vr在教学中的应用论文(共9篇)
【摘 要】新课程改革对高中地理教学提出了新的要求,教学不仅要满足不同学生的学习需要,还要构建富有多样性、选择性的课程,满足学生探索自然奥秘、认识社会生活环境、掌握现代地理科学技术方法等需求,并且强调信息技术在地理学习中的应用,充分考虑信息技术对地理教学的影响,营造有利于学生形成地理信息意识和能力的教学环境。虚拟现实(VR)技术的出现将打破原有高中地理教学的常规模式,使更富有多样性、创造性和新颖性。
【关键词】高中地理教学;科学技术方法;虚拟现实技术
一、VR技术简介
VR(Virtual Reality),即虚拟现实技术或称灵境技术,实际上是一种可创建和体验虚拟世界(Virtual World)的计算机系统。其具体内涵是:综合利用计算机图形系统和各种现实及控制等接口设备,在计算机上生成的、可交互的三维环境中提供沉浸感觉的技术。虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。
VR技术的出现,将打破现有的常规教学模式,可以将教学过程从二维模式带入到多维模式,对于教学而言,会出现更为新颖的教学方式与方法;对于学生而言,新技术的出现会更有效地促进知识与技能的学习,并且学生会更主动地学习,一改过去被动接受知识的局面。同时,在学习准备过程中,通过VR技术,学生可以更为直观地、接近真实地体验虚拟学习环境,掌握有效学习方法,使情感态度与价值观在知识的学习过程中直接得到升华。
二、在高中地理教学中运用VR技术的优势
虚拟现实技术是对客观环境的“克隆”,其所创建的学习情境与学生所能直观感受到的生活情境高度相似,所以虚拟现实技术可以广泛应用于学习情境的创建,使学生对于将要学习的内容充满期望与兴趣,在学习过程当中,又会对学习内容的形象性与生动性激动不已,学习结束之后仍然会记忆犹新,改变死记硬背的传统模式。
1.新奇性
万事开头难。对于高中新生来说,地理这门学科似乎很熟悉但又十分陌生,而第一节地理课的学习效果会直接影响其后续学习。在过去的地理教学中,部分教师在新生初次上课时,会播放一些有趣的地理视频,以此来吸引学生学习,但往往效果不佳,很难体现地理这门学科的独特魅力。虚拟现实技术的出现打破了这个局面,新技术的应用不仅可以大大激发学生学习地理的热情,而且可以对客观环境进行模拟,与实际学习情境高度融合,从视、听、触等感官上给学生前所未有的学习体验,为后续地理知识的学习埋下伏笔。
2.多感知性
高中地理教学要求学生掌握人地协调发展的知识,熟悉人与自然环境、人文环境及区域发展知识,相对应的就是自然地理、人文地理和区域地理这几部分学习内容,还要求理论与实际相结合,学生不仅要学会,而且要致用。恰恰自然地理这部分内容对于学生来说过于抽象,要求他们具备较高的空间想象能力,而这个阶段的学习效果又决定后续学习的成败,教师必须想方设法增强教学效果。虚拟现实技术的多感知性,可以从视、听、说甚至触觉和人的心理等方面高度还原,提高学生对于较难知识的学习效率,达到事半功倍的效果。就地理科学的本质而言,多感知性也是其属性之一。
3.交互性
以往地理知识的学习只是简单地以教师为主导的人机操作,学生在学习过程当中常常属于被动的接受者,且交互体验不佳。VR技术可以给地理教学带来全新的交互体验,不仅体现在感官上,甚至可以反馈信息,使学生犹如身临其境。
4.主体参与性 虽然高中地理教学以教师为主导、学生为主体,但往往在知识传授过程中,学生只是一种被动接受的主体,教师和学生都心有余而力不足。VR技术的出现可打破这样的僵局,学生在学习地理知识的过程中,通过丰富的感官交互体验,积极参与到学习过程当中,由被动接受变为主动探究,充分发挥学生作为学习主体的优势。
5.时效性
在高中地理学习过程中,有许多地理探究活动和野外观测可作为学生学习必备地理技能的媒介,让学生在亲身体验科学研究的一般过程中,学会与他人交流并培养对地理学科的兴趣,从中习得地理科学研究的一般方法,进而提高学生的综合实践能力和创新精神。在传统教学模式下,这类活动常常因为条件的限制而简化甚至忽略,也有部分教师将其放在期末进行简略讲解以应付考试,导致这部分内容的学习效果十分不理想。地理课程本来就是理论与实践结合十分紧密的学科,只有理论而忽略实践,不能使学生亲自感受大自然的美,也就不能感受地理这门学科的美。
VR技术的出现可以不受时间和空间的限制,如在自然地理学习中,要求学生进行地质、地貌、水文等野外观察;在人文地理学习中,模拟设计某地区交通运输线路和站点布局方案;在区域地理学习中,要求模拟赴热带雨林、热带草原、热带荒漠、高山地区等地旅行等探究活动,完全可以通过VR技术进行模拟实现,既可以足不出户带领学生感受大自然的美,还可以激发学生对地理探究学习的热情。
三、VR技术的局限性
任何一种新的事物都有两面性,VR技术亦是如此。对于某些知识的学习可以起到事半功倍的效果,也可能会适得其反,所以对于地理教师而言,要把握好运用时机。除此之外,受经济原因及师资力量的限制,VR技术只是在极少学校试用,最终效果还有待实际论证。
不管是现在还是将来,教育发展的趋势都是以信息技术为背景的现代教育。VR技术能形象、生动地表现教学内容,有效地营造跟随技术发展的教学环境,提高学生掌握知识、技能的效率,优化教学过程,提高教学质量,调动学生学习积极性,突破教学重难点,使学生学习地理知识的兴趣得到提高,有效解决很多以前根本无法解决的教育问题。
1 VR的概念和特征
VR(Virtual Reality,虚拟现实)是利用计算机、电子技术、图像技术、传感器技术、多媒体技术、人机接口技术及仿真技术等多种科学技术发展起来的计算机领域的最新技术,是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。目前虚拟技术已涉及到军事、教育、医学、心里学、商业、影视等领域,是21世纪的重要发展学科。
虚拟环境是利用计算机生成并控制的,因此人处在利用VR技术创建的虚拟环境之中和真实环境是没有差别的。VR具有3个最突出的特性:沉浸性(Illusion of Immersion)、构想性(Imagination)和交互性(Interactivity)。
1)沉浸性(Illusion of Immersion)沉浸感是指用户在纯自然的状态下借助交互设备和自身的感知觉系统对虚拟环境的投入程度。虚拟世界给人一种身临其境的感觉。
2)构想性(Imagination)指借助虚拟技术可以使用户沉浸其中并获得新的知识,从而使用户深化概念和萌发新意。因此说VR可以启发人创造性思维,使抽象概念具体化。
3)交互性(Interactivity)人们可以通过使用专门的输入和输出设备(主要通过数据手套、头盔、数据衣等)以自然地方式(如自身的语言、动作等)和虚拟世界中的对象进行交互操作和交流。
2 VR技术的优势
VR技术与传统的实验实训课比较,有以下的优势:
1)投资少。相对于建设实验室或实训基地来说虚拟实验系统所需的投资要少得多,而利用VR技术对实验设备的更新,只要在原有的基础上改进和完善就可以完成。
2)灵活性好。对于实验实训中难点和重点,在虚拟系统中可以反复演练,将细节放大,可以人为的进行记录和重现。
3)效率高。利用VR技术开展的实验课,精确性高,突发事件发生地可能性小。
4)消耗低。VR系统通常是以软件的形式在计算机上运行,能耗很低,设备维修率低,出现故障也容易解决。
3 虚拟现实技术在职业教育中的应用
职业教育不仅要给学生传授文化知识,更重要的是让学生掌握专业技术和技能,强调学生的生产实践能力,培养学生的动手能力是职业教育的特色和重点。
VR技术在教学中的应用表现在以下几个方面:
1)虚拟实验室。利用VR技术可以构建各种虚拟实验室,缓解高职院校实验教学资源不足的问题,推动实验教学的现代化发展,可以使学生足不出户完成实验,却可以获得和真实环境下一样的实验体会,加深对实验教学内容的理解。虚拟实验室还可打破时间和空间的限制,例如学生可以进入犯罪现场,了解案发过程,这是其他的实验方法无法比拟的。虚拟实验既可以缩短时间,又可以获得直观、逼真的效果。
2)虚拟实物。职业教学中的很多试验设备比较昂贵,更新换代又比较快,有些仪器又比较容易坏,这就增加了教学费用。利用虚拟技术就可以为学生制作“虚拟”设备。虚拟设备逼近客观事实,向学生揭示事物的本质。例如在机械制图教学中,很多机械元件不方便拆卸,利用虚拟实物,老师可以通过“移植”、“借用”等教学方式就很容易让学生看到现象和本质。
3)模拟训练。利用VR技术结合多媒体技术可以构建虚拟的实习环境,在这个虚拟的环境中进行驾驶、维修等职业技能训练。在该环境中,学生可以反复练习,发现自己存的问题,通过多次的训练,掌握正确的操作方法。
4)虚拟过程。用VR的方法来展现一些现实生活中无法看到的变化过程。学生通过自己的实验来控制事物的变化过程,完成所学知识的构建。
4 VR技术在高职教育中的意义
在VR中,基于自然方式的交互作用和个别化的学习环境提高了学生的学习兴趣,学生既是一个观察者,又是一个积极的参与者。学生的各种感觉与虚拟的学习环境相互联系和作用,这就激发了学生的学习兴趣,增强了学习的效果。
在VR环境下,学习者的各个感官都在和虚拟的外部世界发生着作用,学生完全沉浸于虚拟现实创造的学习环境中。例如我们在讲网络中的数据传输时,可以利用VR来实现,学生可以设置数据的格式、数据流动的方向和交换的方式等,这样学生对网络的数据传输的理解会更深入。
5 结束语
职业教育中引入VR技术,适应我国职业教育发展的需求。在学校经费不足的情况下,利用多媒体技术、实物仿真技术与VR技术结合的方法,建立虚拟的现代化实验室,缓解了实验设备不足的问题,同时也突破了传统的教学手段,构建了一种全新的教学模式。
VR技术作为一门新兴的科学技术,它还在不断地前进和摸索。但VR技术自身的优点使我们相信,在职业技术教育中,VR技术将有非常广阔的发展前景。
参考文献
[1]梅婷.虚拟现实技术在职业教育工科实训课程中的应用[J].继续教育研究,2008(1).
