切的获得在虚拟场景中看到、感受到的事物,类似于实践经历。【1】关于 VR 技术的应用,目前使用在教学环境中还是较少,主要集中在医学方面,进行人体学3D建模应用比较广泛,除此之外较多使用在低学龄段教学场景,以寓教于乐和培养兴趣为导向,应用于幼儿教育方面。对于综合实践教学领域,引进虚拟现实技术,并将其发展成辅助教学工具,不仅可以针对跨学科、跨领域研发相应的课程,打造情景式与交互式的教学新模式,而且有利于缓解实践活动中硬件资源的缺乏问题。由此,拓展活动新模式的同时,提高中小学生解决实际生活问题的能力,将学科知识应用于现实场景中。
1. VR 交互系统
VR交互系统是基于计算机网络系统创造的虚拟具有真实触觉、听觉、视觉的三维空间环境,对3D模型进行实时交互和驱动,不仅可以将人的主观活动投射到模拟场景中,让使用人员有身临其境之感,还可以在这一虚拟三维空间中无限制、及时地对其中各项事务进行观察和探究。【2】
2.VR交互系统的特点
VR交互系统具有沉浸性、感知性、交互性等特点。通过VR技术提供的视听、动感等表现形式让人愿意在虚拟环境中体验人机互动的过程,并将其视为真实环境。在新一代的VR交互系统中通常具有触觉、视觉、听觉等与五感相关的设备与传感装置【3】,为使用着提升感知虚拟环境的真实感。VR環境的交互性是双向甚至多向的,不仅体现在人机之间的交互活动,现在已经支持人—人—机等多向交互,多人操作使虚拟环境感知到人的操作,作出相应的反馈机制。
3.VR 技术在综合实践活动课程中的优势
综合实践活动课程是一门经历多次改进与丰富,教育部在2017年印发了《关于《中小学综合实践活动课程指导纲要》(以下简称《纲要》),将综合实践课程明确为从学生的真实生活和发展需要出发,从生活情境中发现问题,转化为活动主题,通过探究、服务、制作、体验等方式,培养学生综合素质的跨学科实践性课程【4】。
将VR交互系统应用于综合实践活动中有以下优势和价值:
第一,增强实践活动的生活性。实践活动课程是一门跨学科、跨领域的综合性实践活动课程,学科知识的学习只占活动过程中的非常小的占比,更多的是对学生已有知识的整合和应用,这种整合和应用主要是为了解决实际生活中的问题。但由于活动场地所限,只能为学生提供“模拟”环境,VR交互系统可以大大提高“模拟”环境的真实感和互动性,增强实践活动的生活性,让综合实践活动发生在更真实的生活场景。
第二,丰富实践活动的科技元素。根据《纲要》综合实践活动课程应加大传统文化、爱国主义教育和科技的比重,将VR交互系统融入综合实践活动过程中可以提高学生的科技信息素养,在模拟环境中灵活运用多学科知识技能,锻炼在新时代信息媒体生活中获取信息与运用知识的能力。
第三,拓展实践活动的空间与时间。VR技术可以无限的扩宽活动的空间与时间范围,在学生学习天文知识的时候,VR交互系统可以直接给学生建模一个星系环境,并且让学生自主选择想要了解的行星,在了解古代文化知识的时候VR技术可以将时间塑造在过去的时空中。这种技术应用在实践活动中,将彻底放开活动场所的限制,无限次的使用不同的场景,并且这也是一个各学科可以相互使用的的建模资源库。
4.VR交互系统在综合实践活动教学过程中的应用探索
VR交互系统在综合实践活动教学中的应用是经过多次探索,并且也根据学校设备、经费等原因在尝试中最终选择的改进方向。
第一阶段,简单动画互动。例如,模拟驾驶课程。通过简单地设备,在显示屏上模拟公路、山路等场所,并设计了酒后等场景,让学生体验开车的注意事项和安全驾驶的重要性。这是初期尝试。
第二阶段,模拟场所单向互动。例如,地震小屋。在场馆中构建一个真实的生活场景,并且装置模拟地震的仪器,最大化模拟出震动的场景,让学生在架构好的地震中进行安全演习。这种模拟场所是机器对人的单向互动。
第三阶段,增加感官装备模拟场所单向互动。例如,自然灾害体验。这种是较为大型的模拟装置,让体验者感受到风、雨等自然环境,可以让学生多人同时进行体验,但在该阶段仍然未实现人机交互。
第四阶段,VR设备单人交互系统。例如,禁毒体验课程。该课程是最基础的VR交互系统,学生需要戴上头部装置和手柄进入模拟场景中,在模拟环境中做出选择,不同的选择会让学生演绎不一样的“人生”,让学生在模拟生活中了解“毒品”的危害。这个阶段是将VR交互系统真正运用到了实践活动中,但仍未实现多方互动。
目前,VR交互系统在综合实践活动课程中的应用仍然在不断探索过程中,由于VR建模在医学等领域的逐步成熟,VR模型逐渐的成熟多样化,为综合实践活动课程未来在VR交互系统选择方向也提供了无限的可能。
参考文献:
【1】林胜青.基于VR的交互系统在高校实践教学中的应用探讨[J].数字通信世界,2018(04):207+243.
【2】韩奉林.基于 VR 技术的翻转课堂教学法在机械专业实践环节教学中的应用[J].中国教育技术装备,2019(10):31-32.
【3】Grigore C·Burdea,[法]Philippe Coiffet著,魏迎梅译.虚拟现实技术[M].北京:电子工业出版社,2005.
【4】中小学综合实践活动课程指导纲要,教材〔2017〕4号,教育部http://www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/201710/t20171017_316616.html
石家庄市青少年社会综合实践学校,河北省 石家庄 050000