虚拟现实技术在教学中的应用 - 网站源码_资源分享

VR控制技术

VR控制技术（Virtual Reality，VR），是一类可以建立和新体验虚拟世界的计算机系统模拟控制系统，是一类Immunol重要信息结合的互动式的二维静态视景和虚拟犯罪行为的控制系统模拟。即可视化造成二维的互动式世界，获得精巧的听觉、感官、感官的交互效用，Brisach造成身历其境的觉得，有如置身虚拟世界那样。

1956年，首台VR电子设备

VR控制技术最先应用应用领域在国防应用领域，如朱诺太空梭方案、中程的研发、核电厂运转等各方面。到上世纪70二十世纪后期，军用应用领域才已经开始出现互动式模拟控制技术，并从1980年以内已经开始，借助于计算机系统软件控制技术的产业发展小规模地应用应用领域于现代人制造、日常生活。现如今，互动式模拟控制技术在基础产业各个应用领域，如基础教育、城市交通、动力系统、石油化工、锻造、乃至于林业、轻工业、自然科学等各个各方面都获得了广为的应用应用领域和产业发展，并造成了非常大的效益，应用应用领域发展前景极为宽广。

那时的VR电子设备

目前，VR武器装备主要有下列两个大类：PCVR、VR打印机和图形界面可视化一体机。

PCVR硬体这类就是一个显示屏，它是须要和笔记本电脑配搭一同采用的。PCVR的缺点就是有一堆影响新体验的线缆，和无法脱离笔记本电脑采用，不像VR打印机那么便捷，部分PCVR还须要支架放置定位基站，极为占用空间，当然高配置笔记本电脑也是一个极高的入门门槛。

VR打印机是具备独立处理器的VR头显（头戴式显示电子设备）。具备了独立运算、输入和输出的功能。功能不如外接式VR头显强大，但是没有连线束缚，自由度更高。随着控制技术的不断进步，VR打印机或眼镜式VR/AR电子设备会是今后的主流产业发展方向

图形界面互动式打印机是通过AR的显示方式，利用操作笔来进行沉浸式的课堂教学

VR控制技术在课堂教学中的应用应用领域

政策引领

随着控制技术的日臻成熟，VR控制技术在教育课堂教学应用领域获得了广为深入的应用应用领域，特别是近年来国家及基础教育部多次发文，积极引导和推动包括VR在内的重要信息化控制技术与基础教育课堂教学的结合，在新时代背景下发挥更加重要的作用。

党的十九大指出，要加快基础教育现代化建设，使我国基础教育重要信息化产业发展水平走在世界前列，发挥全球引领作用，为国际基础教育重要信息化产业发展提供中国智慧和中国方案。

2019年11月，基础教育部发布的《关于加强和改进中小学实验课堂教学的意见》，文中明确指出：对于因受时空限制而在现实世界中无法观察和控制的事物和现象、变化太快或太慢的过程，和有危险性、破坏性和对环境有危害的实验，可用增强现实、VR等控制技术手段呈现。

2021年7月，基础教育部等六部门联合发布《关于推进基础教育新型基础设施建设构建高质量基础教育支撑体系的指导意见》，支持有条件的学校利用重要信息控制技术升级课堂教学设施、科研设施和公共设施，促进学校物理空间与网络空间一体化建设。完善智慧课堂教学设施，部署学科专用教室、课堂教学实验室，依托感知可视化、模拟实验等武器装备，打造生动直观形象的新课堂。

2021年12月，《“十四五”国家重要信息化规划》发布，强调要完善国家数字基础教育资源公共服务体系。要应用应用领域各种新兴控制技术丰富数字基础教育资源的表现形态，提升数字基础教育资源的课堂教学可视化与应用应用领域新体验。借助于VR、增强现实、人工智能等控制技术，实现虚实结合课堂教学场景、智能导学控制系统、智能助教、智能学伴、基础教育机器人等新型资源开发，使数字基础教育资源更好地服务于师生的知识建构、技能训练、交流协作、反馈评价等课堂教学活动。

2022年4月，基础教育部发布新版《义务基础教育课程方案》与各学科《课程标准》，在部分学科中都指出了要“灵活选用课堂教学方式，合理运用重要信息控制技术”的课程理念。

在《义务基础教育生物学课程标准》中，明确指出“重视重要信息化课程资源的开发和利用。增强课堂教学的直观性、生动性和丰富性。如教师可以运用互联网和数字电子设备，设计完成模拟实验, 进行互动式模拟实验，突破实验材料、实验时间和实验电子设备的限制，减少学习活动对材料、场地和电子设备等条件的依赖。”