[2]胡卫红.虚拟现实技术在教育教学中的应用与研究[J].山东省青年管理干部学院学报,2007(11).
[3]杨彬.浅谈虚拟现实技术对高职院校教学的影响[J].辽宁行政学院学报,2007(8).
[4]叶华乔.虚拟现实技术在职业教育教学中的应用[J].武汉船舶技术学院学报,2007(3).
【关键词】虚拟现实;增强现实;混合现实;戏剧
文章编号:10.3969/j.issn.1674-8239.2016.11.010
【Abstract】Based on the different application and artistic pattern of VR and AR, this paper discusses different presentation forms of VR dramas and AR dramas using example.
【Key Words】virtual reality; augmented reality; mixed reality; drama
1 引言
虚拟现实(Virtual Reality, 简称VR)最早可以追溯到1962年,一款名为“Sensorama”的虚拟现实设备,当观众坐在椅子上把头探进去,可以通过三面显示屏显示3D动画影像来形成虚拟的空间,伴随味觉、立体声、座位的振动和头顶上的风等让观众获得一定的虚拟现实体验[1],如图1所示。
直到20世纪80年代末,有“虚拟现实之父”之称的VPL公司CEO:Jaron Lanier提出了VR的概念。但由于当时虚拟现实设备笨重、功能单一和价格昂贵,虚拟现实内容开发成本高,因此VR未得到广泛关注和应用推广,可以说是处在概念性的阶段。
而当今进入互联网、智能设备和智能平台的普及的年代,一些追求创新的科技企业,为了满足人们的需求,重拾虚拟现实的概念,一些Oculus Rift、HTC Vive、三星Gear VR、索尼Playstation VR和微软Hololens等设备便应运而生。更为关键的是,一个从基础硬件(Infrastructure)到VR开发工具和内容分发平台再到VR 应用和内容开发者/机构的VR生态系统建立并正在逐步完善,如图2所示,由此VR才在近几年得到广泛关注和快速发展。
2 虚拟现实、增强现实与混合现实
有关虚拟现实术语定义,在不同阶段不同的研究者有不同的观点,主要聚焦两个方面:技术硬件要素和人类体验。
近20年来,从人类体验的角度来定义虚拟现实这个概念要远多于从设备定义的角度。其中,一种有代表性的观点是,从理解用户的物理和心理体验出发,虚拟现实的“沉浸感”、“在场性”和“交互性”的三个要素非常重要[2]。为了研究三者间的关系和虚拟现实定义,先要理解其内涵。
“沉浸感”:感受到被身处的空间包围,还可以与很多存在的物体实时交互。
“在场性”:对于环境的感受。
“交互性”:可以参与实时改变媒介化环境的形式和内容。
基于以上描述,虚拟现实定义为:通过一个使用交互性的软件和硬件的计算机系统产生一个三维图形空间,构建一个模拟现实的环境;提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟,让使用者如同身历其境一般,可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时,计算机可以立即进行复杂的运算,将精确的3D世界影像传回产生在场感。
增强现实(Augmented Reality,简称 AR)是VR的衍生形式,将虚拟的信息叠加到真实世界上,使真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成,从而达到超越现实的感官体验。图3(视频效果见http://v.qq.com/x/page/q03126544s3.html)、图4(视频效果见http://v.qq.com/x/page/j0312odstx5.html)所示就是AR技术应用的形态。
这两个作品都是反映随着现在城市不断更新与变迁,生活中随处可见的管道、建筑或家具等,都留有人类发展的伟绩、失去的文明痕迹和美丽的自然生态。作品通过两部分配合呈现,一部分是在墙上绘制的水泥或工业管道等绘画或用建筑废弃材料设计高楼一样的装置;另一部分就是在智能移动终端上开发APP,其利用AR技术,借助智能终端上的摄像头观看墙上的绘画或装置,观众可以看到绘画或装置这些现实场景上叠加了很多透明的虚拟动画内容,这时在APP上呈现的不仅仅是静止的绘画或装置,还有灵动的生灵在其中。
混合现实(Mixed Reality,简称MR),是被人类感知的现实世界和由计算机产生的一个虚拟环境的组合体[2]。
VR、AR和MR三者间的相互关系如图5所示。
3 VR实验戏剧和AR实验戏剧
当下,VR已经在很多艺术领域得到应用,如谷歌的Tilt Brush VR绘画软件,通过VR头盔和手柄让使用者在360°立体空间中任意绘画,体验挥毫泼墨的自由绘画艺术享受;2016草莓音乐节现场VR直播,让人们通过VR设备就可以获得临场体验;通过VR技术,打破了美术馆或博物馆的传统时空界限,构建全新的虚拟展览空间;通过AR技术,在实物展品上叠加虚拟内容,以全新的方式修复或还原珍贵文物或藏品原貌;360°全景拍摄的VR电影给创作者们提出了新叙事语言和创作方式的挑战。VR的应用导致各种艺术形式之间的交互融合,也将衍生出更多样态的艺术新式和艺术语汇,VR在艺术领域的应用是对艺术创作的一种重新的认知方式。
戏剧领域也不例外,新媒体技术涌入,互联网的普及,使舞台美术连同整个戏剧发生着深刻的变化,戏剧的呈现显示出新的趋势、新的形式和特点。舞台出现了去物质化的趋势[3],甚至可以使戏剧渗透在任何地点。
VR技术的应用为戏剧艺术的创作带来了很多前所未有的可能性。随着VR技术的不断发展,VR技术在戏剧创作中的应用方法和产生的戏剧艺术形式也在不断发展和变化。笔者根据VR技术应用方式和产生的艺术样式不同给出不同的分类,并举例阐述,据此说明何谓“VR戏剧”。
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3.1 混合VR实验戏剧
混合VR实验戏剧,在这类作品中虚拟现实技术的应用,更多的都是在戏剧舞台上添加一些由计算机图像组成的虚拟元素。比如利用计算机生成的虚拟空间作为舞台背景或者虚拟演员等;并在计算机建模的3D图像中变化视角或透视,营造一种演员穿梭其中的幻觉,如图6所示,实现了舞台现实空间与计算机构建的虚拟空间共存,虚拟空间可以理解为现实空间的延伸。
