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虚拟现实技术在教育教学中的应用与研究_胡卫红

虚拟现实技术在教育教学中的应用与研究_胡卫红
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智慧课堂虚拟现实-zspace

第一章智慧课堂虚拟现实 1.1智慧课堂 1.1.1系统概述 在学校,课堂教学环节是学生接受系统教育最重要的一环,做好教学互动环节,是掌握好教学环节的质量,提高教学水平的关键。现行的教学过程中,传统的签到环节、疑问确认环节、提问互动环节、课堂小测试环节存在诸多问题。签到过程中,使用纸张签到,效率低且存在代签现象,结果不便于教师统计;提问互动环节和课堂小测试的环节中,教师给出简单选择后,学生举手或者口头回答,不能获得准确的统计数据,教师只能根据大体情况来判断是否进行教学,没有准确的数据,更不能考虑后期的数据挖掘和数据统计工作。传统的教学方式已经不适应现代化教学的需要,基于物联网技术集智慧教学、人员考勤、资产管理、环境智慧调节、视频监控及远程控制于一体的新型现代化智慧教室系统在逐步的推广运用。智慧教室作为一种新型的教育形式和现代化教学手段,给教育行业带来了新的机遇。 1.1.2智慧课堂功能 智慧教室系统打通教学流程的课前、课中、课后、课外各环节,使用专项定制的人人通学习机,可与学校现有的课程中心、网络教学平台、资源平台、电子书包进行灵活畅通对接互通。智慧教室课堂系统根据学校的现有信息技术架构,提供了数据中心版、私有云服务版、公有云服务版多种灵活的部署实施方式,为学校的教学模式创新与落地提供个性化、灵活逐级扩展、安全稳定的技术与服务水平。 智慧课堂系统的特色: ●颠覆传统教学,提高学生知识应用力、自主思考力、探究学习力 ●无线多屏互动技术,权限控制、跨平台多点交互 ●大数据挖掘分析,助力教师针对性制定教学方案

●满足各种需求的定制服务 ●个人学习空间满足进阶式教学 多种教学互动场景与功能推动探究式教学模式、启发式教学模式、讨论式教学模式等创新型教学理念的研究与实现,并同时支持多种教学终端(电子白板、人人通学习机、PC、笔记本等等)。 智慧课堂允许学生和教师在开课前掌握预习情况,并在课堂上导入课前作业进行讲评,老师主持与指导学生进行探究式小组教学活动,系统自动采集课堂信息生成质量报告。 1.1.3智慧课堂布局 智慧教室系统由交互式电视、书写电子白板、微课笔、智慧课堂系统、学生学习终端、短焦投影机等主要功能模块组成,教师教学登录到智慧课堂平台,,实现无尘教学,保护师生的健康,老师可在电子白板上进行书写、绘制讲解分析。老师使用的智能终端受学校管理员通过智能中控设备统一管理,在云平台中心存放大量丰富的教学资源,学生及老师可以在线查阅或者下载到本地,与此同时,老师也可以将备课资料存放到云平台,当上课需要时,直接调出来使用即可。 在学生平板电脑上安装智慧课堂电子书包系统,平板电脑无线网络连接到班级AP上,学生可以自行分组讨论教学问题,也可以与教师进行教学互动,灵活的教学方式使整个教学更加生动,学生更易及时掌握课堂知识。

虚拟现实技术及其在教学中的应用

2007.2 73 虚拟现实技术及其在教学中的应用 李科峰 湖南省第一师范学校 湖南 410002 摘要:将虚拟现实技术应用到教学中,能够更好地满足教学中情景化及自然交互性的要求,学生可以亲身探索不能到达的环境,观察现实中难以观测的现象,更重要的是教师可以简化现实世界中过于复杂的细节,从而可以更好的突出事物的特点,随着该技术在教学应用中的不断研究开发,它在教育领域内将有着极其巨大的应用前景。 关键词:虚拟现实;教学;应用 0 引言 虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支。它生成的视觉环境是立体的、音效是立体的,人机交互是和谐友好的。可以预言,虚拟现实技术将是继多媒体、计算机网络之后,在教育领域内最具有应用前景的“明星”技术。 虚拟现实(Virtual Reality)又称灵境技术是利用三维图形生成技术、多传感交互技术以及高分辨显示技术,生成三维逼真的虚拟环境,使用者戴上特殊的头盔、数据手套等传感设备,或利用键盘、鼠标等输入设备,便可以进入虚拟空间,成为虚拟环境的一员,进行实时交互,感知和操作虚拟世界中的各种对象,从而获得身临其境的感受和体会。 虚拟现实技术的出现实际是计算机图形学、人机接口技术、传感器技术以及人工智能技术等交叉与综合的结果。以虚拟现实技术为代表的新型人机交互技术旨在探索自然和谐的人机关系,使人机界面从以视觉感知为主发展到包括视觉、听觉、触觉、力觉、嗅觉和动觉等多种感觉通道感知;从以手动输入为主发展到包括语音、手势、姿势和视线等多种效应通道输入。 1 虚拟现实技术的基本特征及类型1.1 虚拟现实技术具有以下五个主要特征 (1)沉浸性 使之所创造的虚拟环境能使学生产生“身临其境” 感觉,使其相信在虚拟环境中人也是确实存在的,而且在操作过程中它可以自始至终的发挥作用,就像真正的客观世界一样。 (2)交互性 是在虚拟环境中,学生如同在真实的环境中一样与虚拟环境中的任务、事物发生交互关系,其中学生是交互的主体,虚拟对象是交互的客体,主体和客体之间的交互是全方位的。 (3)构想性 是虚拟现实是要能启发人的创造性的活动, 不仅要能使沉浸于此环境中的学生获取新的指示,提高感性和理性认识,而且要能使学生产生新的构思。 (4)动作性 是指学生能以客观世界的实际动作或以人类实际的方式来操作虚拟系统,让学生感觉到他面对的是一个真实的环境。 (5)自主性 是虚拟世界中物体可按各自的模型和规则自主运动。 1.2 虚拟现实系统按其功能可分成三种类型 (1)桌面三位虚拟现实这由一台普通的计算机系统组成,计算机屏幕作为用户观察虚拟环境的窗口,通过各种输入设备与虚拟现实世界充分交互。系统的特点是结构简单,价格低廉,经济使用,易于普及推广,但缺乏真实的现实体验。 (2) 沉浸的虚拟现实 它是一套比较复杂的系统,使用者通过头盔、数据手套等其他设备与虚拟环境进行交流。该系统虽然可让使用这完全沉浸到虚拟世界中去,由于其价格昂贵,所以难以推广。 (3) 共享性虚拟现实 它是由多个用户通过计算机网络连接在一起,同时参加一个虚拟空间,共同体验虚拟经历,达到协同工作的目的。 2 虚拟现实技术在教学中的应用 虚拟现实技术能够为学生提供生动、逼真的学习环境,学生能够成为虚拟环境的一名参与者,在虚拟环境中扮演一个角色,这对调动学生的学习积极性,培养学生的技能都将起到积极的作用。经过初步调查,100%的学生表示对此软件很有兴趣,比课件更直观,并愿意使用它来进行学习 ;95%的学生认为它能够较好地解决教学中的难点,对于理解所学知识内容有很大的帮助 ;100%的学生认为它是一种很丰富的教学资源。 (1)化学和物理实验的应用 化学、物理学科昂贵实验仪器的介绍与展示、参观那些不可能进入的实验空间,如核反应堆、粒子对撞空间等等, 对 基金项目: 湖南省教育厅优秀青年科研项目,课题号:NO.04B015和湖南省“十一五”规划重点资助课题项目,课题号:XJK06AZC010。 作者简介:李科峰(1982-),男,助理实验师,研究方向:虚拟现实技术与校园网应用。

