虚拟现实技术在实验教学中的应用研究

齐巨慧

摘要：目前，随着我国计算机技术的不断发展，能够利用计算机技术将一些实验过程模拟出来，从而能够以可视化的形式展现在人们的面前，使得人们能够对实验的效果进行预期。因此，该文通过简要介绍虚拟现实技术的概念及其价值，进而提出了虚拟现实技术在实验教学中的应用原则及实践方法。

关键词：虚拟现实；虚拟技术；实验教学

中图分类号：TP3 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）25-0133-02

目前，很多学校为了更好地提高学生的实践能力，开展了实验教学活动，从而能够通过具体的实验教学，让学生更好地将理论知识运用到实践当中。但是在开展实验教学活动时，可以利用虚拟现实技术对实验的过程及效果进行模拟，从而能够更好地促进实验效果的提高。因此，本文围绕着虚拟现实技术的概念、价值进行论述，最后总结了虚拟现实技术在实验教学中应用的原则和具体的实践方法，从而能够为虚拟现实技术在实验教学中的应用提供更多的参考。

1 虚拟现实技术的概念

虚拟现实技术主要是指利用计算机及相关的设备，能够为用户提供相关的视觉、听觉体验，从而能够使得用户利用自己的感知来进行体验。虚拟现实技术是对真实现实中的情况进行模拟，从而通过各种表现形式进行信息的传播。

虚拟现实技术主要具有以下几个方面的特点：第一，虚拟性的特点，虚拟现实技术主要是对现实中真实存在的事物进行模拟，所以虚拟环境中与真实的环境比较相似，这也是虚拟现实技术的基础，从而能够为人们提供更好的虚拟体验；第二，交互性，虚拟现实技术不仅仅能够模拟现实中的事物，而且可以模拟现实中事物对人产生的反馈等等，因此人们能够在虚拟现实中，与周围的事物产生较好的互动，能够进一步增加虚拟现实技术的真实性。根据以上虚拟现实技术的特点可以看出，其主要是为了更好地营造虚拟的现实环境。

2 虚拟现实技术的价值

虚拟现实技术产生之后，不仅仅作为一种新的科学技术，而且能够对现实世界产生一定的价值。虚拟现实技术的价值主要体现在以下几个方面：第一，模拟真实的现实活动，从而使得人们无法在现实世界中完成的活动，能够通过虚拟现实技术来实现。例如：普通人群希望能够对消防过程进行体验，但是无法真实地进入发生火灾的现实情况中，那么就可以通过虚拟现实技术，从而模拟火灾现场，这样人们可以感受到相应的信息；第二，虚拟现实技术可以为教育提供更大的价值，例如：在教育中进行研究时，人们希望对于某些设想进行实践，但是又缺乏足够的条件来完成实践过程，这时就可以利用虚拟现实技术来讲模拟实验情况，从而能够达到更好的效果；第三，帮助人们树立更好的抽象思维，对于人们来讲，是生活在三维的世界当中，对于很多东西的感知都是通过抽象思维来进行的；但是，很多时候三维世界在平面进行展示时，缺乏抽象思维的人群无法适应这一过程。所以，可以利用虚拟现实技术帮助人们更好地树立抽象思维。

3 虚拟现实技在实验教学中应用的原则

根据以上的分析和论述可知，虚拟现实技术具有鲜明的特点，同时对于教学有着良好的促进作用。因此，可以将虚拟现实技术应用到实验教学活动中，但是在应用的过程中需要遵循一定的原则，本文通过简要介绍，认为这些原则主要体现在以下几个方面：

3.1 学生主体性的原则

根据素质教育的内容可以得知，学生是教学中的主体。因此，在实验教学过程中应用虚拟现实技术时，也需要遵循学生主体性的原则，为此可以做到以下几点：第一，在传统的教学观念中，学生是知识的被动接受者；但是，为了更好地将虚拟现实技术应用于实验教学中，需要充分认识到学生是学习的主体，教师应该给予学生充分地指导，从而更好地提高学生在实验教学中的积极性，从而能够促进虚拟现实技术在实验教学的良好应用；第二，利用虚拟现实技术培养学生独立思考的能力，虚拟现实技术能够对实验过程和实验结果进行良好的模拟，因此在开展实验教学过程中，可以充分利用虚拟现实技术对实验过程进行模拟，教师给予良好的指导，从而能够培养学生独立观察、独立实验以及独立思考的能力。

3.2 教师指导性的原则

在进行实验教学的过程中，离不开教师的良好指导，需要在将虚拟现实技术应用到实验教学过程中，进一步遵循教师指导性的原则，更好地发挥教师的指导作用，为此可以参考以下几点：第一，要正确认识虚拟现实技术在实验教学中的作用，虚拟现实技术作为一种辅助技术，能够更好地促进实验教学的开展，但是无法替代教师在实验教学中的指导地位，需要不断明确这一原则，才能够更好地在实验教学过程中应用虚拟现实技术；第二，教师应该充分转变自己的在实验教学中的角色，从传统的课堂主导地位向着引导地位转变，在进行实验教学中可以给予学生更多的自由，体现学生在课堂中的主体地位；同时也需要给予学生更好的指导，帮助学生更好地利用虚拟现实技术完成实验教学过程。

