關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的科技論文2000字(2)
關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的科技論文2000字
關(guān)于虛擬現(xiàn)實(shí)的科技論文2000字篇二
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的教育應(yīng)用初探
摘要: 本文闡述了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用及意義,并結(jié)合虛擬現(xiàn)實(shí)教育應(yīng)用的現(xiàn)狀,分析總結(jié)了虛擬現(xiàn)實(shí)在教育應(yīng)用中存在的問(wèn)題,提出了若干建議,最后展望了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。
關(guān)鍵詞: 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)教育應(yīng)用建議展望
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),又稱靈境技術(shù),是以交互性、沉浸性和構(gòu)想性為基本特征的計(jì)算機(jī)高級(jí)人機(jī)界面,是迅速發(fā)展的一項(xiàng)綜合性計(jì)算機(jī)、圖形交互技術(shù)。與傳統(tǒng)教育技術(shù)相比,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)有著自己獨(dú)特的優(yōu)勢(shì),可取得良好的教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)與教育相結(jié)合,一定會(huì)在教育領(lǐng)域中產(chǎn)生質(zhì)和量的飛躍,然而虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中還沒(méi)有被廣泛得到應(yīng)用。
1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用及意義
虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用于教育是教育技術(shù)發(fā)展的一個(gè)飛躍。它是一種為學(xué)習(xí)者通過(guò)自身與信息環(huán)境的相互作用來(lái)得到知識(shí)、技能的新型學(xué)習(xí)方式。其主要應(yīng)用[1]有:虛擬實(shí)驗(yàn)室、虛擬課堂、虛擬圖書(shū)館、虛擬校園、虛擬演播室、虛擬遠(yuǎn)程教育。
虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)模擬的事物和環(huán)境真實(shí)而生動(dòng),并且提供多樣化的自然交互途徑和會(huì)話手段,可激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,并有助于激發(fā)人的形象思維和研究性思維,從而深化概念和建造新的構(gòu)想與創(chuàng)意,因此,將虛擬現(xiàn)實(shí)用于教育可大大提高教學(xué)效果。同時(shí),現(xiàn)實(shí)教學(xué)經(jīng)常會(huì)受到實(shí)驗(yàn)設(shè)備、教學(xué)經(jīng)費(fèi)等的限制,或者存在一些在一般教學(xué)環(huán)境下無(wú)法顯現(xiàn)的事物與現(xiàn)象。引進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),我們可以立足于有限的設(shè)備資金投入,更多地依靠軟件和智慧,有針對(duì)性地開(kāi)展各種模擬實(shí)驗(yàn)或虛擬教學(xué)。另外,在教育領(lǐng)域的Web站點(diǎn)上,虛擬教師、虛擬考場(chǎng)等新興的教育形式也將不可避免地出現(xiàn)在網(wǎng)絡(luò)中,并以它們接近真實(shí)并高于真實(shí)的優(yōu)勢(shì),在未來(lái)的教育領(lǐng)域中占有一席之地。因此,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育和培訓(xùn)領(lǐng)域方面有著巨大的應(yīng)用價(jià)值。
2.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育應(yīng)用中的現(xiàn)狀分析
2.1虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用現(xiàn)狀
國(guó)內(nèi)許多高校都建立了國(guó)家實(shí)驗(yàn)室,開(kāi)展了虛擬現(xiàn)實(shí)方面的研究工作。其中北京航空航天大學(xué)就建立了虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)國(guó)家教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,浙江大學(xué)也有計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)和圖形學(xué)(CAD/CG)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,其他高校如清華大學(xué)、西安交通大學(xué)對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)的真實(shí)感和立體現(xiàn)實(shí)技術(shù)也都進(jìn)行了廣泛的研究,使得我國(guó)在虛擬現(xiàn)實(shí)基礎(chǔ)理論研究方面碩果累累。
但在國(guó)內(nèi)的教育領(lǐng)域的應(yīng)用方面,全浸入式的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)基本沒(méi)有,大多集中在OPENGL和VRML開(kāi)發(fā)一些規(guī)模不太大的應(yīng)用,應(yīng)用平臺(tái)也以PC機(jī)為主。[2]因此,我國(guó)高校在虛擬現(xiàn)實(shí)這一領(lǐng)域,大部分都停留在技術(shù)研究上,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)還沒(méi)有在教育中得到真正的推廣和普及。
