第一篇：VR技術(shù)在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

VR技術(shù)在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究

許

婧

（中南林業(yè)科技大學(xué) 涉外學(xué)院

湖南 長(zhǎng)沙 410004）

摘要：物流工程專業(yè)旨在為企事業(yè)培養(yǎng)具備物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)管理及相關(guān)能力的復(fù)合型應(yīng)用人才，要求學(xué)生具有較強(qiáng)的實(shí)踐能力，但物流系統(tǒng)極其復(fù)雜且投入很大，高校不可能完全按照企業(yè)提供一個(gè)真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境，這樣學(xué)生就很難接觸和理解核心環(huán)節(jié)，從而使得教學(xué)效果大打折扣。為了解決這一矛盾，本文嘗試引進(jìn)VR技術(shù)并研究其在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用，幫助教師提高教學(xué)效果，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；物流工程；實(shí)踐教學(xué)

Application research on VR in practice teaching of logistics engineering

Xu Jing(Swan College,Central South University of Forestry and Technology , ChangSha 410004)Abstract: Logistics engineering aims to develop application talents which have the logistics system planning and design, operating management and relevant ability, students are required to have strong ability of practice, but the logistics system is extremely complex and input is large, the university can't completely according to the enterprise to provide a real practice environment, so students can be hard to contact and understand the core link, so as to make the teaching effect lower.In order to solve this contradiction, this paper tries to introduce VR technology and study its application in logistics engineering practice teaching, help teachers to improve teaching effect, improve the students' practical ability.Key words: VR;Logistics engineering;practical teaching

近年來(lái)，物流在我國(guó)得到大力發(fā)展，社會(huì)對(duì)物流人才的需求急劇增長(zhǎng)，尤其是高端的物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)人才，但我國(guó)高校培養(yǎng)的物流專業(yè)人才并不能適應(yīng)社會(huì)需要。這主要是因?yàn)槲锪魇且粋€(gè)極其復(fù)雜的系統(tǒng)，實(shí)踐性很強(qiáng)，投入大，而高校限于資金、場(chǎng)地等因素，很難提供一個(gè)系統(tǒng)、真實(shí)的實(shí)踐環(huán)境，這樣學(xué)生動(dòng)手操作的機(jī)會(huì)就很少，不能真正接觸到物流的核心業(yè)務(wù)，也很難深刻地理解整個(gè)物流流程，對(duì)物流的認(rèn)識(shí)缺乏系統(tǒng)性，實(shí)踐能力差，更談不上進(jìn)行物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)了。而VR技術(shù)正好彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，它通過(guò)虛擬仿真可以構(gòu)建一個(gè)逼真的物流環(huán)境，使學(xué)生猶如身臨其境，從而提高學(xué)習(xí)興趣，增強(qiáng)實(shí)踐能力。

目前，有關(guān)VR技術(shù)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究不少。如林琳對(duì)VR在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)行了研究[1] ；趙鵬程在公安實(shí)踐教學(xué)和培訓(xùn)中引入了VR技術(shù)[2]；王凱英和廖明軍探討了VR在土木工程教學(xué)中的應(yīng)用[3]等，都取得了不錯(cuò)的效果，但有關(guān)VR在物流工程實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用研究還比較少，本文將就此進(jìn)行探討。1 VR技術(shù)概述 1.1 概念 VR（Virtual Reality）即虛擬現(xiàn)實(shí)，又稱為靈境，興起于20 世紀(jì)末[4]。它實(shí)際上是一個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，結(jié)合了多媒體、傳感和仿真技術(shù)，通過(guò)建模創(chuàng)建一個(gè)虛擬的現(xiàn)實(shí)世界，用戶可以通過(guò)視、聽(tīng)、觸等方式跟虛擬世界中的對(duì)象進(jìn)行交互，就仿佛身臨其境一樣。1.2 特征