“VR教育”商业计划书

虚拟现实协同创新在线教育平台“VR+教育”商业计划书

我们的目标 推广VR教育解决方案,突破VR教育最后一公里 基于专业课程开发虚拟实训考核课件内容 校企合作专业共建、师资培训、VR人才培养 构建校园、企业联盟、学生协同创新的VR平台 VR 教育解决方案 师资培训 VR 视频及互动内容库 教育大数据 人才培养 VR 课件制作 VR协同创新在线教育平台发展计划 VR 教育在线直播 打造未来线上虚拟学堂,足不出户老师就在身边

基于VR的教育平台 企业作为为教育提供技术支撑的部门,积极主动想学校所想,急学校所急,以供给侧改革为楔机主动为职业院校教学改革提供服务,我司以VR教育解决方案入手带动内容创作、师资人才培养,并整合行业企业,形成协同创新格局,最终建设虚拟现实在线教育平台,让学生不在教室胜在教室,引领教育教学创新。 传统教育平台虚拟现实(VR)教育平台 PPT、视频教学已不新颖,学生专注度低 被动接受知识 教学方式枯燥无味 受限于时空,灵活性低 教与学难以产生共鸣,阻碍创新思维

?2015年职业教育收入4536亿元,同比增长10.56%,受政策推动与需求提升双因素驱动,未来五年职业教育的收入保持快速增长, CAGR=17.15%。预计 2020 年收入达 11620 亿元 面向职业教育的VR教育平台 职业教育市场规模 职业学历教育职业教育 职业非学历教育

?为服务中国制造2025等重大战略提供技术技能人才支撑 需加快发展现代职业教育,同时新技术的发展也激发了职业学历教育的需求。 ?2015年我国职业学历教育市场规模为1430亿元,2020 年规模将达 1761 亿元。 ?高职学校达1300家,中职学校17000家。 面向职业学历教育的VR协同创新平台 职业学历教育市场规模 目前,中高职学校学生厌学是普通现象,虚拟现实技术(VR)能有效激发学生学习兴趣,促进学生学习,提升课堂活力,和互联网结合起来,更好发挥线上和线下相结合的学习模式的优势,实现人人皆学,时时可学,处处能学的目标。

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用

浅谈虚拟现实技术在教育领域的应用 东北师范大学计算机学院 2014级教育技术系王鹏 2014012016【摘要】本文旨在简要介绍虚拟现实技术(含增强现实等分支技术)的定义及其发展现状,通过理论陈述、历史发展及部分实例进行分析,着手于软硬件两方面,结合其他领域中已有的优秀实例,对虚拟现实技术在教育领域的应用提出部分建议。 【关键词】虚拟现实增强现实三维技术教育软件开发 现代社会的电子信息技术自从计算机诞生以来就得到了飞速发展,人们不满足于二维平面等级的人机交互界面,开发了一系列帮助人们进行多元化人机交互的辅助工具。输入设备从最传统的键盘、鼠标,发展到今天的触摸板、眼球测位仪、语音识别,输出设备也从简单的显示屏、扬声器发展出各种形态。在硬件设备进化的同时,人机交互的“内容”即软件与信息层面也发生着急速变化。从最初的二进制数字到后来的命令提示符字符串,再到后来的桌面化操作系统及多媒体声像,时至今日人们已经掌握了足够顶层的技术以使用计算机来模拟日常所见的真实场景,而这种技术的代表作之一、同样也是未来信息技术领域最有发展前景的技术之一,就是虚拟现实技术。 一虚拟现实综述 虚拟现实(Virtual Reality,后文或简称VR)的定义目前为止依然众说纷纭,笔者较为认可的定义如下:一种可供创建并体验高度拟真的虚拟世界的计算机仿真系统。用来实现VR系统的技术被称为VR技术。何谓高度仿真呢?目前为止在技术层面能达到的、符合人们日常生活中实际体验的标准包括如下几个方面: 1 真实性 真实性是VR技术的主要目标。VR旨在用计算机构建真实世界以让用户获得拟真体验,生成的虚拟物件一般要高度仿照真实世界的尺寸、材质等,能够做到静物的“以假乱真”,相应的运动规律也要按照真实世界设置参数,如重力加速度或化学反应速率等,使得它们在变化时看起来仍不失真。 2 交互性 一般来说,交互性是指用户对虚拟世界中物体的可操作程度,和从自然环境中得到信息反馈的程度。计算机系统中生成的虚拟世界不可能仅接受工作人员输入的基本建模参数,也应当接受来自用户的实时输入信息,并给出相应的反馈。例如,用户可以通过特殊的控制器(如摇杆、特制键盘)、体感装置(如传感服、眼球测位仪)以及语音等向系统发送指令,相应地也就要求系统为用户提供多元化的输入接口,输入模式也应当尽可能贴近人类的自然活动。 3 沉浸性 沉浸性是指,用户在体验虚拟世界的时候,不光要体验到场景及运动规律的真实感,也应当同时意识到自己能够沉浸到虚拟世界中,而非一个世界之外的控制者、操作者。理想的VR系统应当以用户为第一视角构建,并能让用户产生真假难辨的感觉。