早在20世纪末,美国的Kansas大学的戏剧系就成立了一个研究虚拟现实戏剧艺术机构(The Institue for the Exploration of Virtual Realities,简称i.e.VR),该机构致力于展示如何将虚拟现实技术和其他相关技术应用到戏剧作品和演出中,并推出了The Adding Machine混合VR技术的试验戏剧[4]。
上海戏剧学院于2004年开始从事新媒体技术在舞台艺术创作中的应用研究与创作实验,同年12月,正式成立了上海市多媒体虚拟空间合成重点实验室。目前该实验室已经批准为文化部数字演艺集成创新重点实验室。12年来也创作了多部新媒体舞台艺术作品。其中就有大型多媒体音乐剧《观音菩萨》(见图7)和新媒体舞蹈诗《极境》(见图8)。两部舞台艺术作品的共同点是,利用投影技术将数字化的虚拟影像内容投射到舞台空间中,替代传统的舞台布景,营造一个虚拟三维空间,演员在舞台上表演,而从观众视觉犹如演员完全在一个虚拟的场景中进行表演,拓展了舞台表演空间,增加和丰富了舞台艺术表现力。在马来西亚国家大剧院演出的《观音菩萨》,不但在剧场舞台上通过投影营造了一个三维的虚拟空间,同时还在剧院的大面积的穹顶上进行投影,让整个剧院的观众沉浸在一个佛教氛围的虚拟空间中,与舞台虚拟空间遥相呼应,让观众感受到与演员同在一个佛法的虚拟空间之中,让观众有很强的“在场”感。
3.2 头盔VR实验戏剧
头盔VR实验戏剧,在这类作品中虚拟现实技术的应用,要求观众佩戴头盔观看,才能得到创作者所要表达的艺术效果,观众可以获得强烈的沉浸感和在场感,有的VR戏剧中还有交互体验。个人觉得这类VR实验戏剧的典型代表有VR歌剧《Senza Peso》和《仙媛》(La Peri) 。
《Senza Peso》是Road to VR机构出品的,历经5年打造的令人震惊的虚拟现实迷你歌剧。它包括画面壮观的短电影和通过Oculus Rift获得令人称赞的带叙事性的虚拟现实体验两个部分。剧中的人物表演镜头画面是采用电影叙事的方式拍摄成一个个短电影镜头,戏剧的场景是幻影(UE4)虚拟引擎制作的虚拟现实场景,将两者合成一个具有叙事体验的VR戏剧作品[5],如图9所示。
《仙媛》(La Peri)是由Innerspace VR创作,具有参与感和交互性强的一种叙事性体验戏剧般的VR作品。观众参与到神话般的故事中,变身王子,有时去天寒地冻的深渊偷窃永生花,有时站在舞台中央与仙女共舞,观众可以用手柄去“夺取”灼目的花朵,甚至可以选择交还永生花或保留永生花,整个体验既围绕着“真实”的舞台,又有虚幻的仙境[6],如图10所示。
3.3 AR实验戏剧
AR实验戏剧,在这类作品中增强现实技术的应用,可以是在现实空的舞台上叠加虚拟的演员表演内容,虚拟的表演内容是通过叙事性镜头表达方式进行事先录像与制作,然后透明叠加到现实舞台空间中;也可以是在现实的舞台表演中实时叠加部分透明的虚拟元素,虚拟同时/同台表演。
前面提到的i.e.VR也推出曾多次搬上舞台的试验戏剧《Wings》,演绎的是一位身患中风、语言紊乱的女飞行员Emily的独白。Wings采用的是具有AR眼镜雏形的改良i-glasses(头戴式显示器),该显示器上方有个半镀银镜,观众水平视角处各有两块小LCD屏幕,既可以通过镜子看到舞台上的演员,又可以看到镜子上反射的LCD图像,从而达到一种叠加的效果;其耳机的声音也混合了音效和舞台上演员的真实声音。导演希望采用这种特殊的观演手段,让观众走入Emily混乱的内心世界,融入Emily的角色之中,感受她的焦虑和困惑[4]。
笔者参与创作的AR交互舞台装置《爱情书简》作品,当观众打开移动终端的“AR爱情书简”APP后,将移动终端的前置摄像头对着《爱情书简》的舞台装置模型,观众可以点击界面上的按钮选择不同的剧目场景,随后虚拟演员出现在舞台上表演,观众还可以选择不同的灯光、虚拟背景和舞台特效等,如图11所示(视频效果见http://v.qq.com/x/page/s0312wux4yw.html)。
3.4 对“VR戏剧”的认知
VR戏剧还处在探索、实验阶段,就现状看,VR戏剧是采用“VR的叙事”特性进行创作和演出的一种新的戏剧艺术形式,具有沉浸性和交互性特点。它具有叙事性的故事结局,只是呈现方式和观众的观看形式有所改变,与传统的戏剧、电影和戏剧文学剧本相比较,有其显著特征,见表1。
4 结语
VR生态系统正在形成,有着良好的发展前景。笔者认为,大力发展VR智能终端的应用技术研究,是VR发展的未来。但目前VR智能终端的显示分辨率不够高、时延眩晕问题以及渲染能力不强等难题有待解决,否则将会制约VR的快速发展。
伴随VR技术的发展,VR戏剧兴起,不同的发展阶段,VR戏剧也呈现着不同的艺术样式。VR技术在戏剧领域中的应用,产生了新的戏剧样式和戏剧语汇,给戏剧创作带来了很多可能性。但目前VR戏剧仍处在初级的发展阶段,VR技术仍不成熟,VR戏剧的叙事理论也有待在不断的VR戏剧艺术实验创作与探索中总结并完善,从而促进VR戏剧的进一步发展。
注释:
① 图片来自于http://www.mortonheilig.com/。
② 图片来自于http://venturebeat.com/。
参考文献:
[1]http://www.mortonheilig.com/InventorVR.html,2016.7.
[2]http://dictionary.reference.com/browse/virtual reality,2016.7.
[3]刘杏林. 舞台美术新思维三题[J]. 戏剧艺术, 2015(3):4-12.
[4]http://www2.ku.edu/~ievr/ ,2016.7.
[5]http://www.roadtovr.com/,2016.7.
[6]http://innerspacevr.com/,2016.7.
[7]Chatman s. Story and discourse:narrative structure in fiction and film[M]. Crnell university,1978.
[8]Aylett,R. Narrative in virtual environments -towards emenrgent narrative.1999.
