虚拟现实技术支持下的学习方法变革研究

【摘 要】为提高学生的创新能力，促使学生高效学习，本文针对虚拟现实技术在教学中的应用方式，从在虚拟环境中体验感悟、在虚拟实验软件中进行仿真实验、在虚拟场景中感受艺术文化三个方面入手，借助虚拟现实技术，为实现学生学习方法的改革和创新提出建设性的意见。希望通过此研究，为相关人员提供有效的借鉴和参考。

【关键词】虚拟现实技术；学习方法；变革方式

【中图分类号】G434 【文献标志码】B

【论文编号】1671-7384（2024）011-086-02

在以教师为主体的传统教学模式下，教师在课堂上滔滔不绝地讲解和传授大量知识，导致学生在整个学习过程中丧失主体作用，被动消极地接受知识，严重影响了学生学习积极性、主动性的培养，造成学生无法灵活熟练地掌握和应用所学知识，同时，还限制了学生的思维方式和学习方式，无法培养学生的创新意识和创新能力[1]。而虚拟现实技术的出现和应用，可以解决以上问题。虚拟现实技术主要是指借助多媒体、互联网，为学生呈现大量学习资源，方便学生结合自身实际学习需求，通过人机交互的方式，搜索和提取重要学习资源，从而激发学生学习的主观能动性，培养学生的创新思维能力。因此，相关教师要在虚拟现实技术支持下，强化对学生学习方法的变革。

虚拟现实技术在教学中的应用方式

在教育教学中，虚拟现实技术应用主要体现在以下几个方面。（1）改变教与学的环境。在传统教育模式下，教师是课堂的主体，通过采用板书、多媒体，传授和讲解教学内容，学生接收知识。而虚拟现实技术教育主要借助声音、图文并茂、动画、视频等方式，为学生打造逼真、有趣的教与学环境，有效地提高了学生的学习效率和创新思维意识[2]。（2）极大丰富教与学的内容。在基于虚拟现实技术的教学系统中，通过组合海量数据、丰富资料和多样化教学软件，为学生学习提供了庞大的资源库[3]。例如：网络图书馆为学生提供古今中外有名的图书资料，以及课件系统存储海量的网络课件供学生自行下载和学习；名师指导为学生提供海量的专家讲课视频、教授讲课视频，方便学生突破时空限制，随时随地学习相关知识。（3）扩大教与学的空间。学生应用网络交互功能，可以达到远程学习的目的。这是由于应用虚拟现实技术，可以采用数字化编码的方式，用编码处理图像、语音文字信息，并借助互联网，为师生提供一对多远程交流服务体验。

虚拟现实技术环境下学习方法的变革策略

相关研究表明：学生在日常学习中，只有通过亲身经历，才能快速掌握和灵活应用所学知识，从而加深对这些知识的理解深度。而虚拟现实技术的出现和应用，可以为学生提供身临其境的学习体验，让学生突破时空的限制参与到仿真学习活动中，并与仿真物体进行交互，从而获得逼真的感觉体验。在提供虚拟现实技术的条件下，学生的学习方式也必然发生深刻的变革，为学习体验提供了技术支持。

1.在虚拟环境中体验感悟

虚拟现实技术为学生提供了丰富的学习资源以及选择学习材料和学习方式的机会。利用虚拟现实技术可以让学生学习一些实际中具有时间性、可变性、距离性、抽象性且用别的方法很难观察和验证的各种事物。例如，在学习各种自然现象的形成和发展方面的内容时，大多数自然现象都具有时间性，或者是转瞬即逝，或者是非常漫长，学生很难观察到。此时利用虚拟现实技术就可以让学生在一堂课的时间里非常逼真地观察到自然界几十年、几百年、几千年甚至上万年所发生的变化。又如物理、化学、数学等科目中的各种概念、定义以及物质的原子、分子结构与化学反应都是很抽象的，在传统教学中只能依靠教师的口头讲述来向学生讲授，而利用虚拟现实技术，教师可以陪学生在课堂上一起经历虚拟环境，观察一些关键性问题，还能让学生自己“进入其中”进行体验，通过详细观察获得第一手概念和知识。通过这种学习方式，使那些抽象、枯燥、难懂的学习内容以生动形象的形式呈现出来，大大提高了学生的理解能力和掌握能力。

2.在虚拟实验软件中进行仿真实验

实验是教学活动中一个必不可少的过程，很多学科都是以实验为基础的，尤其是对于那些实践性较强的学科，如物理、化学、生物等。实验对于培养学生的实际操作能力和解决问题的能力至关重要。应用虚拟实验软件，可以引导学生进行仿真实验。虚拟实验软件主要是指教师采用虚拟现实仿真方式，让学生在虚构的情境中，观察或者操作对象，从而提高学生对所学知识的理解能力。虚拟实验软件是由虚拟现实技术创造的一种可以进行实验的虚拟环境，在这个环境中，学生似乎是在真正的实验室里近距离进行现场操作[4]。学生可以利用虚拟实验室进行仿真实验，如化学实验中有些药品具有剧毒、刺激性气味的特性，而且有些化学反应比较剧烈或时间较长，把这些实验放在虚拟实验室中去做，就可以既对实验现象或过程很好地仿真，而又不必担心会对学生造成伤害。还有一种仿真实验是把抽象变为具体。例如：学生在进行化学实验时，借助虚拟实验室，将所采集到的氢氧原子进行结合，形成一个透明水球。

3.在虚拟场景中感受艺术文化

在虚拟场景中也可以进行体验学习。如当学生进入“中国虚拟博物馆”首页后，点击开始参观，通往博物馆一期，将鼠标对着图中的大门往里移动，打开大门就进入了一个用虚拟现实技术构建的博物馆，这时学生犹如站在博物馆的大厅里[5]。在这里，学生可以进行亲身体验，学习到课本以外的知识。这种虚拟情景能够帮助学生更好地理解特定的历史情境和历史文化，无疑是独一无二的。图1是中国虚拟博物馆虚拟场景图。无论是虚拟环境中的体验感悟，虚拟实验室中的仿真实验，还是虚拟场景中的历史文化感受，都能使学生获得逼真的体验，从而产生更好的学习效果。体验学习主要依赖于虚拟现实技术实现，但离开多媒体技术和因特网络技术也是不行的[6]。

当然，虚拟现实技术应用下的学习方式并非只是以上几种。随着科技进步，现代教学与学习理论的发展，还会有更多虚拟现实技术应用下的学习方式等着去探索和开发。

结束语

综上所述，虚拟现实技术被广泛地应用于我国基础教育中，为学生学习方法的变革提供了正确的方向和指导。通过将虚拟现实技术与学校教学工作进行有效地融合，不仅可以引导学生积极主动地学习和获取更多的知识，还能培养学生的创新思维能力和自主学习能力。在虚拟现实技术支持下，教师要应用虚拟现实等多种现代化虚拟现实技术，强化对学生学习方法的变革，不断地优化和丰富课堂学习内容，从而有效地培养学生的创新思维能力和信息化核心素养。

参考文献

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