虚拟仿真(虚拟现实)实验室解决方案设计

数虎图像提供虚拟仿真实验室硬件设备搭建和内容制作整体解决 方案 虚拟现实实验室是虚拟现实技术应用研究就的重要载体。 随着虚拟实验技术的成熟,人们开始认识到虚拟实验室在教育领域的应用价值,它除了可以辅助高校的科研工作,在实验教学方面也具有如利用率高,易维护等诸多优点.近年来,国内的许多高校都根据自身科研和教学的需求建立了一些虚拟实验室。数虎图像拥有多名虚拟现实软硬件工程师,在虚拟现实实验室建设方面有着无与伦比的优越性! 下面请跟随数虎图像一起,让我们从头开始认识虚拟现实实验室。【虚拟现实实验室系统组成】: 建立一个完整的虚拟现实系统是成功进行虚拟现实应用的关键,而要建立一个完整的虚拟现实系统,首先要做的工作是选择确实可行的虚拟现实系统解决方案。 数虎图像根据虚拟现实技术的内在含义和技术特征,并结合多年的虚拟现实实验室建设经验,最新推出的虚拟现实实验室系统提供以下组成:

虚拟现实开发平台: 一个完整的虚拟现实系统都需要有一套功能完备的虚拟现实应用开发平台,一般包括两个部分,一是硬件开发平台,即高性能图像生成及处理系统,通常为高性能的图形计算机或虚拟现实工作站;另一部分为软件开发平台,即面向应用对象的虚拟现实应用软件开发平台。开发平台部分是整个虚拟现实系统的核心部分,负责整个VR场景的开发、运算、生成,是整个虚拟现实系统最基本的物理平台,同时连接和协调整个系统的其它各个子系统的工作和运转,与他们共同组成一个完整的虚拟现实系统。因此,虚拟现实系统开发平台部分在任何一个虚拟现实系统中都不可缺少,而且至关重要。 虚拟现实显示系统: ·高性能图像生成及处理系统 ·具有沉浸感的虚拟三维显示系统 在虚拟现实应用系统中,通常有多种显示系统或设备,比如:大屏幕监视器、头盔显示器、立体显示器和虚拟三维投影显示系统,

虚拟现实技术在教育中的应用探讨

2008年第3期(下半月)软件导刊?教育技术 进的重要信息。主题资源式网站为了能够使学习者准确、迅速、便捷地获取相关信息,对其进行可用性测试是十分必要的。依照IA可用性测试的部分理论,对于主题资源式网站信息构建的评价主要从整体结构、分类和搜索3个方面进行。 (1)整体结构评价。主题资源式教育网站结构是指站点作为一个整体的完善度,包括站点的形式、内容、功能等。具体评价指标包括:①站点结构是否全面反映这个教育网站的目标;②要确保建立主题资源式教育网站的全部需求都能准确反映在网站结构中;③站点结构和学习者期望相适应的程度;④网站内容结构设计是否科学、合理。 (2)分类评价。分类在这里是指内容对象分类的一致性、系统性和完整性。分类评价主要是衡量:①同一类目里子类的相似程度。同一类目里子类必须具备极大的相似性,但要避免内容重叠,造成信息冗余;②同级类目之间应坚持最低相似性原则;③下级类目对上一级类目内涵的表达程度;④子类应全面、系统地反映父类所要表达的内容信息。 (3)搜索评价。建立搜索系统来搜索需要的信息内容,具体的评价指标包括:①是否提够有效的站内搜索;②搜索信息的方法是否简单、清晰;③搜索结果的相关性怎样;④无效搜索出现的频率。 此外,学习者测评也是十分必要的,学习者在网上浏览、检索信息的过程中会对网站内容信息组织的优劣、链接有效性、导航正确性产生最直观的感受,获得的测评结果(即可通过用户体验以用户信息反馈的形式表现出来)对网站的改进和完善具有重要的参考价值。 5结束语 IA信息构建理论不仅仅是一种理论,一种方法,更是一种理念。在美国,IA设计已成为网站开发的必备内容。在我国,利用IA进行网站设计还只是刚刚起步,但是IA理论指导主题资源式教育网站建设具有重要意义,它将给我们带来一个精心组织、图文并茂、便于导航、标记醒目、多种选择、全新面孔的教育网站。 参考文献: [1]P.Morville,L.Rosenfeld.InformationArchitectureforWorldWide Web[M].O$Reilly&Associates,Inc,1998. [2]AlanGilchrist,BarryMahon.InformationArchitecture-Designing InformationEnvironmentsforPurpose:ManagingInformationfortheKnowledgeEconomySeries[ M].London:FacetPublishing,2004.[3]LouisRosenfeld.HowInformationArchitectureCanHelp[EB/OL]. http://www.webword.com. [4]王国琴,郑小芳,甘利人.IA的底层信息组织与概念空间[J].现代 图书情报技术,2004(6). [5]赖茂生.关于信息构建(IA)的十个问题[J].江西图书馆学刊, 2004(1). [6]甘利人,王晓蓉.可用性测试方法在IA研究中的应用[J].情报理论 与实践,2004(4). [7]杨艳萍.网站信息构建评价[J].初探情报理论与实践,2004(4). (责任编辑:沈正道) 收稿日期:2007-11-08 作者简介:梁琨(1981~),男,四川巴中人,西南大学计算机与信息科学学院教育技术学2005级硕士研究生,研究方向为现代教学传媒技术;黄小 丽(1982~),女,江西新余人,湖北经济学院教育技术部助理实验师,研究方向为教育技术学。 1虚拟现实技术概述 虚拟现实从本质上讲是一种先进的计算接口技术,是由计算机和电子技术创建的新世界,是一个看似真实的模拟环境。 它将现实世界中存在或者不存在的事物和环境,通过各种技术虚拟出来,再根据视觉、听觉、触觉、味觉、嗅觉等因素的协同作 虚拟现实技术在教育中的应用探讨 梁 琨1,黄小丽2 (1.西南大学计算机与信息科学学院,重庆400715;2.湖北经济学院教育技术部,湖北武汉430205)摘 要:虚拟现实技术是一种辅助教学手段,它改变了单一外部刺激的教学模式,有利于知识的获取与保持,能 有效地促进学生认知结构的形成和发展,使人们的认识观念、教育观念发生根本性的变化。探讨了虚拟现实技术及其在教育教学中的应用优势及其对教学产生的影响。 关键词:虚拟现实技术;教学手段;教学模式;知识获取中图分类号:G434 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2008)03-0080-03 技术应用 80