作者简介:
张敬平,上海戏剧学院副教授,数字演艺集成创新文化部重点实验室技术总监。
(编辑 杜 青)
现在,深受商业地产、连锁公司等客户青睐的9D,以每个月新增几十家分店的增长速度在开始扩展,进驻全国各地的各种购物中心、主题公园、书店社区、影院K房……连续开设了一批9DVR体验馆,人气一路飙升,营收继续井喷,估计年内到达2000家之多的规划。
玩法独一无二,出资灵敏简略,回报见效快,赢利安稳耐久,身负多种商场优势的一本万利钻石级出资生意,你还在等什么? 虚拟现实头戴显示器与传统输出设备的最大不同时其沉浸感、互动性,带来完全不同的电影和游戏的体验。如果用键盘、鼠标来操作,可能会让人感到十分无趣。第8感9DVR虚拟现实体验馆,为VR配置了一个动感太空舱。配合虚拟现实显示器内的画面,可以同步实现模拟真实的运动。这个太空舱能够让你的全身动起来,更积极地进入虚拟现实世界。人们坐在上下起伏的太空中体验VR,已经不是在家里玩电子游戏,而是在从事大型的机动游戏。
9DVR虚拟现实体验馆是一个有着三个层次的娱乐设备。第一层是感知层,包括视觉、语音、听觉、嗅觉、触觉等。第8感的9DVR虚拟现实体验馆,提供了接近真实的视听触和平衡感,让游客可以深度沉浸到虚拟世界。第二个层次是逻辑层,也就是让人与虚拟环境融合和互动,人在虚拟环境中可以主动性转动头部,对观看到景物整合知识、加以判断、导出决策,自主做出最优的判断并采取行动。第三个层次是智慧层,包括创意、灵性、情感、美感等许多连人类都未必能解释清楚的事物。9DVR虚拟现实体验馆中的景物是一种脑穿越,将童话、仙境、魔幻、未来融合而成,荷香塔影,柳浪闻莺,精美绝伦、巧夺天工,加上梦幻元素的梦幻般景观。作为VR商业化的领创者,第8感9DVR虚拟现实体验馆为消费者提供更具性价比、体验更真实的VR线下体验设备。目前第8感旗下四人同时玩的VR系统售价为25万,这个价格无疑是非常具有性价比的,在国内一定有非常大的市场竞争力,在国际方面同样如此,未来海外市场将是我们的重点,希望可以打造中国自己的VR国际品牌。
事实上,虚拟现实主题公园模式不单单局限于游戏市场,它可以涉足现今市面上主流的不同领域,例如房地产VR体验产品。有了虚拟现实主题公园我们不再需要辛苦看房,我们只需要在我们公园中寻找自己喜欢的房屋设计风格。虚拟现实主题公园可以为我们提供最为逼真的新房展示,比如300平米的空间里面,我们集中体验其中一居室、二居室的真实空间感受,并且拥有不同风格。甚至对于不同楼层的采光能力,我们都可以利用虚拟现实主题公园这套装备来切身体验。
发布者:张荣芳 发布时间: 2011-11-13 5:30:24
通过学习,我深有感悟,这样能组织学生探究知识形成新的知识。我从学生的生活体验入手,运用案例等形式创设情境呈现问题,使学生在自主探索、合作交流的过程中,发现问题、分析问题、解决问题,在问题的分析、解决问题的方法、这样做既有利于发展学生的理解、分析、概括、想象等创新思维能力,又有利于学生表达、动手、协作、等实践能力的提高,促进学生全面发展,力求实现教学过程与教学结果并重,知识与能力并重的目标。也正是由于这些认识来自于学生自身的体验,因此学生不仅“懂”了,而且“信”了从内心上认同这些观点,进而能主动地内化为自己的情感、态度、价值观,并融入到实践活动中去,有助于实现知、行、信的统一。
教学策略在教学中的应用
论文关键词:多媒体课件;思想政治理论教学;功能;教学质量
“一思想和中国特色社会主义概论”(以下简称“概论”)课程是高等职业院校课程体系中的一门公共必修课,是大学生接受马列主义理论教育的主渠道。“概论”课程具有明显的两重性特征,即鲜明的政治性和思想性、严整的科学性和理论性。要实现该门课程的教学目标,无论在课程内容、教学理念、教学形式等方面都会受到现代科技发展不断变化的挑战。因此,研发和运用“概论”课程多媒体课件工作对于发挥思政课教学在大学教育体系中的主阵地作用,提高教学的针对性和时效性,不失为一条积极探索途径。
一、研发“概论”多媒体课件的重要性
1.多媒体课件使课堂教学内容和教学大纲、统编教材实现真正的统一
思想政治教育教学的特殊性决定了课堂教学一定要坚守对马列主义的理论观点在认识和阐述上的一致性,这是原则性问题。不允许不同的教师宣贯不一样的理论观点,以免误导学生对马列主义理论体系的歪曲理解以及造成世界观、价值观等方面的“反动”。 研发“概论”多媒体课件,首要的是确保在“理论精髓”及内容上不走样,坚持了本课程鲜明的意识形态性。在课件制作的思路上,必须依据统编教材“马克思主义理论研究和建设工程重点教材之《一思想和中国特色社会主义理论体系概论》”,各章节内容及教学要求并没有因为课件制作而被重新“组合”,更没有因为大专学历教育这个层次较低而要求学生在掌握基本理论方面打“折扣”,更好地实现了统编教材在统一意志方面的作用;其次,多媒体课件技术很好体现教材各章节内容之间存在的内在逻辑关系,一方面发挥真理的逻辑力量“征服”大学生,另一方面,能帮助大学生很好地学习和接受本课程的观点及要求。
2.多媒体课件引入课堂教学大大提高了教师的工作效率
以往的教学,一方面,教师的“板书”工作量很大而且非常复杂。因为在板书这方面它对教师书写的字体、写黑板字的力度和速度、板书的设计和黑板面积的大小都有很高的要求,而且这些要求并不是每个教师或每一节课都能做到,这给教师们带来了许多困惑,费时成本高。一些年长的教师为此得上“肩周炎”等职业病,教学的精力花费较大,甚至有的时候,教学效果是事倍功半。另一方面,教师在课堂上的讲演也会影响到教学效果。有时候有些老师由于吐字音不够准造成学生对信息进行失真性的理解,要么把学生弄糊涂了,要么就误导了学生对知识的理解。其次是教师说话的速度问题,过去单靠教师一张嘴来阐述理论观点或呈现历史事实。学生听到后面的忘记了前面的,把知识弄得支离破碎的,自然很难形成一个整体。特别是当需要引用历史事实或场景的时候,可把老师为难了,又是画图又是画表地忙活着,结果学生“不买账”等等,很显然,这样的教学模式就是费力不讨好。多媒体课件就只需要在PPT中“视频嵌入”就能完美再现最真实的内容。教师通过运用多媒体课件教学完全可以把自己的教学设计完美地展示给学生,并且一定会收获很好的教学效果。
3.多媒体课件教学是现代大学生对教学方式变革提出的现实要求
随着现代技术的广泛运用,学生接受新讯息、新知识的手段和速度发生了前所未有的变化,正如一位教育工作者说,现代社会不会出现一副正如歌名叫《听妈妈讲那过去的故事》的儿歌所描述的那种场景了,他们每时每刻了解的信息不仅范围广泛而且是及时的,不仅如此,他们还有太多的手段获取了解过去的信息。这样,对于思想政治理论教育提出了现实的要求:信息量丰富、反映事件状况要真实、直观而又生动,同时,如果一个老师对现代社会所发生的一切“漠不关心”而不能在课堂上有所反映,以及教学手段不能跟上科学技术进步的要求,不能跟上“e时代”,那么他在学生眼里是“不称职”的,学生会打心里不喜欢这样的老师。在教学实践中发现,学生如果觉得你的课件有“水平”,学生就会有些“佩服”,而会喜欢上该门课。同时,课件中运用的多媒体资源越丰富而且又贴近大学生的“真实世界”,如影像资料,上课时学生是不会去讲话和睡觉的,而且对他们的震撼比老师用言语表达的有效多。所以,思想政治理论课教师运用多媒体进行教学往往被看成是学生对教师的基本要求,也是提高思政课课堂教学效果很重要的途径。
二、如何研发精彩多媒体课件
1.确定多媒体课件在教学内容方面的要求
本课程的多媒体课件完全依据并符合课程教学大纲的要求。整个课件的内容是以高等教育出版社出版的《一思想和中国特色社会主义理论体系概论》统编教材为课件制作的蓝本,以章为单位制作课件单元的。一方面,这样很好地体现了统编教材的权威性,同时避免了出现教师因为教材版本不同而不好使用的困境。另一方面,由于多媒体能更完整体现教材每一章内容具有的内在逻辑关系,也就更有利于实现每一教学章节的教学目标。 “
2.“概论”多媒体课件一定要体现本课程教学的特殊性和针对性
一方面,本课程的特殊性地位决定了“概论”课程课件中对于基本理论部分的表达,必须要精准到位,不能随意“解构”或“解读”;另一方面,不能把书本内容完全照搬照抄到课件中,即把教材“电子文档化”,因此,在表达形式上必须有创新,一是教学重点和难点要把握“精准”,课件开发老师必须对教材一定要“吃透”;二是,要让课本内容“鲜活”生动起来,牢牢锁定学生们的“注意力”。另一方面,本课程教学的针对性是由教学对象的特殊性决定的。由于教学对象是高职生,与大学本科生相比,学生本身的知识结构、大学学制、教学时数、培养目标以及学生学习本门课程的理解和掌握能力等方面都有着显著的差异。实事求是地说,高职院校的教师面对这些差异,要想获得教学上“成功”,需要克服的困难会大很多。因此,对于本课程的多媒体课件制作不能够在知识的深度,即“为什么”问题上有“过分”要求,而应该在“是什么”和“怎么样”等问题上多些解读、启示,多媒体课件重在概念分析和意义阐述,使之符合高职学生的认知结构,帮助学生理解和掌握基本理论问题。