沉浸性、交互性和構(gòu)想性是虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三個(gè)基本特征。沉浸性是指用戶完全沉浸在虛擬環(huán)境中，借助頭盔、手套等外部設(shè)備實(shí)現(xiàn)自然交互。交互性是指用戶可以使用鍵盤、鼠標(biāo)等交互設(shè)備來(lái)控制虛擬物體，不再是被動(dòng)的接收者。構(gòu)想性是指VR系統(tǒng)能激發(fā)用戶的創(chuàng)造性，用戶可以根據(jù)自己的構(gòu)想來(lái)創(chuàng)建虛擬系統(tǒng)。1.3 分類

目前比較常見(jiàn)的虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)大致上分為三類：桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)和分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)[5]。

桌面虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)又叫窗口VR，用戶通過(guò)計(jì)算機(jī)屏幕來(lái)觀察虛擬環(huán)境，對(duì)設(shè)備要求低，沉浸感較差，但成本較低，主要用于教學(xué)演示，本文研究中的VR系統(tǒng)主要是指這類系統(tǒng)。

沉浸式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)則是一種理想的VR系統(tǒng)，對(duì)設(shè)備要求很高，價(jià)格昂貴。用戶通過(guò)佩戴一些外部設(shè)備（如圖1所示的VR眼鏡、數(shù)字手套、操縱手柄等）進(jìn)入一個(gè)虛擬環(huán)境中，產(chǎn)生極強(qiáng)的沉浸感，如同身臨其境[2]。

圖 1 虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備

分布式虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)將不同地方的用戶聯(lián)結(jié)起來(lái)，共享同一個(gè)虛擬環(huán)境。也就是說(shuō)，通過(guò)分布式VR系統(tǒng)，多個(gè)用戶可以同一時(shí)間異地協(xié)同交互作業(yè)。VR技術(shù)在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用

現(xiàn)代物流系統(tǒng)是一個(gè)極其復(fù)雜的高科技系統(tǒng)，不僅包括各類現(xiàn)代設(shè)備，還包含了先進(jìn)的信息管理系統(tǒng)，涉及面廣，環(huán)節(jié)眾多，融合了機(jī)械、自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)、管理等多個(gè)學(xué)科，實(shí)踐性非常強(qiáng)，因而實(shí)踐教學(xué)對(duì)于物流工程專業(yè)而言就格外重要。但傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)模式限于資金、場(chǎng)地、技術(shù)等各方面的原因，效果并不理想。自VR技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用并且取得了不錯(cuò)的效果，下面我們就來(lái)探討一下VR技術(shù)在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用。

2.1 VR在物流設(shè)施設(shè)備實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用

物流設(shè)施設(shè)備是物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，現(xiàn)代物流設(shè)施設(shè)備種類繁多，大多價(jià)格昂貴，而且更新速度非常快。傳統(tǒng)的教學(xué)模式通常采用圖片、視頻等讓學(xué)生認(rèn)識(shí)各類設(shè)施設(shè)備，有條件的學(xué)校會(huì)購(gòu)買一部分設(shè)備供學(xué)生操作或者帶學(xué)生去企業(yè)參觀實(shí)習(xí)。在這種模式下，學(xué)生實(shí)際操作的機(jī)會(huì)非常少，對(duì)設(shè)施設(shè)備的認(rèn)識(shí)理解不深，而且學(xué)校的教學(xué)成本很高，風(fēng)險(xiǎn)也很大（比如購(gòu)買的設(shè)備需要維護(hù)，還要面臨很快被淘汰的風(fēng)險(xiǎn)；帶學(xué)生外出實(shí)習(xí)要考慮學(xué)生的安全問(wèn)題等）。應(yīng)用VR技術(shù)可以在電腦上創(chuàng)建各種設(shè)施設(shè)備的模型，通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤、VR眼鏡等外設(shè)來(lái)操縱虛擬設(shè)備，跟現(xiàn)實(shí)世界操作設(shè)備相差無(wú)幾。當(dāng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備更新時(shí)只需要重新建模即可，非常方便，不用維護(hù)也不用擔(dān)心設(shè)備過(guò)時(shí)造成資源浪費(fèi)。學(xué)生也不受時(shí)間、空間的限制，閑暇時(shí)都可以操作而且可以反復(fù)多次操作，同時(shí)模型是立體的，非常逼真，極大地提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。例如在港口物流中經(jīng)常用到的起重機(jī)，價(jià)格非常昂貴，動(dòng)輒上百萬(wàn)，學(xué)校不可能購(gòu)買一臺(tái)起重機(jī)讓學(xué)生實(shí)際操作。即使去企業(yè)實(shí)習(xí)，由于駕駛的難度和危險(xiǎn)性，企業(yè)也很可能不會(huì)讓學(xué)生動(dòng)手操作。但如果沒(méi)有實(shí)際操作過(guò)，就很難理解它的構(gòu)造和工作原理。借助VR技術(shù)，這些問(wèn)題就都迎刃而解了，通過(guò)建模，學(xué)生不僅可以全方位觀察起重機(jī)，也可以對(duì)其進(jìn)行拆裝，還可以駕駛而且十分安全，既加深了對(duì)設(shè)備的理解，同時(shí)又提高了實(shí)際操作能力。