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望

VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来,是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制,以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域,可提供切实可行的解决方案,从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知,教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学,随后融入了视听媒体,

再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展,但都未能突破二维图像的界限。 什么是VR虚拟现实技术?这是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境,利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。简单地说,是以VR虚拟计算机技术为主,利用计算机一些特殊设备进行输入输出,来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。 戴上VR眼镜,就可以进入虚拟现实的空间里,想去哪儿分秒间抵达,虚拟与现实只在一镜之间,这仿若科幻电影中才有的高科技,随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的,试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢?下面作者就从三类教育现状进行分析。 1.学校教育 有没有发现,游戏对学生有着特别的吸引力,而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示,相比而言,前者明显更能吸引学生的眼球与注意力,甚至长时间专注其中,而后者学习一会儿就渐显疲态,继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入,比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教,或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习,远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里,明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。

虚拟现实实训室建设方案(DOC 26页)

虚拟现实实训室建设方案(DOC 26页)

虚拟现实系统建设项目建议书 2015年7月

一、项目提出背景 (一)、随着我国经济水平的持续稳步发展,人们的生活水平不提高,生活内容也在日新月异的快速变化,人们开始更多的参与到舆论当中。在当今社会人们对资讯需求越来越高,电视、网络、报纸、杂志已经成为人们生活必不可少的资讯来源,各种媒体已经成为社会舆论的主导。而政府各职能部门如何能够与媒体进行良好互动,如何及时掌控信息,如何正确反馈和传达信息,让媒体积极引导社会舆论,促使政府各职能部门对社会进行合理的高效的管控,这已经成为当今所有职能部门所面临的重要课题。建设和应用媒体沟通情景模拟教学系统,已成为提高领导干部应对媒体能力的重要手段。 (二)、当今社会各类危机事件频发,如自然灾害中的洪涝灾害、雪灾与冰灾、火灾和旱灾,城市大火、重大工程事故、群体事件、重大犯罪事件等。当危机发生时,如何能在第一时间协调各职能部门,迅速有效地进行处理,最大限度的减少危机带来的损失与影响,这将是新时期、新形势下领导干部面对的重要课题。 (三)、传统教学方式与手段落后,老师授课难有激情,已经无法满足当前干部培养的教学需求,呆板、无味的教条式教学模式,学生听课索然无味,使得当前的干部教学水平不进反退,教学效果差。这些因素迫使党的干部教育事业必须走出一条创新之路,形势迫在眉睫。 二、项目概述 情景模拟教学实训系统,是为了培养领导干部应对突发事件能力和和直面媒体的能力而建设的,极具实践性和可操作性,从模拟案例的构思、角色的分配、场景的设计到模拟演练,再现了现实工作的场景,对在实际中如何运用科学的决策和灵活的技巧快速有效地处置群体性突发事件起到很好的训练效果,达到理论教学与能力培训的有机统一,可激发学员的学习兴趣,充分调动学员的学习积极性,通过情景模拟演练,使学员的主体作用得到充分发挥,学员之间的互动交流比较深入。

《网络虚拟现实技术》教学设计

《网络虚拟现实技术》教学设计 一、授课课题:3.4.2网络虚拟现实技术二、适合年级:高中二年级三、教材分析:本节是普通高中课程标准实验教科书“信息技术(选修3)”《网络技术应用》(广东教育出版社出版,广东基础教育课程资源研究开发中心编著)第三章因特网的应用第3节因特网多媒体技术3.4.2网络虚拟现实技术的内容。教材内容包括:1、简单介绍了网络虚拟现实技术的基本概念(只用了4行约120个文字)。2、简单介绍了VRmL虚拟现实建模语言和全景环视技术这两种虚拟现实技术的相关知识。3、设置了“实践”栏目,提供了网上故宫博物馆、国际空间站两个资源。四、学情分析:本课题的教学对象是具有一定信息技术基础的高中二年级学生,高中二年级的学生经过前面信息技术必修课程的学习,能够熟悉对windows操作系统进行操作,掌握了利用网络信息检索的方法,能熟练地使用搜索引擎,能正确及合法下载网络中的信息,并掌握了文本和表格信息的加工与表达的基本操作方法。对于本课程的学习,因为在现实生活中,少部分学生玩过3D游戏,或在游乐场看过3D电影,但比较少接触到其它领域的虚拟现实技术的实际例子,也比较难接触到更深层次的虚拟现实技术系统。五、教学目标:1、知识与技能目标:(1)让学生了解虚拟现实技术的基本概念、特点及应用。(2)