3.“概论”课件有利于合理拓展课堂教学内容方面的广度,有助于学生真正把握教学重难点,实现教学目标
因为高职生没有开设“近代史纲要”课程,学生就不可能通过课堂教学,获取必要的历史知识,而历史知识又恰恰是大学生理解理论观点或现实世界发生一切的“前因”。因为没有开设“马克思主义基本原理概论”课程,同样不可能在课堂上较为完整、系统地接受马列主义基本原理和方法,不利于学生掌握科学的世界观和方法论。教学实践证明,这些理论知识对于每一位高职生的成长、成才又是很重要的。因此,在该课件制作中,老师们应该适当添加相关历史知识及相关内容,特别是一些重大历史事件的来龙去脉以及重要意义等,对于这些丰富内容的了解和掌握可以放在课堂教学之外的时间内进行,比如利用学院建设的网络平台等。在教学实践中,发现这种做法很对学生“胃口”,调动了学习的兴趣,受到学生认可。同时,利用各章节之间以及各章节内部的逻辑关系给学生“渗透”辩证思维思想,如讲到“社会主义本质”部分时,要给学生分析“本质”的意义等。
4.整合教学资源,打造课件中的“精品”
在研究制作多媒体课件时,首先要打造好一支教学科研团队,团队成员理念上要同心,目标上要统一,行动上要同步。我们研发的“概论”课件的团队分别来自四所高职院校,由于老师们都拥有较丰富的教学实践经验,一方面,大家对教学课件的作用在实践中感受很深,有很高的积极性;另一方面,在内容把握和形式表达上都充分发挥出了各自的长处。这样一来,使得整个课件从内容到风格实现了完整统一。其次,精彩多媒体课件必须能充分展示现代科技手段为教学服务的功能。多媒体课件在制作讲究的是如何将丰富的资料通过现代技术手段统一起来,构成一个集图像、声音、文字有机结合的整体。所以,从模板设计的技术要求到不同章节不同内容引用什么样的资料,以及用什么方式呈现这些“信息”或资料,都需要做大量的研究开发工作。大量的素材通过文字、图画和影像等形式展示,使教学内容直观、鲜活起来了,吸引了学生学习的注意力,激活了学习热情,活跃了课堂气氛。实践证明,教学效果明显提高。
三、正确对待和运用多媒体课件
1.“概论”教学课件是现代计算机技术和思想政治理论有机结合的产物,是对以往教学手段、教学方式的改革和完善,大大提高了思政理论教育教学的效果
在可供利用的教学资源条件下,正确评价“概论”课件的作用十分必要,只有真正体会其作用后才会自觉运用多媒体课件进行教学,体现课件的价值。在现实教学活动中,多媒体课件越来越显得必不可少了。
2.作为教学手段的“概论”课件,对大学生思想政治理论教学质量的改善和提高起着积极的作用而非决定性作用
长期的教学实践证明:影响教学质量的因素包含诸如主体、环境、手段、方式等,在这些因素中起决定作用的还是教师主体的教育教学活动,教师的教学水平决定着教学质量的高低,也就是说再好的教学课件终究无法替代教师在具体的教学活动过程中的主导作用,教学课件只是一种教学辅助手段或方式,属于教学活动的一部分,是为具体的教学目标服务的。所以,应该摈弃那种认为只要有精品的课件就有高质量的教学质量的错误观点。
3.教师对现代科技手段了解或掌握越多越深,课件的作用就越大
一方面,教学课件制作中的科技手段运用得越高级、越熟练,制作而成的课件就越精致,越符合大学生群体的学习需求;另一方面,播放多媒体课件需要硬件支持,那么教师在硬件环境的选择方面要能掌握一定的计算机技术,否则,就无法实现教学设计的目标。
4.充分发挥课件的“交互性”功能
课件要体现课件研发者的教育思想和教学设计的理念。对于每一特定内容,必须要对教学过程进行有的放矢地设计,并且要能把控好课堂教学的每一环节,教师知道学生什么时候会释放“兴奋”情绪,那么,这个时候就该提出问题来或组织学生进行课堂讨论,引导学生思考问题。这样既活跃了课堂气氛,提高同学们的参与度,同时通过课件提供预先设置的各种可能答案让学生去“甄别”,最后找到正确答案。学生一定会印象深刻,收获很大。
5.教学课件的“开放性”决定了研究和开发教学课件的工作是没有终点的
一方面,要求老师们很好地运用现有的课件,从某些方面把老师们“解放”出来;另一方面,由于多媒体课件制作水准取决于对该门课程把握的精准度,即精准度越高,形式就会完美地体现内容,有利于提高师生获得知识和能力的效率,同时也使得教师们运用起来就越感到得心应手,其辅助功能就越强大,因此,老师们在教学中必须要进行多次开发,特别是案例的运用等方面,必须发挥教师主体的积极性和创造性,真正提高教学的实效性。
1 VR技术的概念及特点
VR技术作为二十一世纪最具发展潜力的学科, 是利用计算机技术生成逼真的视觉, 听觉, 触觉融合的虚拟环境, 使用户以适当的设备以自然的方式与虚拟环境进行交互, 相互影响, 从而获得与真实环境相同的体验和感受。虚拟技术是一门富有挑战性的交叉技术、前沿科学和研究领域。VR具有3个最突出的特性:沉浸性、构想性和交互性[6]。
2 VR技术应用于子宫动脉栓塞术教学中的必要性
传统临床教学模式的局限性以病人为中心的传统手术训练模式逐渐变得不可接受。虽然简单可变的解剖模型已被应用, 但往往价格非常昂贵的此类模型, 因最终被多次穿刺后破坏而不易广泛的应用。虽然, 医生们的手术训练也可以采用动物模型进行操作训练, 但动物和人体的解剖结果不同, 而且需要专用的设备, 由负责人进行动物饲养, 造成高培训成本, 从而对动物模型训练方法难以推广。
医学模式的转变以患者为培训对象的传统培训方式存在对患者存在伤害的可能性, 有时甚至延长了宝贵的手术时间, 实际上增加了手术成本, 越来越不被患者及社会接受。因此, 由患者为中心的模式向受训者为中心的模式的转变逐渐引起关注, 受训者为中心模式的特点为远离患者, 采用模拟手术, 结合受训者的掌握能力, 制定学习及培训方案。
UAE教学特点UAE是通过导丝、导管、栓塞剂等对妇科疾病进行治疗, 对患者具有微创, 轻度疼痛, 恢复快, 并发症少, 但需要介入放射学医生在二维视频成像系统引导下进行送管、造影、栓塞等操作, 难度不言而喻。由于介入放射学医生不能直视或触摸相应的目标器官, 只能通过大脑将二维图像转化为立体图像, 如果不经过专业的培训, 则难以实现手眼准确的协调。在传统的学习模式中, 只能重复的练习的积累才能实现, 这样以来就需要大量的病例。
3 VR技术应用于UAE临床教学中的优势
在UAE临床教学中, 使用VR技术可以模拟真实的患者, 器官, 组织及临床手术任务等教学内容, 从而使医学生能综合运用多种感官自主探索和体验, 在开放, 自主, 交互式模拟环境中展开高效, 安全, 经济的学习实践[7]。VR技术在子宫动脉栓塞术临床教学中的优势在于传统教学方法不够直观, 不够形象化, 缺乏立体感, 无法直观感受, 让学生难以理解和吃透其中的精髓, 缺乏亲切感。而VR临床虚拟教学模式不受患者、场地以及时间等诸多因素制约, 可以随时随地根据教学需要进行临床教学活动, 医学生的实践机会大大增加, 从而有机会达到良好的临床教学效果。例如, 虚拟3D手术环境, 使医学生在虚拟环境中反复预演手术操作过程, 然后从虚拟人体上获取的手术数据以及系统记录的人体反应进行综合分析判断, 最终开展科学诊断, 设计严谨, 个性化的治疗方案, 不仅避免了射线辐射 (一对一辅导是一种典型的传统介入训练方法, 使得医生、患者、医学生共同处于辐射环境) , 而且还能达到训练医学生手术技能、提高手术成功率的目的[8]。
4 VR技术应用于子宫动脉栓塞术教学中的挑战与展望
在UAE临床教学中引入VR技术, 适应我国介入放射学教育发展的需求。VR技术不仅帮助医学生获取医学知识、精进临床技术, 而且培养科学研究思想, 推动医学教育创新改革[9]。目前VR技术虽然存在价格昂贵、三维建模要求高、数据量庞大、眩晕等较多的障碍, 作为一种适应现代医学教学发展模式的新兴技术, 随着计算机技术的不断快速发展, 相关软件硬件的升级换代, VR技术必将在UAE教学中发挥出越来越重要的作用。
摘要:VR技术作为二十一世纪最具发展潜力的学科, 是利用计算机技术生成逼真的视觉, 听觉, 触觉融合的虚拟环境, 使用户以适当的设备以自然的方式与虚拟环境进行交互, 相互影响, 从而获得与真实环境相同的体验和感受。这项技术在介入放射学领域的应用已取得一定进展, 并且取得了较好效果。本文旨在论述关于VR技术在子宫动脉栓塞术临床教学中的应用必要性及优势, 分析目前VR技术在子宫动脉栓塞术临床教学中所面临的问题, 展望VR技术在子宫动脉栓塞术临床教学领域的发展方向, 为该领域的研究提供参考。
关键词:VR技术,子宫动脉栓塞术,教学,应用
参考文献
[1]Ravina JH, Herbreteau D, Ciraru Vigneron N, et al.Arterial embolization to treat uterine myomata[J].Lancet, 1995, 346:671.