2.2 VR在倉(cāng)儲(chǔ)實(shí)踐教學(xué)的應(yīng)用

倉(cāng)儲(chǔ)是物流最主要的功能，也是整個(gè)物流成本中占比最重的一部分，因此，倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的好壞直接影響到整個(gè)物流系統(tǒng)的運(yùn)行效率和成本。而倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作業(yè)環(huán)節(jié)繁瑣，內(nèi)容也比較枯燥。目前，大多數(shù)高校是通過(guò)倉(cāng)儲(chǔ)管理軟件WMS來(lái)開(kāi)展實(shí)踐教學(xué)的，對(duì)學(xué)生理解倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)流程有一定的幫助，但學(xué)生是被動(dòng)接收，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)不夠立體，而且倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)隨著環(huán)境的變化不斷發(fā)生變化，應(yīng)用WMS軟件很難進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化并實(shí)時(shí)看到優(yōu)化結(jié)果。而在VR環(huán)境下，不僅能生動(dòng)形象地看到整個(gè)流程，還能方便地進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。學(xué)生也可以親自操作各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行各崗位的角色扮演，以交互的方式模擬入庫(kù)、揀選、包裝、出庫(kù)、補(bǔ)貨等作業(yè)流程。大家玩過(guò)游戲《模擬人生》吧，那是VR在游戲的一個(gè)典型應(yīng)用。在游戲里，你可以按照自己的想法生活，吃飯、睡覺(jué)、工作、交朋友，跟現(xiàn)實(shí)生活非常地貼近。同樣地，在倉(cāng)儲(chǔ)實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，也能達(dá)到類似的效果。例如下圖是長(zhǎng)風(fēng)網(wǎng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)倉(cāng)庫(kù)模擬系統(tǒng)，操作者可以全方位觀察整個(gè)倉(cāng)庫(kù)，可以自由行走，可以根據(jù)指令出入庫(kù)、揀貨、理貨，還可以展開(kāi)競(jìng)賽，以游戲的方式教學(xué)，能夠極大地激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情，自主學(xué)習(xí)，深刻地理解倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)作業(yè)流程，鍛煉實(shí)踐技能。

圖 2 虛擬倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

類似地，還可以在生產(chǎn)物流系統(tǒng)、運(yùn)輸系統(tǒng)、供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)中應(yīng)用VR技術(shù)，幫助學(xué)生更好地理解其運(yùn)作流程，培養(yǎng)相關(guān)崗位操作技能。2.3 VR在物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的應(yīng)用