让学生学会根据信息需求,选择适当的工具和方法,制作简单的虚拟全景环视图。(3)让学生初步了解并感受虚拟现实建模语言VRmL。(4)让学生初步了解及体会网络虚拟现实技术在跨时空、跨文化交流中的优势。2、过程与方法目标:(1)通过网络资源体验案例,让学生体会、感受虚拟现实技术。(2)通过网络资源获取所需的虚拟现实技术基本知识,让学生了解虚拟现实技术的概念、特点及应用。(3)在制作简单虚拟全景环视图时,让学生体会选择恰当的工具和方法对信息进行组织和表达,并通过技术手段的实施呈现效果。3、情感态度与价值观目标:(1)通过网络资源体验案例,培养学生正确、合法利用网络资源的良好的信息意识和行为习惯。(2)通过虚拟现实技术基本知识的学习,使学生领会比较、分析、归纳的思维方法,并迁移到今后的学习中。(3)通过小组协同合作学习,培养学生积极、合作、进取的品质。(4)通过本课的学习,使学生关注虚拟现实技术对生活、学习带来的影响,激发学生对这些新兴技术的求知欲和创新感,并迁移到今后的生活、学习中。六、教学重点与难点:1、教学重点:虚拟现实技术的概念、特点2、教学难点:(1)学生体会虚拟现实技术在跨时空、跨文化交流中的优势(2)培养学生对新兴技术的创新意识七、教学策略:本课参照普通高中信息技术新课标的理念,主要采用了突出学生的“学”为主体,教师的“导”为辅助,学生体验探究为主线,以重

VR虚拟现实技术在教育领域前景展望

VR虚拟现实技术在教育领域前景展望 VR虚拟现实技术在教育领域前景展望 VR虚拟现实技术在教育领域的前景展望 VR虚拟现实技术能迅速火起来,是基于它突破了人们对三维空间在时间与地域上的感知限制,以及市场需求愿景的升级。此技术可广泛地应用到城市规划、室内设计、工业仿真、古迹复原、桥梁道路设计、房地产销售、旅游教学 、水利电力、地质灾害、教育培训等众多领域,可提供切实可行的解决方案 ,从而降低成本与风险。作者蒋燕玲则看好VR虚拟现实技术在教育培训领域里的应用。众所周知,教育行业从最早单一枯燥的说教与图文教学,随后融入了视听媒体,再到后来计算机在教育中的普及应用后复合媒体的发展,但都未能突破二维图像的界限。 什么是VR虚拟现实技术?这是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。它利用计算机生成一种模拟环境,利用多源信息融合的交互式三维动态视景和实体行为的系统仿真使用户沉浸到该环境中。简单地说,是以VR虚拟计算机技术为主,利用计算机一些特殊设备进行输入输出,来营造一个人体各感官都可感知如亲临其境的三维虚幻世界。 戴上VR眼镜,就可以进入虚拟现实的空间里,想去哪儿分秒间抵达,虚拟与现实只在一镜之间,这仿若科幻电影中才有的高科技,随着VR虚拟现实技术的崛起悄然间这种愿景将改变着我们的生活方式。每一次教育的变革都是由科技推动的,试想如果VR+教育会产生怎样的反应呢?下面作者就从三类教育现状进行分析。

1.学校 教育 有没有发现,游戏对学生有着特别的吸引力,而印在书本上的图文与课堂上多媒体的展示,相比而言,前者明显更能吸引学生的眼球与注意力,甚至长时间专注其中,而后者学习一会儿就渐显疲态,继而分心。因为前者生动形象不断变换的场景容易吸引学生尽情投入,比起单一的印在书本上枯燥的图文和空洞的说教,或是多媒体的展示中被要求被动观看强制性的学习,远远不如进入游戏角色与场景中游弋在虚拟的世界里,明显学生的专注力在虚拟情境中更持久。 试想学校教育遇上VR虚拟现实技术,是否会产生奇妙的反应呢?学生们戴上VR眼镜,仿若进入某个课程的虚拟场景的三维环境里,进行人、物、景的多重交互,即可重现历史场景或现实中肉眼无法观察到物体的多维展示。美国一个公司开发了教育类的VR虚拟产品,3D眼镜,一支电子笔与一台特制电脑就可以实现相当逼真的场景虚拟。如学生们坐在教室里,就可通过这些虚拟设备来访问历史古迹,电脑里虚拟的场景带学生亲临现场感知每个方位的场景,甚至与历史名人面对面站立领略其风采。 在学习化学时,分子原子的跃动,一些元素氧化的整个过程全部立体展示,学生只需摇摇头,晃动下身子,都可以达到近似现实的体验它们变换的效果,既形象直观,又规避了化学实验可能带来的危险,想起来就很新奇有趣。在做生物实验时,老师可以在虚拟场景中解剖动物,拆解动物身体内部构造,甚至可来回解析几次,学生也可以虚拟方式来完成解剖过程,这种沉浸式的学习方式是不是很真实过瘾,并可节约教育成本。甚至在教育条件欠发达地区,还可弥补上教学设备匮乏的短板。