[2]金昌, 吴常生, 穆永旭, 等.洛索洛芬钠超前镇痛对子宫动脉栓塞术后疼痛的临床疗效分析[J].中华介入放射学电子杂志, 2017, 5 (01) :17-19.
[3]金昌, 吴常生, 赵蒙, 等.子宫动脉栓塞术治疗胎盘植入致产后大出血的疗效分析[J].实用妇科内分泌杂志 (电子版) , 2016, 3 (9) :147-149.
[4]金昌, 杨广祥, 穆永旭, 等.介入放射学教学方式的探讨[J].中国卫生产业, 2016, 13 (23) :134-136.
[5]Johnson Sheena Joanne, Guediri Sara M, Kilkenny Caroline, et al.Development and Validation of a Virtual Reality Simulator;human factors input to interventional radiology training[J].Human Factors, 2011, 53 (6) :612-625.
[6]胡小强.VR技术基础与应用[M].北京:北京邮电大学出版社, 2009.
[7]Guze PA.Using Technology to Meet the Challenges of Medical Education[J].Transactions of the Am Clin and Climatol Associ, 2015 (126) :260-270.
[8]Johnson Sheena Joanne, Guediri Sara M, Kilkenny Caroline, et al.Development and Validation of a Virtual Reality Simulator:human factors input to interventional radiology training[J].Human Factors, 2011, 53 (6) :612-625.
〔关键词〕VR技术;VR系统;隐性知识挖掘;隐性知识转化
〔中图分类号〕TP391.7 〔文献标识码〕A 〔文章编号〕1008-0821(2012)10-0019-04
在浩如烟海的知识中,显性知识只占20%左右,而隐性知识则占80%,显性知识可以说只是冰山一角,隐性知识是智力资本,是大树供给营养的树根,显性知识不过是树上的果实[1]。而在知识管理中存在着两个极端,一端是“获取”,另一端是“连接能力”。以“连接能力”为重点的知识管理,带动一系列针对隐性知识的对话、讨论和交流,强调的是人与人之间的情境。VR技术,通过建立VR系统,试图找出隐性知识管理、转换的新途径。这种多情景,多维度再现的隐性知识将像已有的显性知识一样,被妥善的存贮起来,这在知识转移中堪称是显著的进步。
1 VR系统与VR技术概述
20世纪末才兴起的崭新的信息技术—虚拟现实技术(Virtual Reality又称灵境技术)。它有效的融入了计算机图形学、数学图像处理、多媒体技术、网络技术、传感器与测量器、仿真与人工智能等多个信息技术分支,促进了计算机技术的发展。而虚拟现实系统就是在先进的硬件设施及软件工具结合下,设计出合理的硬件、软件以及交互手段,使参与者能够交互的观察和操纵系统生成的虚拟世界。利用计算机模拟的三维环境对真实现场进行仿真,应用者可以真实的感受现实环境,并且控制浏览方向,操纵场景中的对象进行人机交互。
1.1 VR技术的基本概念
VR技术是利用计算机模拟真实世界从而形成模拟环境的技术,是通过计算机对各种复杂的信息加工处理,进行可视化操作并且与之交互的一种方式[2]。虚拟现实是对真实世界的模拟,它一方面能对现实环境做逼真的描述,另一方面还能使得人们在观察虚拟环境的时候犹如身临其境,可以与之进行互动。所以,它能完全模拟出人的感觉和思维,并记录下人的隐性知识,同时把这些隐性知识传递给他人。
它有3个主要的特征分别是沉浸、交互、构想,其中沉浸是感受,交互是手段,构想是目标。
1.2 VR技术的发展现状
美国是VR技术的发源地,研究水平处于国际VR技术的前沿水平。
目前,研究主要集中在感知、用户见面、后台软件和硬件4个方面。著名的美国宇航局的Ames实验室主要研究在约翰逊空间中心的空间站操纵的实时仿真,运用了大量了座舱模拟技术,并形成了空间站VR训练系统。国内VR技术起步较晚,只有少数重点院校和技术部门有所研究,与国外发达国家有一定差距。如北京航空航天大学计算机系研究了虚拟环境中物体物理特征的表示与处理,并实现了分布式虚拟环境网络设计。浙江大学CAD&CG国家重点实验室开发出一套左面虚拟建筑环境实时漫游系统,其中包括一种新的快速漫游算法和递进网格的快速生成算法。这些强有力的技术是VR技术应用到隐性知识的挖掘中的技术保障。
1.3 VR技术在隐性知识管理中的优势
在知识管理中存在知识的转化,包括显性知识的聚众结合产生新的显性知识、显性知识内化为隐性知识、隐性知识社会化为隐性知识、隐性知识外化为显性知识。通过这种知识的不断转移,主要对除显性知识的聚众结合产生新的显性知识之外的3种知识转移为管理手段,将知识分为不同途径进行管理,进而达到学习、交流与传播的目的。
隐性知识是以思维、直觉、灵感、技能等要素形成并存在于个体身上的主观知识。混沌理论中认为人的隐性知识系统是非线性复杂系统,具有随机性,容易产生“蝴蝶效应”等特性[3]。而以VR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。这样VR技术就将隐藏在人脑中的知识体呈现出来,以多种感觉渠道准确表达,隐性知识转移为灰色或白色显性知识。笔者认为:伴随不断更新的计算机技术支持,并且,在不断提高算法和算法规则的计算过程后,VR将隐性知识的真实呈现度会大大提高。
2 VR技术对隐性知识的挖掘过程
2.1 建立VR系统挖掘隐性知识
2.1.1 VR系统是形成隐性知识的沉浸环境
在VR技术中第一个特征是沉浸(Immersion),是指用户可以沉浸于计算机生成的虚拟环境中,使用户投入到由计算机生成的虚拟场景中的能力,用户在虚拟场景中有“身临其境”之感。他所看到的、听到的、嗅到的、触摸到的,完全与真实环境中感受到的一样。
目前最好的人体解剖图谱数据库是“可视化人”数据库,是由美国国家医学图书馆发起的三维人体的断层成像(computer tomography,CT)、核磁共振成像(magnetic resonance ima2ging,MRI)和解剖切面的数字化人体图像库[4]。虚拟人体重建的人体器官可以任意旋转,其中的组织结构如血管等可以单独显示,使用者根据需要调整各器官模型和深部结构的尺寸、以及方向,便于使用者能够直观、全面地了解各器官之间的解剖结构和关系[5]。这种由不同知识分类构建的不同VR系统,把不同学科、不同知识内容、不同现实应用的真实场景,通过VR技术仿真让参与者沉浸其中,这是VR系统的核心内容,也是隐性知识挖掘的重要准备。值得强调的是“场景模拟”的是否准确真实,应是挖掘隐性知识的前提保障。
具体说来,此应用系统包括效果发生器、实景仿真器、应用系统、几何构造系统。效果发生器是完成人与虚拟环境交互的硬件接口装置,包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置,例如头盔显示器、立体声耳机、头部方位探测器和数据手套等。实景仿真器是VR系统的核心部分,它实际上是计算机软硬件系统,包括软件开发工具及配套硬件组成,其任务是接受和发送效果发生器产生或接收的信号。应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分,它描述虚拟的具体内容,包括仿真动态逻辑、结构,以及仿真对象之间和仿真对象与用户之间交互关系。几何构造系统提供描述仿真对象物理属性,例如形状、外观、颜色、位置等信息,应用系统在生成虚拟世界时,需要这些信息。
2.1.2 在沉浸环境中构建隐性知识交互平台
