试论虚拟现实的交互式数字教学模式研究(2)
2014-08-22 01:08
导读：二、交互式数字教学模式构建 基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式,能够通过虚拟现实技术,以文本、图片、影像、声音、数据采集及感应技术、影像及
二、交互式数字教学模式构建
基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式,能够通过虚拟现实技术,以文本、图片、影像、声音、数据采集及感应技术、影像及数字感知内容为主要交互媒体,以自然式的交互方式,配合可互动操作的动态信息、仿真模拟、各种感觉与知觉的数字反馈技术,多维度、多媒体、多人互动式地展示IM及时通讯、留言板、互联网上的博客、Tag、SNS、RSS、Wiki等多种形式的数字内容,以教学的核心内容为课程组织的基础,构建适应当下以数字信息为主要教学内容的互动式教学模式。基于虚拟现实技术的交互式教学模式的构建主要从以下几个方面入手:
1.提供多维度的丰富教学资源。有效多种媒体的多样化信息,提高学生对于教学内容的注意力。虚拟现实的技术能够为交互式数字教学模式设计立体的教学模式效果,将课堂理论教学、实验室教学、企业基地等实地教学相结合,理论专题研讨、案例教学、技术实践小组协作等多种教学方法交叉,利用虚拟现实技术呈现理论公式,如化学课中的元素周期表,可以将分子、原子等抽象的结构可视化表现出来,还可将复杂的实验通过虚拟现实技术模拟出来,如用虚拟现实模拟火山喷发,模拟火箭的发射过程,模拟汽车内引擎的工作原理,模拟复杂机构之间的关系和相互作用,智能地调配物流情况,模拟资金流及相关的问题等,还可运用CAVE辅助虚拟现实技术,模拟汽车的设计、装配等实践教学环境,运用虚拟现实技术搭建在企业基地等实地教学的内容,实现教学的开放性、时效性、针对性和实战性,提供多维度的丰富的教学资源。
2.构建多学科交叉的综合型师资队伍。随着信息的迅猛发展,围绕信息社会的人文、技术、经济等各种交叉学科领域,发展数字内容的交互式教学模式需要
培训一支具有综合学科背景的师资力量。而虚拟现实等先进的信息技术,能够整合各学校的优秀师资力量,通过构建虚拟代理、虚拟名师等方式,将各高校、研究机构及企业社会的优秀师资集合起来,通过虚拟代理人的名师角色,远程或虚拟地呈现其学术内容与教学思想,有效地弥补师资力量不足的问题,随时更新名师提供的动态教材,提供多学科交叉的综合型教学内容与综合型师资队伍。
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3.实现交互式因材施教的个性化教学。参与式教学的交互教学模式能够充分调动学生的积极性,构建虚拟现实的实验学习环境,根据每个学生的个性特点及专长,搭建适合学生的个性化教学实验环节,模拟搭建实验环境,让学生充分展开想象,模拟仿真其实验效果,预演实验结果,有助于提高学生对于课程内容的参与度和认知程度。另外,学生还可根据自身的兴趣点,专项选择适合自己发展特点的学习内容,个性化地定制学习内容。教师可根据每个学生的学习情况,跟踪分析其学习结果,对症安排
辅导及进一步深入学习的内容,提高学习效率,增强交互式学习的效力。麻省理院媒体实验室在1993年推出了实体交互设计的数字教学产品,它整合了个人空间和共享学习工作空间,能让两位用户在个人空间和共享空间之间实现轻松的转换。这种交互式的教学产品是一种电子白板,产品使用生活中自然的互动交流方式,如教学过程中交流双方各自的头部动作,双方眼神的交流和凝视方向等,这些交流的姿势能够被3D摄像头等装置识别出来,并通过计算机进行智能判断,根据计算机图形、图像识别技术,判断教学双方用户姿势的变化,同时和姿势所代表的含义进行映射匹配。这种交互式的教学电子白板的隐喻是“让用户自由地交流,使用电子白板进行交流的时候就像在巨大的透明玻璃板上画画一样自然”。经实践证明,这种交互式的电子白板增强了教学双方用户的 “凝视注意力”,能够使用户看到使用电子白板的同伴的凝视方向,从而进一步了解对方关注的内容,达到更加自然的互动式交流。教学双方在对话中可以更加轻松和准确地说出交流的对方在看哪一个屏幕对象,甚至比在普通的白板交流环境中更容易。这种虚拟现实技术的交互式教学方式能够以学生为教学中心,尊重学生个体差异,有效提高教师与学生及学生之间的交流效果,调动学生的主动参与性。
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4.建设富有特色的网络教学平台,提供丰富多彩的专题知识和扩展的学习资源。由于当前各学科发展变化都比较大,各学科间相互交叉,学生的知识涉及面也越来越广泛,综合性强,新兴交叉学科与原有学科之间的传承变化都面临着很大的挑战。由于教学的具体内容和对象变化非常迅速,很多问题在课堂上只能点到为止。因此,充分利用虚拟现实的技术,搭建交互式的数字教学平台,可以有效丰富多样与不断发展变化的教学资源,为学生提供进一步了解相关知识的课余辅导,有效整合、分享国内外各名校的教学资源,提供学校各学科教师间、各届学生间以及校企之间的有效沟通平台,形成分享式与定制式结合的学习资源库。随着三网合一以及云计算等信息技术的发展成熟,基于虚拟现实的网络学习资源库也变得更为可行。专题知识由各教师提供最新的相关领域的理论、实践方法等内容,并要随时更新。这些资源库能够有效地传承,整合教学资源,为师生及校企、社会提供帮助。
三、小结
“大学科”强调组建跨学科、多层次、高起点的学科群及科学的教学
系统工程,同时社会对于人才的需求也向专业化、综合型、多样性方向发展,如何借助虚拟现实等先进的信息技术,有效改进教学环境,改善教学效果,是我们发展交互式数字教学模式重点关注的问题。文章详细阐释了交互式现代数字教学和虚拟现实的特点,并结合案例详细阐述了基于虚拟现实技术的交互式数字教学模式的特点及构建,试图借助虚拟现实的技术,开发一种更加自然与高效的交互式数字教学模式,更好地把现代信息技术运用到中,为日后形成更加适应现代化社会发展需求的数字教学模式做参考。