虚拟现实技术在教育中的应用

新兴媒体技术在教育领域中的应用 ——虚拟现实技术 摘要: 随着信息产业的快速发展,信息技术的创新研究也越来越收到重视,而作为信息技术发展重要驱动力的虚拟现实技术,也随之成为人们关注的热点之一。作为人与计算机生成的虚拟环境进行交互作用的一种手段,人们将虚拟现实技术看作是仅次于互联网的改变世界未来的重要技术。本文简单介绍了虚拟现实技术的内涵、特征、类型以及在教育领域中的应用。 关键词:虚拟现实技术、特征、形式、教育应用 一、虚拟现实技术的内涵 虚拟现实是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机系统。它是由计算机生成的,通过视、听、触觉等作用于使用者,使之产生身临其境的交互式视景的仿真。它综合了计算机图形学、图像处理与模式识别、智能技术、传感技术、语音处理与音响技术、网络技术等多门科学,是现代仿真技术的高级发展和突破,使用者借助必要的设备自然地与虚拟环境中的对象进行交互作用、相互影响,从而产生亲临真实环境的感受和体验,使人机交互更加自然、和谐。 二、虚拟现实技术的特征 虚拟现实技术三个最突出的特征是:交互性、沉浸感、构想性。 1.交互性。也称互动性,用户根据各种已有线索做出反应,虚拟现实系统根据用户的具体行动及时生成新的三维场景,然后将新的信息反馈给用户。例如,用户可以用手去直接抓取模拟环境中虚拟的物体,这时手有握着东西的感觉,并可以感觉物体的重量,视野中被抓的物体也能立刻随着手的移动而移动。 2.沉浸感。虚拟现实技术可以模拟出三维虚拟环境,理想的虚拟环境应该使用户难以分辨真假,使用户全身心地投入到计算机创建的虚拟环境中,充分利用各种感官去听、察、嗅、触,觉得自己是环境中的一部分,自然而然会产生一种沉浸于其中的强烈之感。 3.构想性。虚拟现实技术应具有广阔的可想像空间,可拓宽人类认知范围,不仅可再现真实存在的环境,也可以随意构想客观不存在的甚至是不可能发生的环境。 三、虚拟现实技术的形式 根据用户参与形式和沉浸的程度不同,可以把各种类型的虚拟现实技术划分为以下的四种类型: 1.桌面虚拟现实系统。桌面虚拟现实系统是利用个人计算机进行仿真,将计算机的屏幕作为用户观察虚拟境界的一个窗口,通过各种输入设备实现与虚拟现实世界的充分交互,这些外部设备包括鼠标、追踪球、力矩球等。它要求参与者使用输入设备,通过计算机屏幕观察360度范围内的虚拟境界,并操纵其中的物体。常见桌面虚拟现实技术有:基于静态图像的虚拟现实、虚拟现实造型语言VRML、桌面三维虚拟现实等。 2.沉浸虚拟现实系统。高级虚拟现实系统提供完全沉浸的体验,使用户有一种置身于虚拟境界之中的感觉。它利用头盔式显示器或其他设备,把参与者的视觉、听觉和其他感觉封闭起来,提供一个新的、虚拟的感觉空间,并利用位置跟踪器、数据手套、其他手控输入设备、声音等使参与者产生一种身临其境、全心

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(VR虚拟现实)虚拟仿真实训系统解决方案

大娱号 虚拟仿真实训系统解决方案VSTATIONHD(V1.0)

前言 近年来,由于信息技术的快速发展与国家教育部门的大力提倡,虚拟仿真实训在高职教育中开始得到广泛的应用,成为实训教学重要的组成部分和提高教学质量的重要手段。虚拟仿真技术是将多媒体技术、虚拟现实技术与网络通信技术等信息技术进行集成,构建一个与现实世界的物体和环境相同或相似的虚拟教学环境,并通过虚拟环境集成与控制为数众多的实体,构成一个虚拟仿真教学系统。虚拟仿真教学技术以提高学生的技能水平为核心,具有多感知性、沉浸性、交互性、构想性等特点。这些特点有益于教师的实训教学和学生专业核心技能的训练,为解决职业教育面临的实训难、实习难和就业难等问题开辟了一条新思路。目前,高职院校很多专业,如外语教学、旅游专业、数控技术、焊接技术、机电技术、食品加工、服装设计等专业都引入了虚拟仿真实训教学方式。虚拟仿真实训教学,已经逐渐成为高职院校教学变革的一种有效手段。

目录 前言2 一、总体需求分析4 1.1 “情景”的定义:4 1.2 为什么要在教学中使用“虚拟仿真实训系统”?5 1.3 根据教学建设,用户需求归纳如下:6 二、设计原则7 三、大娱号虚拟仿真实训系统概述8 四、大娱号虚拟仿真实训系统系统运行原理示意图:10 五、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点11 六、与教材同步完备的虚拟场景库16 七、大娱号虚拟仿真实训系统构成及特点18 八、大娱号虚拟仿真实训系统配置与指标19 九、系统技术支持及服务21

一、总体需求分析 通过运用学语言,已经为越来越多的教师认同。学习者必须通过“用语言”才能真正掌握语言。 让学生置身于真实的交际情景中,让学生使用语言进行交际。而真正的交际应该是互动的。当一方发出信息后,另一方根据上下文进行意义协商,作出反馈,他可以表示支持、进行反驳或提出疑问,然后接受方对反馈意见再进行意义协商,作出回应,双方如此反复交流,形成互动。互动是“交际的核心”。 语言课堂就是一个充满“交流和互动”的场所。在课堂教学中,这种互动不仅包括师生互动和生生之间互动,还应该包括教材,因为课堂上的师生互动和生生互动都是基于一定教材展开的。“大娱号”虚拟仿真实训系统能够在教材与师生之间搭起一座互动教学的桥梁。 使用“虚拟仿真实训系统”在互动教学的设计和组织上突出情景性、实训性和互动性,力求三者有机结合。 1.1“情景”的定义: 情景指的是具体场合的情形或景象。在教学过程中引入或创设生动具体的场景,有利于学生进行意义建构使其产生交际的动机。“大娱号”虚拟仿真实训系统所提供的虚拟场景可以提供直观生动的形象,通过大屏或投影再现学生在虚拟场景中的表演,可以让学生通过视觉和听觉去感受场景,产生想象和联想,激发学生的学习兴趣。参与表演的学生可以身临其境的学语言,使用虚拟仿真实训系统教学,学生觉得有话可说,有戏可演,可以