从VR技术第二大特性“交互(Interaction)”性质入手打造隐性知识的交互平台。用户进入虚拟环境后,通过进行必要的操作,虚拟环境中的相应响应,亦与真实的一般,如在虚拟场景中拿起新式阻击枪可以感受到它的重量,扣动扳机可以感受到它对你向后的推力,还可以听到子弹射出枪膛的砰砰声。交互性包含对象的可操作程度及自主参考系凭借用户视点的变化进行虚拟交换。虚拟现实系统在解剖学中,借助重组技术中的多层面重组等技术,可以直观的显示组织、血管、神经等的整体解剖,局部解剖及断层解剖结构,并且可以进行测量、旋转、解剖等操作[6]。例如,德国汉堡Eppendorf大学医学院,建立了一个名为VOXEL2MAN的虚拟人体系统,它包括人体每一种解剖结构的三维模型,肌肉、骨骼、血管及神经等任一部分都是三维可视的,使用者戴上头盔显示器就可以模拟解剖全程。使用者可以进入VR系统,在虚拟场景中对其进行手术,不同的切割位置系统会交互呈现出不同的效果,如错误的切割会导致血管破裂,虚拟人生命迹象消失[7]。在这种交互平台中,使用者可以从系统的反馈信息中激发自身隐性知识,在使用中达到学习的目的。
2.1.3 交互平台中的隐性知识构想效果
VR系统中构想是最终目标,是升华的知识。“Imagination(构想)”是指通过用户沉浸在“真实的”虚拟环境中,与虚拟环境进行各种交互作用后,综合集成的环境中得到感性和理性的认识,从而深化概念,萌发新意,产生认识上的飞跃。这种新知识系统在自动输入之后,系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户,如此反复。所以VR系统主要是以启发人的创造性思维的活动为根本,是一个学习——创造——再学习——再创造的过程。在这一系列的过程中,不断挖掘用户的隐性知识,同时,给予用户开发新的隐性知识,但最重要的是系统将整个知识循环、转化、挖掘的过程记录下来,在创造新知识的同时将这些非编码信息真实的模拟仿真,最终实现了知识的保存,提升了理性的认识,从而产生新的构想。这种新知识系统在自动输入之后,系统会将处理后的状态实时显示或由传感装置反馈给用户,如此反复。在此过程中,不断挖掘用户的隐性知识,同时,给予用户开发新的隐性知识,但最重要的是系统将整个知识循环、转化、挖掘的过程记录下来,在创造新知识的同时将这些宝贵的非编码信息真实的模拟仿真,最终达到了保存这些非编码、难记录的隐性知识的目的。
2.2 VR技术对隐性知识的挖掘途径
虚拟现实技术的挖掘途径主要分为3种:数据分析式、交互反馈式、分布——交互反馈式。这3种挖掘途径分别根据不同的技术和挖掘思想形成,优劣势同时存在。
2.2.1 数据分析式挖掘途径
在VR系统中经过沉浸环境,与系统进行交互信息后升华出新的知识后在交互的反复认识与被认识的过程中,利用系统功能记录用户在虚拟空间中的活动,并且根据数据挖掘技术,试图寻找出这些数据中的普遍规律,从而将用户在解决问题的过程中表现出来的隐性知识记录并显性化,实现知识共享的目的。这种数据分析式依托着已经发展成熟的数据分析技术,所以技术相对简单,易于实现。
2.2.2 交互反馈式挖掘途径
这是VR系统中更为高级的一种挖掘形式。进入系统的用户根据沉浸环境对系统创设出的虚拟环境做出一定的反应后,智能主体会依据用户的反应创设新的虚拟情境,在反复进行交互中利用系统变化参数和行为数据,实现知识管理。依靠这种方式知识会得到有效的传递:一种途径是在人与环境的交互中,把知识由智能主体控制并传递;另一种途径是通过分析用户与智能主体交换过程数据,获得解决问题的隐性知识,将其转变为显性知识,从而实现知识的管理。在这种途径中要求智能主体能够依据用户的交互行为做出具体的反应。
2.2.3 分布——交互反馈式挖掘途径
以上两种数据挖掘途径是单个人与VR系统进行交互,系统得到活动信息后而进行数据分析的方法,但在现实生活中真实问题的解决往往需要多个人合作共同完成。所以这种合作化的多人隐性知识显性化,在知识管理中更加的重要。分布——交互反馈式挖掘途径是解决这一问题的一种理想方式。在VR系统中,多人依靠多套虚拟设备同时进入虚拟系统,不同的人操纵不同的虚拟设备,系统中智能主体会分别回应不同用户,但用户所提供的活动数据被系统接收后,产生效果合作后的新虚拟情境,这样反复交互。VR系统中智能主体会记录下所有参与者的活动信息,问题解决的程度和实时数据分析导致隐性知识的传递和显性化。这种碰撞技术要求最高,需要强大的分析后台支撑和高效的硬件配置,实现难度也较大,但新奇迹的出现往往是在此过程!(见图1)
3 VR技术对隐性知识的学习过程
在隐性知识管理中,VR技术对隐性知识的学习过程主要是在显性知识内化为隐性知识和隐性知识社会化为隐性知识的过程。就如同传统中人们学习书本上的显性知识从而加深自我隐性知识的学习过程,和通过VR系统记录下的特殊技能或行为方法,以供后人通过体会、感悟、模拟后进行转化为自我隐性知识的学习过程。
3.1 构建隐性知识管理中的虚拟学习社区
虚拟学习社区的开展是将VR技术应用到隐性知识挖掘的应用。虚拟学习社区是一个基于网络的虚拟学习环境,具有共同兴趣和学习目的的学习者和组织者共同构建的。基于Web2.0的开放式虚拟学习社区顺应了一些读者个性化、随意化的知识需求,夯实了终身学习的科学理念[8]。目的是提供一个平等、自由、协作、开放的学习空间,促进知识类分、存储与共享。隐性知识在这种自由、协作、开放的环境中得到良好的交互[9]虚拟学习社区可以为个体隐性知识的构建提供非正式化的学习环境,也为一些具体的隐性知识利用提供特定的情境,也为隐性知识的构建提供了交互的支持。
3.2 构建虚拟学习社区系统
虚拟学习社区利用VR技术中计算机图形学、数学图像处理、多媒体技术、网络技术、传感器与测量器、仿真与人工智能等创建出VR系统。
3.2.1 构建虚拟学习社区系统
虚拟社区系统的最强大的功能之一:构想学习效果。在沉浸环境和交互平台的有效发挥作用后,人脑就会产生隐性知识的碰撞,会主动思考问题,并采取一些行动。这是隐性知识在被刺激后的反馈行为,也是自我构想的效果显现。而系统会依照交互反馈式技术模式,对用户的反应进行收集并分析后,变化环境参数和行为数据,创设新的虚拟环境,与用户进行反复的交互,这也是隐性知识反复交互并被记录的过程,从一个拥有真实的、可感知的沉浸环境,将细分后的知识分类数字化的同时,还可以将知识融入现实的操作,依靠VR系统的仿真还原达到让学习者良好的沉浸其中的效果,使VR系统达到完美的“真实再现”,让学习者沉浸其中。并且,如此反复的交互过程,使得隐性知识显性化,产生知识和经验的整合,实现知识的螺旋式上升。
3.2.2 虚拟学习社区中的学习子系统
(1)学习工具系统
将已有显性知识数字化记录在系统之中,通过类目的分类和排序,整合出行之有效的检索途径。这些丰富的学习材料包括:文本、网络学习资源、多媒体课件、音频视频资料、数字地图等;其功能转嫁数字图书馆的应用优势,增大了知识的可利用程度。见图2:虚拟学习社区模式图[10]。
图2 基于Web2.0的虚拟学习社区
(2)自我学习空间
自我学习空间是区别于学习工具系统中自我使用各种知识文本等达到自我学习目的的一种较为高级的学习系统。在自我学习空间里,大量储备一些将已有的知识通过虚拟题所需的特殊技能或隐性知识,在通过上述的过程显现,并且,已经被系统记录并有效分析后编入自我学习空间系统:涵盖教育游戏、虚拟实验、虚拟实战等[9]功能高于学习工具系统。
(3)创想空间
创想空间是与上述两个学习系统相比更高级、更高效的学习系统,这个空间的构想理念在于挖掘潜藏在人脑中的大量而难编码的隐性知识。在隐性知识转化过程中,隐性知识转化为显性知识是重要而不曾被有效控制的一种转化途径。创想空间就是依据隐性知识互化途径形成的一种学习系统,其中用户主要依靠自身隐性知识的转化与被转化的过程进而达到学习的目的。同时,系统会记录学习中的整个过程,将新生成的隐性知识显性化,增加隐性知识的挖掘程度。
4 结 语
VR技术是一种发展中的3D仿真型技术。这完全符合隐性知识难以编码的特性,根据特定的VR系统可以准确的挖掘出潜藏的现实技术处理,在虚拟的环境中达到仿真的效果。VR技术给隐性知识的转化与管理带来了希望的曙光,它让我们尽享詹姆斯·卡梅隆的长篇大作《铳梦》和重温《泰坦尼克号》的悲壮与人性的光辉!尽管如此,它还有待继续发展与完善。并且,VR系统的应用设备比较昂贵,进行知识管理成本较高。此外,在VR系统中隐性知识挖掘涵概大量人的直觉,是系统中所没有的编码,在交互平台中系统不能够模拟人的直觉感应,这应是开发隐性知识管理中的一个“瓶颈”。但是,不可否认它在隐性知识管理中可能发挥的重要作用,相信在不久的将来,能够实现VR技术在隐性知识管理中的应用。到那时,我们所青睐的就不仅仅是苹果树下的牛顿或者是聪明绝顶的爱因斯坦了。
参考文献
[1]张涛.多媒体技术与虚拟现实[M].北京:清华大学出版社,2010:165-166.