为代表的个性化学习的产业发展，适时引入化学课堂教学实践中。

在《义务基础教育物理课程标准》中，强调“利用重要信息控制技术丰富教材配套资源。例如，当一些物理现象很难真实呈现时，可利用重要信息控制技术辅助手段，让学生比较直观便捷地进行观察。按照物理规律制作而成的智能型软件，可用来做一些中学实验室中难以完成或不能完成的实验”。

对基础教育的影响

当今基础教育重要信息化已经步入加快推进的黄金期，也是关键期。在全球基础教育创新的改革中，VR控制技术已成为一个不容忽视的产业发展趋势。

对传统课堂教学模式的影响

在基础教育课堂教学应用领域，随着重要信息控制技术的产业发展，当前的学习和课堂教学环境已经发生很大的变化，学习方式由单向化、固态化、静态化走向静态化、情景化、个性化、社会性。

VR控制技术的应用应用领域可以创设自然、直观的学习情景，改变传统基于PPT的文本、图像等二维平面基础教育环境，利用精巧的二维可视化环境展示课堂教学内容，把被动传输式学习变为激发学习兴趣和保持学生注意力的主动式探索学习，有效提高基础教育教学质量，有助于培养学生的想象力、创造力和深度思考的学习能力。从而使得当下VR控制技术成为了学校调整课堂教学武器装备和改变课堂教学方式的优先方案之一。

对课堂教学手段的影响

互动启发式课堂教学。通过身历其境的、自主控制的人机交

发现式课堂教学。这是一类以解决问题为中心的课堂教学形式，互动式现实在实训课堂教学中可以让学生进入问题存在的环境，有针对性地建构互动式情境，引导学生进行探究。能提供良好的人机可视化，还允许学生出错，自行了解错误的根由及后果，发现解决问题的方法。

对实验课堂教学的影响

实验是多数课堂教学活动必不可少的一部分。弥补课堂教学电子设备的不足。在远程课堂教学实验中，往往因为实验电子设备，产地，经费等各方面的原因，使一些课堂教学实验无法进行。VR可以弥补这点不足，学生足不出户便可实验，获得真实的体会，从而丰富了感性认识。

在课堂教学中的优势

提高课堂参与度，营造良好互动氛围

课堂参与是师生互动必不可缺的环节，新课标更是注重师生互动、生生互动的参与度。大量课堂实践表明学生的参与度与课堂课堂教学质量息息相关。利用VR/AR设备进行分组式课堂教学，大大方便了师生间的互动，同时也方便学生之间的合作交流，营造一个自由开放的课堂学习氛围。

增加课堂趣味性，激发学生学习兴趣

托尔斯泰说过：“成功的课堂教学所须要的不是强制而是激发学生的兴趣”。新课标要求在课程实施上要注重学生学习的自主性。兴趣是最好的老师，激发学生学习兴趣能够提升学生的自主性。教师在课堂教学中应该激发学生的好奇心，寓教于乐，吸引学生注意力。VR控制技术为课堂教学增添了一类新模式。让学生在学习的同时新体验科技带来的新鲜感，使学生沉浸在其中，同时在内容上允许自由操作，让学生充分新体验探究带来的学习乐趣。

打造可视化课堂教学，降低学生理解难度

VR控制技术不仅给师生提供了一个极具真实、高沉浸感的环境新体验，同时可以把危险性高、受限于环境或电子设备等因素而无法进行的实验搬到互动式场景中进行操作。不仅如此，它还能将诸如微观、抽象等现实中不可见的现象和现象背后的原理等内容直观可视化，让学生直观感受，降低学生理解难度。

动图1

彻底打破空间、时间环境的限制

利用VR控制技术，可以使学生进入到大至森林海洋，小至原子粒子的内部进行观察，甚至进行可视化。这是电视录像媒体所无法比拟的。互动式控制技术还可以突破时间的限制，一些须要几十年甚至上百年才能观察的变化过程，通过VR控制技术，可以在很短的时间内呈现给学生观察。例如，观察种子的萌发实验，往往要几天的时间，而互动式控制技术在一堂课内就可以实现。

弥补远程课堂教学条件的不足

在2022年5月6日国务院联防联控机制举办的新闻发布会上，基础教育部高等基础教育司一级巡视员宋毅表示，实验、实践课是高校课堂教学的重要内容，疫情以来各地各校创新开课方式，充分挖掘各类在线实验实训和互动式模拟平台资源，通过慕课、现场直播、互动式模拟等方式开展实验、实践课堂教学，开展了大量积极有效的探索实践。

在远程课堂教学中，往往会因为实验电子设备、实验场地、课堂教学经费等各方面的原因，而使一些应该开设的课堂教学实验无法进行。利用VR控制系统，可以弥补这些各方面的不足，学生足不出户便可以做各种各样的实验，获得与真实实验那样的体会，从而丰富感性认识，加深对课堂教学内容的理解。