物流工程專業(yè)最終的培養(yǎng)目標(biāo)是要培養(yǎng)物流規(guī)劃設(shè)計(jì)人才，在掌握物流設(shè)備和業(yè)務(wù)流程、運(yùn)營(yíng)管理的基礎(chǔ)上進(jìn)行系統(tǒng)的規(guī)劃布局和設(shè)計(jì)。由于物流系統(tǒng)的復(fù)雜性，高校在進(jìn)行系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)時(shí)，往往感到一籌莫展。比如物流園區(qū)的規(guī)劃，它涉及眾多的設(shè)備、人員配置、園區(qū)的布局以及工藝流程設(shè)計(jì)，非常復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度很大。傳統(tǒng)的做法是沙盤模擬，但投資很大，場(chǎng)地不夠，很難顧及所有細(xì)節(jié)，而且建成后很難修改，整個(gè)設(shè)計(jì)是靜態(tài)的，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題也難以實(shí)時(shí)優(yōu)化。即使采用了3dmax建模，也只是在一定程度上實(shí)現(xiàn)了三維動(dòng)畫效果，并不能實(shí)時(shí)交互，也不能及時(shí)有效地發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)的問(wèn)題并進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化。VR技術(shù)正好彌補(bǔ)了這個(gè)缺陷，其良好的交互性使得設(shè)計(jì)結(jié)果變得可預(yù)知，其虛擬性使得空間不受限制，教師可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求，任意增加設(shè)備、人員，設(shè)計(jì)方案的修改非常方便并能夠?qū)崟r(shí)進(jìn)行仿真，多種設(shè)計(jì)方案可自由切換，設(shè)計(jì)者能真切地體會(huì)各方案的優(yōu)劣，這是傳統(tǒng)的實(shí)踐教學(xué)不能比擬的。3 物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用VR技術(shù)的關(guān)鍵

由于物流系統(tǒng)是一個(gè)非常復(fù)雜的動(dòng)態(tài)系統(tǒng)，盡管VR技術(shù)非常先進(jìn)，目前市場(chǎng)上的VR仿真軟件功能也越來(lái)越完善，但將VR用于物流工程的實(shí)踐教學(xué)還是有一定的難度。最核心的問(wèn)題在于建模，尤其是動(dòng)態(tài)建模。物流系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)是彼此動(dòng)態(tài)聯(lián)系的，如何構(gòu)建一個(gè)動(dòng)態(tài)的運(yùn)行場(chǎng)景是VR建模中的一個(gè)難點(diǎn)，這就要求教師有很強(qiáng)的建模能力，能夠根據(jù)教學(xué)要求建立相應(yīng)的模型，包括實(shí)體建模和動(dòng)態(tài)流程建模?？梢圆扇⊥瑖?guó)內(nèi)外知名的VR軟件公司合作來(lái)開(kāi)發(fā)適應(yīng)的VR實(shí)踐教學(xué)平臺(tái)，這樣可以節(jié)省開(kāi)發(fā)時(shí)間，降低建模難度，有利于在物流工程實(shí)踐教學(xué)中推廣VR。4 結(jié)論

在物流工程專業(yè)實(shí)踐教學(xué)中應(yīng)用VR技術(shù)，根據(jù)教學(xué)任務(wù)建設(shè)虛擬設(shè)備、虛擬沙盤、虛擬系統(tǒng)，對(duì)物流設(shè)備、業(yè)務(wù)流程、系統(tǒng)規(guī)劃等物流實(shí)踐內(nèi)容進(jìn)行交互式教學(xué)，寓教于樂(lè)，不僅節(jié)約了大量成本，避免了以往實(shí)訓(xùn)中的危險(xiǎn)，而且有利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情，學(xué)生由傳統(tǒng)的被動(dòng)接收學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)化為主動(dòng)研究學(xué)習(xí)，能大大提高實(shí)踐教學(xué)效果。通過(guò)與國(guó)內(nèi)外知名VR軟件公司合作開(kāi)發(fā)適應(yīng)的物流虛擬仿真實(shí)訓(xùn)平臺(tái)，降低建模難度，可使VR技術(shù)在高校物流實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用變得切實(shí)可行。

