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VR技术对物理教学的影响

时间:2018-06-15

VR技术对物理教学的影响

  中图分类号:G4

  文献标识码:A

  doi:10.19311/j.cnki.16723198.2017.12.079

  0前言

  随着我国科技的飞速发展,现代化教育技术的不断提升,VR技术对教学的影响也越来越大。对于物理教学来讲,VR技术的出现,改变了传统物理教学模式下的课堂,提高了教学质量,使抽象化的概念、理论可以更加直观、形象,以便学生理解。

  1VR技术的概述

  VR,又称虚拟现实技术,是将传感技术、人机交互技术、人工智能等相互融合,它用计算机生成逼真的三维感觉,参与者戴上技术装置,便可以对虚拟世界进行体验和交互。实际上,VR原理最早提出于二十世纪六十年代,在二十世纪九十年代向商业化发展但未能成功,而今天全球再次掀起了VR商业化的热潮。三星、谷歌也加入其中,其VR产品好评如潮,与此同时VR技术在教育领域的应用也成为大家关注的焦点。

  2传统物理教学模式利弊

  物理学是一门以实验为基础的学科,观察和实验是物理学研究的基本方法,从观察中发现问题,对观察所获得的感性材料进行一系列的科学抽象,从现象深入到本质,从感性上升到理性,最后形成物理理论。

  传统物理教学的优势在于,教师传授的内容都经过了精心准备,且对教学目的和任务都有着深入的研究,其次,在传统讲授过程中,教师将口头语言,肢体语言及板书语言相结合,使学生对所传授的内容有了深刻的理解与记忆,增进了师生之间的相互交流。再者,教师在教授的过程中需要对所教授的内容进行提炼,设计出简单明了的板书,有助于学生更好的掌握知识,鉴于物理学科理论性较强的特殊性,教师需要利用板书对具体的公式进行推导演算,以增强对物理理论知识的学习。

  传统物理教学的劣势在于,教学模式单一,难以将所有的物理实验现象立体直观的呈现,且难以理解物理现象中所蕴含的物理本质,降低学生对物理课堂的兴趣,长此以往,不仅影响学生的学习质量,还降低课堂教学效率。其次,由于教师的口音,板书,教授方式以及对教学内容理解的差异,都会对教学的效果存在一定的影响。

  3VR技术对物理教学的影响

  VR技术应用于教师为主导的教学活动中,能够使教学信息更加标准化,教学过程更加生动、有趣,教学效率进一步提高;在以学生为主导的学习中,可以支撑学生积极的开展学习活动,帮助学生成为学习活动的主体,支持学生对学习内容和过程进行反思与调控。

  3.1VR技术在物理教师主导的教学中的影响

  3.1.1使物理教学信息的传递更加标准化

  经过精心设计的VR教学内容,可以实现许多优秀的教师丰富教学经验的整合,使VR技术可以克服由于教师水平参差不齐所带来的物理教学信息不一致,使学生都可以接收到标准的、优化的物理教学信息。不同教师在讲授相同的物理知识时,有的偏重于实践性,有的偏重理论性,因此导致了物理课堂存在一定的差异,使得学生的感受也相差甚远。使用VR技术进行教学时,由于需要精心的教学设计,教学内容规范、标准,对于规范物理教育教学,进而实现标准化教学是非常有益的。

  3.1.2使物理教学活动更加生动有趣

  使用VR技术进行物理教学活动能充分发挥其临境性,交互性,想象性的特点,通够生动的画面,真实的感觉来展现语言和文字这样的媒介无法描述的事物的复杂变化过程,同时VR技术可以将过去在讲台上难以呈现的物理实验仪器、实验过程等清晰地展现在眼前,学生可以自己动手进行操作实验,更加彻底地了解实验的每一个仪器,每一个过程,生动直观,有利于提高物理课堂的教学质量。

  3.1.3提供感性的材料,加深感知度

  许多教学媒体都可以为学生提供各种感性材料,其中VR技术的效果更为显著,它的虚拟和重现功能,能够在学生面前呈现出丰富、真实的感性材料,帮助学生在感觉与思维之间架起一座桥梁,解决学生由直观思维到形象思维以及形象思维到抽象思维的过渡问题。例如:在教授物理知识中,由于物理自身具有抽象,难以理解的特点,教师讲起来比较枯燥,学生学起来也不轻松,从而影响了他们对于物理这门学科的学习。VR技术的使用为这一问题开启了一条充满想象力和饶有兴趣的蹊径。

  3.1.4提高物理教学效率

  经过精心设计与制作,VR技术可以提高单位时间里教师教授的物理教学内容,可以在较短的时间内,为学生交互大量的学习信息,并调动学生的各种感官,使学生接受和理解起来更加容易,从而得到更好的教学效果。同时也节省了在传统物理教学模式下,教师需要板书,绘画的时间,大大提高物理课堂单位时间内的利用率。

  3.1.5促进教师的作用发生变化

  基金项目:

  本文受华中师范大学教学研究项目《经管类课程教学研究方式创新及优化研究》(编号201543)的资助。

  脱出来,从而拥有更充裕的时间用于对学生接受知识情况的了解以及物理学教育教学方法的研究,使教师在物理教学中变得更加主动和积极,更好的刺激学生进行学习。科技的发展对教师也提出了新的教育教学观念,运用现代化的技术,改革传统教学模式,要求教师必须具有一定的计算机软、硬件知识,掌握VR教材的制作方法,从而促使教师不断学习,拓宽知识面,丰富教学内容,用教学手段的更新来带动和促进物理教学思想、教学内容体系的改革,以满足当下对物理教学的要求。

  3.2VR技术在学生主导的物理学习中的作用

  3.2.1激发学习兴趣,提高学习积极性,主动性

  VR技术在物理教学中能够通过语言文字,图像,动画,实物等,利用生动真实的画面全方位立体的与虚拟幻境进行交互,使学生得到更多的感官刺激,最大限度地唤起学生对物理学习的“内驱力”激发学生对物理学习的兴趣,调动学生的求知欲,促使学生积极主动参与其中,对具体情境进行猜想,假设,实验等,以培养学生的学习兴趣,营造良好的学习氛围。

  3.2.2促进“猜想”和“探究”学习活动,有利于创新思维的培养

  利用VR教学技术可以创设问题情景,让同学们进行猜想,激发学生的学习动机,VR技术作为一种“认知工具”,学生可以利用它对物理实验进行“猜想”,和“探究”等学习活动,针对问题,提出假设,设计实验,进行验证,得出结论,总结,从而培养学生的解决问题能力和创造能力。同时可以利用虚?M现实系统的共享性,所有的学生都可以使用资源,提高学习兴趣,增强学生的自主学习能力和操作能力。

  3.2.3提高学生的学习质量和学习兴趣

  通过VR丰富多样的形式呈现的物理教学信息,使学生更快、更好的学习。VR教学技术在学生为主导的学习过程中发挥着重要的作用,VR的合理使用以及精心设计使学生的学习质量和学习效率得到了明显的提高。

  3.2.4提供了有效交互性

  VR教学技术既实现了学习资源的交互性,又实现了教学系统的交互性。学习资源的交互性是指教学媒体能够直接与学生相互作用,VR的应用可以充分调动学习者的参与程度,使学生与学习环境之间进行有效的交互,促进学生的认知过程,提高VR教育教学的效果。

  3.2.5有利于个别化教学

  VR技术中的学习资源成了个别化学习的保证,不论何时何地,只要学生需要学习,便可以提供教学。学生可以在自己方便的时间和地点进行学习。与传统的教学方式相比,节约了时间,提高了学习效率。

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