[2]费琳琳,单宏伟.虚拟现实技术及应用[J].科技咨询,2008,(36):32-33.
[3]魏钢焰.隐性知识的混沌理论[J].科学学研究,2007,(12):14-15.
[4]孙宁玲.采用新的高血压指南对基层高血压患者的治疗[J].中国社区医师,2006,22(4):829.
[5]华琦.解读《高血压防治基层实用规范》[J].中华全科医师杂志,2005,4(3):13-14.
[6]KATAVICV.VOXEL2MAN 3D2Navigator[J].CroatMed,2008,49(1):130-132.
[7]BURDEAG,CO IFFET P.Virtual real technology[M].publisher:John Wiley & Sons,Inc,2009.
[8]刘宝瑞.论图书馆在开放虚拟学习社区的定位[J].情报科学,2010,(4):494-495.
[9]马凤娟,吴鹏飞.虚拟社区中个体隐性知识的建构[J].现代教育技术,2009,(3):15-18.
[10]基于Web2.0虚拟学习社区探讨[J].河南广播电视大学学报,2007,(4):105-106.
摘要:故事教学法是教师在授课时根据所讲授的内容穿插相关的简明、有趣的故事,将讲述的内容用说明注解的方式进行强调,历史就是由一个个真实的故事所组成的,学习历史采用讲故事的方法是非常适宜的。这也符合新课程标准中的要求,要对学生的学习进行启发以及能够激发学生兴趣的教学方式。初中历史知识的学习主要是对整个的中国历史以及世界历史进行整体的了解,知道历史的大框。这就需要了解知识年代,事件。采用讲故事的教学方式可以很好的达到教学效果。
关键词:故事教学;初中历史;故事应用
听故事是学生喜欢的教学方式,它改变了传统历史教学中单纯的死记硬背,枯燥的记忆历史的发生事件、年代、人物以及历史事件的作用意义。而是通过讲故事的方式把难记的知识串联起来,学生通过听故事就把知识点记住了。听故事可以采用这样的教学方式:“故事化教学情境;布置作业多样化;用故事引导启发学生;日常生活联系的故事环节。”通过这样的故事化教学方式来课堂教学中运用。
1布置作业多样化 听故事学习历史,结合学生的学习水平不同,布置的作业也要多样化。让历史作业中融入故事,拓宽学生的知识面。布置多样化的作业也充分的适应不同发展程度学生的需求。作业多样性就体现了它的丰富性和开放性。由于初中生的学习习惯还不是特别的成熟,布置多样化的历史作业可以自主的培养学生的学习习惯。每个学生喜欢的东西都不同,即使对于单单一门历史学科,学生喜欢的方面,关注的方面也是各不相同。有的学生可能喜欢新中国成立后的发展历程,发生的历史事件感兴趣,因为这离我们现在比较近,有些老人能够给我们讲一些发生的事,还有就是抗日战争,这些对于男学生会比较有吸引力,因为他们拥有英雄情节。对于女同学可能更加喜欢唐宋时代的文人墨客,喜欢当时的风流雅士,以及对他们的开放程度都会比较的关心。通过布置多样的作业,满足不同学生的需求,让学生从自己感兴趣的方面出发,探究历史背后的故事,通过寻找故事进行历史教学。2用故事引导启发学生
学习历史可以帮助学生更好的生活,吸收和借鉴前人的经验,对于历史“取其精华,去其糟粕”。学习历史可以更好的为生活而服务。以史为鉴可以很好的认识世界,认识自己。学习历史事件的最后的一步就是讲历史事件的意 2 义以及事件的启发。例如:“在课堂当中,探索建设社会主义的道路,建设成就和模范人物,像大庆石油工人王进喜、两弹元勋邓稼先、县委书记焦裕禄等。他们为社会主义建设事业作出了卓越贡献,成为全国人民的楷模。学习这一部分的内容,可以将人物的先进事例进行进一步的宣扬,用这些真实人物的事例来启发引导学生,让学生感悟他们优秀的品质,学习他们无私奉献的精神。让学生了解先进人物的事例,通过听故事,在课堂中利用故事、使用故事达到更好的教学效果。”利用故事比一般的说理更加具有说服力,也更能打动学生的心灵。3创设故事化的教学情境
初中是人生成长和学习的关键阶段,而历史这门学科的学习作为必修课也是非常重要的。在传统的教学中,学生会普遍的认为初中阶段的历史只需要读读背背,考前一冲刺就可以了,其实不然;初中历史作为高中历史学习的一个基础,教师必须走在学生的前面,要提前学习,更要在学习之前摆正态度,让学生能够正确对待历史的学习。因此,教师在教学过程中,要善于创设教学情境,教师在全面掌握教学内容的同时,善于将故事融入到教学情境中,激发学生的学习兴趣,让学生在故事中感受历史的魅力。初中历史系统性强,而初中学生对于学习的热情又会忽高 3 忽低,学习起来比较枯燥,但是加入故事的教学内容会变得更加丰富;初中历史更多的是人物和时间,识记起来比较复杂,通过用故事化的语言将教学内容总结提炼出来,教师做讲故事的人,学生做忠实的听众,将枯燥乏味的文字用故事化的语言讲出来,通过创设这样故事化的教学情境,让学生在一个个故事中去领略历史中的人和事;但是并非所有的教学内容都要通过创设故事化的教学情境来完成。通过故事化教学情境的创设,教师在教学中会让教学能力得到释放,得到提高,在课堂上更加得心应手,学生会更喜欢故事化的课堂,全身心的投入到课堂中,课堂效率也会大大提高。
4运用与生活实际相联系的故事
教学要与生活实际相联系,在生活中感受教学内容;在初中历史的学习中,教师可以通过与生活实际相联系的故事来激发学生的学习积极性,活跃课堂气氛。例如,在学习《国防建设与外交成就》这一章节时,由于学生对于国防建设有一定的兴趣所在,教师要利用学生的兴趣点,收集整理与生活实际有关联的关于国防和外交的故事,让学生通过生活实际的思考,来深刻理解祖国的国防建设和外交成就;另外,教师可通过组织学生联系生活实际,收集事例和组织语言,组织学生进行一个小小的辩论赛,培养 4 学生的口头表达能力。在初中历史的教学过程中,要做学生学习的组织者和引导者,帮助学生去进行深层次的学习;通过在教学过程中加入的与生活实际相联系的故事,会让学生更能感受到课堂的活泼。传统的历史课堂总是沉闷的,枯燥的,加入故事的历史课堂,学生更容易畅所欲言,散发思维;学习来源于生活,最终也会在生活中得到应用,用故事丰富教学内容,学生只有对学习内容感兴趣才会真正的去融入课堂,去感受课堂,课堂气氛才会更加活泼生动,历史这门学科就会在初中学科中绽放不一样的光彩。5结语
历史这门学科在学习上需要很强的理论性和逻辑性,学生在学习中会有一定的难度,教师将故事与学习内容有效的融合在一起,学生在听故事的过程中学习历史,故事化的课堂会更加有趣,在很大程度上激发了学生的学习兴趣。因此,在以后的教学过程中,我们要不断的实践,不断的总结,探寻更适合初中学生学习的故事化教学方式,让学生真正的享受历史带来的独特魅力。参考文献:
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