虚拟现实技术在教学中的应用

虚拟现实技术在教学中的应用 虚拟现实技术在教学中的应用主要集中在桌面虚拟现实和分布式虚拟现实,沉浸型虚拟现实由于所需设备昂贵,在教学中的应用较少。虚拟现实技术在远程教育中的应用主要有制作三维网络课件、开设网络实验课程和建构虚拟教室。 1.制作三维网络课件 在教学中,基于HTML的网络课件在不断地发展完善,但却始终不能摆脱二维平面的约束。在课件中加入虚拟现实技术,能挣脱这一枷锁。将虚拟现实和文字、声音、图片、视频等各种媒体有机结合,可以弥补二维平面课件的不足。如,用VRML设计各种三维的模型、物质结构等,可以让学生多角度地观察和学习,更好地理解学习内容。虚拟现实技术还可以再现现实生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动、逼真的感性学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。如学习物理知识时,利用虚拟现实技术,向学生展示原子核裂变、半导体导电等复杂的物理现象,供学生观察学习。 2.开设网络实验课程 虚拟实验在网络教育中有着巨大的优势,它可以弥补远程教学条件的不足。虚拟现实实验环境的开发可以真正打破空间、时间的限制,促进网络实验课程的开展。利用虚拟现实技术,还可以建立各种虚拟实验室,如物理、化学、地理、生物等实验室,在“实验室”里,学生可以自由地做各种实验,获得真实的体验。学生还可以通过虚拟实验验证所学的各种理论知识,提出各种假设模型进行虚拟, 并通过虚拟系统观察这一假设所产生的结果或效果。例如,在虚拟的化学系统中,学生可以按照自己的假设设计某一化学反应,通过虚拟实验,可以看到相应的反 应现象。通过这种探索式的学习方式,可以培养学生的学习兴趣,有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。 3.建构虚拟教室 目前,在网络教育中,学生大部分是通过网络课程来学习的。学习时,学生能在网页上看到课程的相关文字材料和一些静止的图片。当然,好一点的网络课程,

虚拟现实技术考试题及答案

虚拟现实技术试题(一) 1、虚拟现实是一种高端人机接口,包括通过视觉、听觉、触觉、嗅觉和味觉等多种感觉通道的实时模拟和实时交互。 2、虚拟现实与通常CAD系统所产生的模型以及传统的三维动画是不一样的。 3、虚拟现实技术应该具备的三个特征:Immersion(沉浸) Interaction(交互) Imagination(想象) 4、一个典型的虚拟现实系统的组成主要由头盔显示设备\多传感器组\力反馈装置 5、从虚拟现实技术的相关概念可以看出,虚拟现实技术在人机交互方面有了很大的改进。常被称之为“基于自然的人机界面”计算机综合技术,是一个发展前景非常广阔的新技术。 6、根据虚拟现实对“沉浸性”程度和交互程度的不同,可把虚拟现实系统划分为四种典型类型沉浸式\桌面式\增强式\分布式。 7、有关虚拟现实的输入设备主要分为两类。三维位置跟踪器 8、在虚拟现实系统的输入设部分,基于自然交互设备主要有力反馈设备\数据手套\三维鼠标. 9、三维定位跟踪设备是虚拟现实系统中关键设备之一,一般要跟踪参与对象的宽度、高度、深度、俯仰角(pitch)、转动角(yaw)和偏转角(roll),我们称为6自由度(6DOF)。 10、空间位置跟踪技术有多种,常见的跟踪系统有机械跟踪器\电磁跟踪器\超声波跟踪器\惯性跟踪器\光学跟踪器。 11、所谓力反馈,是运用先进的技术手段将虚拟物体的空间无能运动转变成物理设备的机械运动,使用户能够体验到真实的力度感和方向感,从而提供一个崭新的人机交互界面。该项技术最早应用于尖端医学和军事领域。 12、立体显示技术是虚拟现实系统的一种极为重要的支撑技术。要实现立体的显示。现已有多种方法与手段进行实现。主要有互补色\偏振光\时分式\光栅式\真三维显示 . 12、正是由于人类两眼的视差,使人的大脑能将两眼所得到的细微差别的图像进行融合,从而在大脑中产生有空间感的立体物体视觉。 13、HMD(Head_Mounted_Display),头盔式显示器,主要组成是显示元件\ 光学系统 14、洞穴式立体显示装置(CAVE Computer Automatic Virtual Enviroment)系统是一套基于高端计算机的多面式的房间式立体投影解决方案,CAVE主要组成由高性能图形工作站\投影设备\跟踪系统\声音系统。 13、三维视觉建模又可细分为几何建模、物理建模、行为建模技术,分别是基于物体的几何信息来描述物体模型的建模方法、涉及到物体的物理属性,行为建模反映研究对象的物理本质及其内在的工作原理。 14、在真实感实时绘制技术中,为了提高显示的逼真度,加强真实性,常利用的方法有纹理映射\反走样 \环境映射。 15、在基于几何图形的实时绘制技术实现过程中,目前有下面几种用来降低场景的复杂度,以提高三维场景的动态显示速度的方法:预测计算法、脱机计算法、3D剪切法、可见消隐法、细节层次模型法。其中细节层次模型法应用较为普遍。16、为了保证虚拟环境的真实性,常需要对虚拟物体进行碰撞检测,实现方法有多种,但其中的层次包围盒法方法是碰撞检测算法中广泛使用的一种方法,它是解决碰撞检测问题复杂性的一种有效方法。 实时绘制技术\场景简化\快速消隐\纹理化对象\限时绘制\ 17、VRML(Virtual Reality Modeling Language)即虚拟现实建模语言。是一种用于建立真实世界的场景模型或人们虚构