參考文獻(xiàn)

[1]林琳．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在建筑設(shè)計(jì)教學(xué)體系中的應(yīng)用[J]．電大理工，2008，234(1)：20-22． [2]趙鵬程．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在公安實(shí)踐教學(xué)和培訓(xùn)工作中的應(yīng)用研究[J]．公安教育，2010，(7)：57-59．.[3]王凱英，廖明軍．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在土木工程教學(xué)中的應(yīng)用探討[J]．中國(guó)現(xiàn)代教育裝備，2010，109(21)：72-73．

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[5]梁宇濤．虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)及其在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中的應(yīng)用[J]．實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2006，23(3)：81-85．

第二篇：VR技術(shù)在實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)中的應(yīng)用研究

VR技術(shù)在實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘要：實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)是軍隊(duì)院校提出的新理念。通過(guò)實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)訓(xùn)練，目的是為了造就“能打仗，打勝仗”的新型士官人才。筆者以艦艇防化專業(yè)為例，結(jié)合相關(guān)教學(xué)案例，簡(jiǎn)單介紹了VR的基本概念和所需條件，在此基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了在實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)的幾種應(yīng)用方式。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)；艦艇防化

中圖分類號(hào)：G642 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）12-0172-03

Abstract： The real-combat teaching is a new idea of military colleges.It aims to cultivate a new type of sergeant talent who can fight and can win battles.Take ships chemical defense profession for example，combined with related cases，the article firstly introduces the basic concepts of VR technology and its features.On this basics，Emphasis on several applications of VR technology in the practical teaching.Key words： VR technology； real-combat teaching； ships chemical defense

實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)是軍隊(duì)院校提升人才培養(yǎng)質(zhì)量，造就大批“能打仗、打勝仗”軍事人才的基本途徑[1]。而在實(shí)際實(shí)施過(guò)程中，由于院校人才培養(yǎng)與作戰(zhàn)行動(dòng)、部隊(duì)訓(xùn)練之間的差異性，比如場(chǎng)地、人員、裝備等方面的限制，這就導(dǎo)致院校實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)與真正的實(shí)戰(zhàn)存在著差異。以艦艇防化專業(yè)為例，艦艇防化專業(yè)的教學(xué)對(duì)象為海軍戰(zhàn)斗艦艇防化部門的士官，是執(zhí)行反核生化作戰(zhàn)保障任務(wù)的重要力量，在教學(xué)過(guò)程中必須堅(jiān)持“教為戰(zhàn)、訓(xùn)為戰(zhàn)、練為戰(zhàn)”，按照部隊(duì)實(shí)戰(zhàn)裝備訓(xùn)練標(biāo)準(zhǔn)，從難從嚴(yán)進(jìn)行專業(yè)裝備使用、管理與維修等各項(xiàng)實(shí)戰(zhàn)性操作訓(xùn)練，然而，由于院校場(chǎng)地、人員、裝備等方面的限制，不能保證在教學(xué)的過(guò)程中進(jìn)行實(shí)裝、實(shí)毒的訓(xùn)練。而VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)能較好地解決這一問(wèn)題。

VR的基本概念及所需的條件

VR技術(shù)是近年來(lái)隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、電子技術(shù)與仿真理論發(fā)展起來(lái)的一門新型學(xué)科，是由計(jì)算機(jī)和電子技術(shù)創(chuàng)造一個(gè)看似真實(shí)的模擬環(huán)境。其采用計(jì)算機(jī)生成逼真的三維視、聽(tīng)、嗅等感覺(jué)，使人作為參與者通過(guò)多種傳感設(shè)備，沉浸在模擬環(huán)境中，從而對(duì)虛擬世界進(jìn)行體驗(yàn)和交互作用。VR的沉浸感、交互性和構(gòu)想性，使其在教育領(lǐng)域內(nèi)有巨大的應(yīng)用前景。

