虚拟现实技术在中学教学的运用初探

《虚拟现实技术在中学教学的运用初探》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、虚拟现实技术在中学教学的运用初探惠州市惠东中学杨宇翔虚拟现实技术(VirtualReality,简写为”VR”)，乂称灵境技术,是二十世纪末兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。这种技术生成的视觉是彩色全景的、咅响是环绕立体的，人机交互是自然和谐的，因此给用户产生一种身临其境、亲手操纵的虚拟现实环境。此境，既可以是一种对现实世界的计算机仿真，也可以是超越我们所处时空之外的虚构环境。虚拟现实技术具有”31”的重要特点：沉浸感(Immersion)＞轴性(I

2、nteraction)和构想性(Imagination)o其中，沉浸感和交互性是虚拟现实的两个基本特征，它们强调了人在虚拟现实系统的主导作用，使得参与者在虚拟现实环境中做到沉浸其中，超越具上、进出自如和交互自由。构想性则是更上一层的特征，提供了一个发挥人的想象力和创造性，建构新事物的平台。正是VR的“31”，虚拟现实技术被广泛应用于工业产品与建筑设计、科学研究、航空航天、军事训练、医学实习、娱乐游戏等许多领域，如利用构想性开发新产品、设计高楼大廈，能省时高效；乂如构造一种虚拟战场，让士兵练习使用坦克、飞机、导弹等武器，让将军

3、进行兵棋推演、运筹帷幄，就能获得真实战场的效果而又安全、节能及环保。可是虚拟现实技术在中学教学上用得很少，原因是成本太高，在虚拟现实系统的设备清单屮动辄是高性能计算机、头盔显示器、数据手套、数据衣…，令人望而止步。实际上，虚拟现实技术按虚拟环境的逼真程度可以分为好几类，其中逼真程度较低的是桌面虚拟现实系统，它成木低，考虑到中学的实际，可以采用这种类型虚拟现实技术来辅助教学，只需配备性能较好的多媒体电脑和局域网，最好还能发挥师生的智慧，加入一些传感器、模数转换器及相关接口技术的小发明小革新，就能基本满足系统对便件设备的要求。根

4、据以上对虚拟现实技术的基木认识，我们不难看到VR在屮学教学里，既有实用价值性，又有实际可行性。那么，怎样把虚拟现实技术具体地运用到教学Z中，发挥好”31”对教学的强大辅助效能?可以通过以下的虚拟漫游、虚拟实验等四种方式来组织进行。一、虚拟漫游虚拟漫游是指用户借助鼠标、键盘、或其它设备，在计算机虚拟场景中交互地游览、参观，在此过程，用户可以自主地决定游览的方向和路径；自如地选择观察的距离和角度；而且能随时启动一个“事件”，例如碰到一个物体，会发出碰撞声，遇到一扇门，可以亲手把它打开。教学上的虚拟漫游非常适合辅导学生学习有关景观

5、、流程、结构等方面的知识，它的虚拟场景与教材内容相关，比如，语文的故宫博物院、桂林山水等数码场景，历史的三国赤壁古战场；生物科的数字人体，一个能看得见心脏在跳动、肠胃在蠕动、两片肺叶一舒一张地工作着……的全景虚拟人体；以及物理学中的原子齐种模型结构、核电站构造、电磁场想彖图景等等，这些场景有的是现实世界的映像，或在此基础上作艺术处理，如把极人或极微小的物体，以适当的规模体现，把极快或极慢的现象，以适当的速度呈现；有的则是通过超越时空的想象，用模拟比喻的方式，把抽象无形的概念性东西，形象化为某种场景。虚拟场景及漫游的获得有两条

6、途径，一是向专业公司定购或者从网上、资源库中共享得到。二是自己动手制作，自制方式Z—，利用QuickTimeVirtualReality.漫游大师等专门软件来做；口制方式之二，是通过编写程序来实现，主耍采用OpenGL技术、DirectX技术，及在WEB上广泛使用的VRML、Java3D技术。其步骤，首先，运用全景拍摄、3DstudioMAX或AutoCAD的三维造型、贴图、局像拼接等手段，来建构模型和布置舞台；然后，使用VisualC++、OpenGL、Java3D等工具进行编程，实现三维景象的实时绘制和渲染，最终获得交互

7、式漫游的效果。有了虚拟漫游的教件，学生就可以游览海底、遨游太宇、观摩故宫博物院，甚至深入原子内部观察电子的运动轨道和体验爱因斯坦的相对论世界……，当对数字人体进行视察时，学生能自如进入血液循环系统，乘着小舟，观察心脏的两个心房和两个心室如何精巧地配合丁作，看血红细胞怎样与氧气结合。如此的学习过程，学生沉浸于学习内容的环境屮，身临其境地感受和体验学习对彖，肯定会产生高效率的学习效果，而且，此时的学习活动就像在观光旅游，令学生愉快、感兴趣，是一种快乐学习。二、虚拟实验虚拟实验是在虚拟的实验室里，虚拟的实验台上，用虚拟的仪器和工具

8、，做虚拟的实验，但它的实验效果和结果却跟真实的基木一样。虚拟实验有两种悄形，一种悄形是实验在计算机显示器里只呈现部分，通常是实验结果的那部分。有一种模拟开车的游戏机，汽车模型前面摆上一面显示器,用于模拟显示驾驶员眼前所见到的，当转动方向盘，你会发现汽车沿着公路拐弯;当踩下油门踏板，你会感到