3.3 遵循因材施教的原则

为了更好地提供实验教学效果，很多学校在进行实验的过程中，应用了虚拟现实技术，使得学生能更好地观察到实验的过程和结果。但是，不同的学生之间的学习能力和实验能力等等都存在较大的差距，因此在将虚拟现实技术应用到实验教学的过程中，需要遵循因材施教的原则，为此可以做到以下几点：第一，为了更好地将虚拟现实技术应用到实验教学中，需要对每个学生的学习情况进行了解，从而能够根据学生的学习能力和学习特点，应用不同的虚拟现实技术，更好地促进实验教学的开展；第二，在进行教学的过程中，需要尊重每个学生的思想，为学生提供相对自由的实验环境，从而能够给予学生充分的空间，发挥自身在实验教学中的积极性，以及对虚拟现实技术的兴趣，从而能够更好地促进虚拟现实技术在实验教学中的应用。

3.4 遵循开放性和创新性的原则

对于很多学校来讲，开展实验教学课程就是为了更好地让学生将理论知识运用到实践当中，从而能够更好地促进学生学习的开放性和创新性。因此，为了更好地将虚拟现实技术应用到实验教学中，也需要遵循开放性和创新性的原则，为此可以做到以下几点：第一，对于实验教学来讲，在进行实验的过程中，实验结果有着多种可能性，可能失败也可能成功，还可能出现很多未知的结果，因此在应用虚拟现实技术的过程中，遵循开放性的原则，对于每一种实验结果都进行大胆假设小心求证，而不是仅仅局限在教学内容中；第二，创新是实验教学的重要教学目标之一，通过培养学生的实践能力，从而能够为学生的创新能力打下良好的基础。因此，在将虚拟现实技术应用到实验教学的过程中，需要遵循创新性的原则，才能够更好地发散学生的思维，进一步提高学生的创新能力。

4 虚拟现实技术应用于实验教学的实践方法

4.1 熟练掌握虚拟现实技术在实验教学中的应用方法

为了更好地将虚拟现实技术应用到实验教学中，需要教师和学生熟练掌握虚拟现实技术的应用，为此可以做到以下几点：第一，对于实验教学中的学生进行集中培训，利用教学课程中的相关课时，对虚拟现实技术机器及其相关技术的应用方法进行相关的讲解，使得学生能够熟练操作相关的设备，确保实验教学课程的顺利开展；第二，学生和教师需要对实验教学进行相关的准备，例如：学生需要对实验教学课程中运用到的相关知识进行复习，教师需要对实验教学活动的开展进行备课，从而能够提前对实验教学进行演练，能够为将虚拟现实技术应用到实验教学中提供基础条件。

4.2 设计合理的实验教学过程

虚拟现实技术作为一种新的实验方法，开始应用于实验教学过程中，对于原有的实验教学步骤或者方法会产生一定的影响。因此，为了更好地将虚拟现实技术运用到实验教学中，需要设计合理的教学过程，为此可以做到以下几点：第一，教师需要对相关的实验教学内容进行分析和整合，从而寻找到适合运用虚拟现实技术的部分；另外，教师还需要合理安排运用虚拟现实技术进行实验的时间，从而确保实验教学能够在一定的课时内完成；第二，教师需要将在实验教学中用到的相关资料准备好，例如：对虚拟现实技术的操作资料、或者虚拟现实技术中用到的一些硬件或者软件等等，这样才能够保证学生在进行实验时，满足应用虚拟现实技术的条件。

4.3 参考其他成功的教学案例

为了更好地将虚拟现实技术应用到实验教学中，还需要参考其他成功的教学案例，为此可以做到以下几点：第一，虚拟现实技术在很多国外的实验教学中有着广泛的应用，所以可以参考国外一些实验教学的开展方式，从而能够学习如何将虚拟现实技术应用到实验教学中的方法；第二，在进行学习的过程中还需要结合学校以及教学内容，从而能够开展适合实验教学的虚拟现实技术应用方式，更好地确保虚拟现实技术在实验教学中的运用。

4.4 对虚拟现实技术在实验教学中的应用效果进行反馈

虚拟现实技术是一项新兴的技术，在实验教学时运用的过程中可能会存在很多不足的地方，因此为了更好地将虚拟现实技术应用到实验教学中，需要建立相关的应用效果反馈体系，为此可以做到以下几点：第一，教师应该对学生参与实验教学活动的结果进行反馈，不仅仅需要对实验教学内容和结果进行反馈，而且还需要对虚拟现实技术的应用给予相关的意见，从而能够促进虚拟现实技术的更好应用；第二，教师需要对相关的反馈结果进行收集，对于出现的集中问题给予关注，从而能够及时给予解决，确保虚拟现实技术在实验教学中的顺利应用。

5 小结

随着我国计算机技术及相关技术的发展，为虚拟现实技术的发展和应用提供了条件。因此，本文首先对虚拟现实技术的概念和特点进行了论述，进而提出了将虚拟现实技术应用于实验教学的相关原则，最后提出了将虚拟现实技术应用与实验教学的实践方法。相信，随着虚拟现实技术在实验教学中的良好运用，能够更好地提高实验教学效果。

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