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战

虚拟现实技术在教育中应用的优势与挑战作者:范安琪袁玖根 来源:《发明与创新(职业教育)》 2019年第4期 范安琪袁玖根 (江西科技师范大学,江西南昌330038) 摘要:如今科技发展的越来越迅速,教育随着科技的发展也不断有新的教学媒体的出现。在多媒体技术后,虚拟现实技术(Virtual Reality)的出现无疑将对教学产生一定的影响。文 章主要探讨虚拟现实技术在教育教学中应用的优势与挑战。 关键词:虚拟现实技术;教育应用;优势与挑战 虚拟现实是以计算机技术为核心,结合相关科学技术,生成与一定范围真实环境在视、听、触感等方面高度近似的数字化环境,用户借助必要的装备与数字化环境中的对象进行交互作用、相互影响,可以产生亲临对应真实环境的感受和体验。 一、虚拟现实技术在教育中应用的现状 虚拟现实技术在20世纪80年代就开始应用于教育了,当时人们还对这方面的研究给予较 少的关注度。而现在世界上许多发达国家都设立了相关项目,如澳大利亚和新西兰于2009年合作成立的虚拟世界工作组和美国林登实验室的Second Life项目等。我国也有很多研究学者在 探索该技术运用于教学中的应用成果。 二、虚拟现实技术在教育应用中的优势 (一)更好地帮助学生学习知识与技能 运用虚拟现实技术可以在仿真的模拟环境中对知识和技能进行不断地巩固和重复学习训练,学习者将处于一个安全的环境中练习观察到的行为和机会,以促进学习者在高效率的环境下达 到预期的教学目标。采用情景记忆(Episodic Memory),这种包含有关生活经历的信息,如特别引人注目的教学活动。通常很难记住课堂上讨论过的学习内容,但是很容易记住教室的样子、老师的桌子的位置。在虚拟技术课堂上通过现代教育技术,创设生动、逼真的教学情境,使用 虚拟现实头戴式显示设备、手柄或传感手套等交互设备从视觉、听觉和触觉这三方面使学生如 临其境。情境记忆为学习者提供一种模式,使他们能够在此基础上掌握知识,发展能力,形成 感情并生成意义。 (二)个性化的学习环境提升学生学习兴趣 个性化学习环境的设计通过虚拟现实技术可以促进学生心流(Flow)的产生,心流是一种 精神状态的运作,在这种状态下,一个人完全沉浸在他所做的事情中,全神贯注。它包含了在 活动过程中的精神投入和持续的参与,是介于无聊和焦虑之间的理想状态。在传统课堂中很难 实现心流,但是通过虚拟现实技术却可以很好地进行相关教学设计。 游戏化学习就是采用游戏化的方式来学习,它是目前比较新颖的教学理论和教育实践。一 个人对一个事物感兴趣,他就会愿意去尝试,努力去做从而做得更好。那么把这个事物换成学习,当学习也变得有趣时,相信学习者也会学有所成。同样对比传统课堂,虚拟现实技术在这

虚拟现实实验室项目(基于虚拟现实技术的教育解决方案开发应用)

基于虚拟现实技术的教育解决方案的研制与开发 科技项目可行性报告

目录 一、项目提出的目的及意义………………………………………… 二、与项目相关的国内外发展概况及市场需求分析……………… 三、主要攻关内容及技术路线(技术可行性分析)……………… 四、该项目的技术创新点…………………………………………… 五、现有工作基础和条件…………………………………………… 六、申请的基础条件(包括主要研究成果)……………………… 七、进度安排和实施方案(包括运行机制)……………………… 八、预期成果和考核目标…………………………………………… 九、推广及应用前景………………………………………………… 十、经费概算及来源…………………………………………………十一、结论……………………………………………………………附件---虚拟现实沉浸技术实验室条件建设需求……………………

一、项目提出的目的及意义 互联网、虚拟现实和人工智能被喻为改变人类认知世界的三大信息技术。 互联网从少被社会广泛认知,到今天对社会生活的全面颠覆与渗透不过二十余年。如今互联网+已为国家战略。当互联网在我们生活中掀起一个又一个骇浪时,虚拟现实正悄然从幕后走向前台。今天虚拟现实正演绎着当年互联网对人类生活,从无足轻重到全面颠覆的革命性过程。科技以虚拟现实给人类生活再创造出一次惊喜己为期不远。虚拟现实技术与教育: “虚拟现实”(Virtual Reality,英文缩写VR)技术,利用计算机硬件+软件资源+传感器的一种集成技术,构成实时三维图形生成的技术、仿真技术、多传感交互技术以及显示技术等,生成实时的、具有三维信息的人工虚拟环境,演练者(操作人员)根据需要通过多种交互设备(如头盔、数据手套和刚性外骨架衣服等)来驾驭该环境,以及用于操纵环境中的对象,如在真实世界中一样地与该环境中的人和事物进行行为和思想等的实时交流,并产生逼真的身临其境感。虚拟现实技术不是相关技术的简单组合,而是一种创新性的综合,并且在思想方式上有质的飞跃。 虚拟现实技术对教育产生不可估量的作用,主要理由如下: 1.虚拟现实技术创建全新的教育环境 人们普遍认为,虚拟现实技术将使21世纪的教育发生质的变化。虚假现实技术支持下的教育之所以会发生质的变化,是因为虚拟教育环境拥有现实教育培训环境无可比拟的优势。所谓虚拟教育环境,是指由虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟现实技术生成的一类适于进行虚拟教育的人工环境,它可以是某一现实世界的基础或设施的真实实现,也可以是虚拟构想成的世界。在21世纪,可能兴办起依托虚拟现实技术的各种新型的学校教育,如基础教育、军事教育、各类培训教育,许多学员在虚拟环境中接受各种教育体验与训练。由虚拟现实技术所支撑的教育系统将使得人员可以在虚拟环境中方便地取得感性知识和实际经验。与现实教育基地或设施相比,在虚拟现实技术支持下的虚拟教育环境大致有如下特征和优势: 1.1仿真性 学生通过虚拟设施训练,与在现实教学基地里同样方便。这是因为虚拟环境无论对于现实的环境或是对于想象的环境,都是虚拟的但又是逼真的。理想的虚拟环境应该达到使受训者难以分辩真假的程度(例如可视场景应随着视点的变化而变化),甚至比真

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