2.2問(wèn)題分析
我們可以看到,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)盡管發(fā)展前景廣闊,但作為一門(mén)新興的科學(xué),目前尚有諸多因素限制它在教育領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,這些因素主要是:
(1)實(shí)驗(yàn)效果有待加強(qiáng)。從虛擬現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)效果來(lái)說(shuō),其可信度較差,是指對(duì)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境的可信度差。可信度不高具體原因表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:①虛擬世界的表示側(cè)重幾何表示,缺乏逼真的物理、行為模型;②虛擬世界在感知方面,有關(guān)視覺(jué)合成研究多,聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)(力覺(jué))關(guān)注較少,真實(shí)性與實(shí)時(shí)性不足;③在與虛擬世界的交互中,自然交互性不夠,在語(yǔ)音識(shí)別等人工智能方面的效果還遠(yuǎn)不能令人滿意。
(2)硬件環(huán)境的建立。這主要存在兩個(gè)方面問(wèn)題:第一是相關(guān)設(shè)備普遍存在使用不方便,效果不佳等情況,難以滿足虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的需求;第二是硬件設(shè)備品種有待進(jìn)一步擴(kuò)展。在改進(jìn)現(xiàn)有設(shè)備的同時(shí),應(yīng)該加快新設(shè)備的研制工作。同時(shí),針對(duì)不同的領(lǐng)域要開(kāi)發(fā)能滿足應(yīng)用要求的特殊硬件設(shè)備。
(3)實(shí)現(xiàn)成本問(wèn)題。虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備價(jià)格也比較昂貴,且這些設(shè)備局限性很大。如購(gòu)置一個(gè)三維鼠標(biāo)需數(shù)萬(wàn)元,建設(shè)CAVE系統(tǒng)的投資達(dá)百萬(wàn)以上;一個(gè)頭盔式顯示器一般達(dá)數(shù)萬(wàn)元。
3.幾點(diǎn)建議
(1)遵循“需求牽引、技術(shù)推動(dòng)”的原則。在教育需求的牽引下,重點(diǎn)研究核心技術(shù),如動(dòng)態(tài)環(huán)境建模技術(shù)[4]、實(shí)時(shí)三維圖形生成和顯示技術(shù)、新型交互設(shè)備的研制、智能化語(yǔ)音虛擬現(xiàn)實(shí)建模等。只有把這些最關(guān)鍵、最需要解決的技術(shù)問(wèn)題攻克了,虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的發(fā)展才能不斷邁上新臺(tái)階。
(2)注意虛實(shí)結(jié)合。在采用虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行教學(xué)的過(guò)程中,并不能完全代替真實(shí)實(shí)驗(yàn)。虛擬實(shí)驗(yàn)是虛擬的實(shí)驗(yàn),缺少“實(shí)物感”,正如在網(wǎng)上看書(shū)與拿真實(shí)的書(shū)看時(shí),總會(huì)覺(jué)得真實(shí)的書(shū)更實(shí)在。因此,在具體實(shí)施中,應(yīng)該進(jìn)行虛實(shí)結(jié)合。有目的地安排一些實(shí)驗(yàn)在真實(shí)環(huán)境中操作,這樣更能加深學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的印象,提高實(shí)驗(yàn)的效果。
(3)關(guān)注國(guó)外發(fā)展,充分利用政策支持。我們要重視虛擬技術(shù)的研究,但不能關(guān)起門(mén)來(lái)搞研究,應(yīng)時(shí)刻關(guān)注國(guó)外虛擬技術(shù)和理論的發(fā)展,并通過(guò)各種途徑與國(guó)外進(jìn)行交流,如訪學(xué)、參觀等。除此之外,還可以建立“虛擬團(tuán)隊(duì)”[3]。在虛擬團(tuán)隊(duì)中,其成員在空間分散,主要通過(guò)電子信息溝通技術(shù)(電子郵件、視頻會(huì)議等)協(xié)調(diào)工作。而且,新的溝通技術(shù)的發(fā)展,例如互聯(lián)網(wǎng)等,加速了這種趨勢(shì)。目前,虛擬團(tuán)隊(duì)已經(jīng)被應(yīng)用于許多領(lǐng)域,比如R&D組織、客戶服務(wù)、科學(xué)研究等。
同時(shí),作為一門(mén)新興科學(xué),虛擬技術(shù)需要一個(gè)良好的發(fā)展環(huán)境?？上驳氖?虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已被《國(guó)家中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要(2006―2020年)》列為前沿技術(shù)――信息技術(shù)的三大主題之一,這無(wú)疑將為虛擬技術(shù)提供更多的發(fā)展空間和更好的發(fā)展環(huán)境。
4.展望
隨著與虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)相關(guān)科技的日趨成熟,來(lái)自各種領(lǐng)域的研究與應(yīng)用勢(shì)必不斷推陳出新,范圍也將不斷擴(kuò)大,這已是必然的趨勢(shì)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)將會(huì)是繼多媒體、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)之后,在教育領(lǐng)域內(nèi)最具有應(yīng)用前景的“明星”技術(shù),它將使21世紀(jì)的教育與培訓(xùn)事業(yè)發(fā)生質(zhì)的變化。
參考文獻(xiàn):
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