根據(jù)構(gòu)造虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)沉浸感的程度不同，VR系統(tǒng)可分成以下幾類，桌面VR系統(tǒng)、沉浸式VR系統(tǒng)、分布式VR系統(tǒng)和遙感式VR系統(tǒng)。桌面VR系統(tǒng)使用個(gè)人計(jì)算機(jī)和低級(jí)工作站實(shí)現(xiàn)仿真，計(jì)算機(jī)的屏幕作為參與者觀察虛擬環(huán)境的一個(gè)窗口，各種外部設(shè)備一般用來(lái)駕馭該虛擬環(huán)境，并用于操縱虛擬場(chǎng)景中的各種物體。沉浸式VR系統(tǒng)利用頭盔顯示器和數(shù)據(jù)手套等交互設(shè)備把用戶的視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)和其他感覺(jué)封閉起來(lái)，使參與者暫時(shí)與真實(shí)環(huán)境隔離，真正成為VR系統(tǒng)內(nèi)部的一個(gè)參與者。而遙感式VR系統(tǒng)是將來(lái)自遙遠(yuǎn)地區(qū)真實(shí)物理實(shí)體的三維圖像與計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體結(jié)合起來(lái)，用戶雖與某個(gè)真實(shí)現(xiàn)場(chǎng)相隔遙遠(yuǎn)，但可以通過(guò)計(jì)算機(jī)和電子裝置獲得足夠的現(xiàn)實(shí)感覺(jué)和交互，似身臨其境，并可以介入對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的遙控操作。分布式VR系統(tǒng)則是在沉浸式VR系統(tǒng)的基礎(chǔ)上將不同的用戶連接在一起，共享同一個(gè)虛擬空間，使用戶協(xié)同工作達(dá)到一個(gè)更高的境界。

實(shí)現(xiàn)VR技術(shù)所需的硬件主要有計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)手套、特殊的頭盔、三維立體傳感、投影儀等配套設(shè)備。其常用軟件主要有：目前大多計(jì)算機(jī)使用的是Windows操作系統(tǒng)，且微軟公司已經(jīng)提供了OpenGL等圖形API。在計(jì)算機(jī)上建立三維虛擬現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)一般使用此圖形API。另外，還有DELMIA（Digital Enterprise Lean Manufacturing Interactive Application）、CDVI、Cool3D、VRCO VisTool等，它們均可在PC機(jī)或工作站上運(yùn)行，使用十分方便。VR技術(shù)在實(shí)戰(zhàn)化教學(xué)中的應(yīng)用

2.1利用VR技術(shù)教學(xué)可采用的方式

由于VR技術(shù)可以對(duì)真實(shí)世界的行為活動(dòng)進(jìn)行仿真，并對(duì)用戶的位置、動(dòng)作、語(yǔ)言等做出實(shí)時(shí)響應(yīng)，借助傳感器等設(shè)備可以使參與者以接近自然的方式與虛擬環(huán)境中的對(duì)象進(jìn)行交互，從而使參與者和虛擬環(huán)境之間建立起實(shí)時(shí)的交互關(guān)系，產(chǎn)生與真實(shí)環(huán)境中相似的感覺(jué)體驗(yàn)。因此，利用VR技術(shù)教學(xué)可采用以下幾種方式。

2.1.1 探究型教學(xué)

探究學(xué)習(xí)是指運(yùn)用探究的方式進(jìn)行的學(xué)習(xí)活動(dòng)和過(guò)程，亦即學(xué)員在教員的指導(dǎo)下，主動(dòng)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，以一種類似科學(xué)研究的方法對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，從而達(dá)到問(wèn)題解決和知識(shí)獲得的過(guò)程與活動(dòng)。探究型教學(xué)能啟發(fā)引導(dǎo)學(xué)員獨(dú)立的探索知識(shí)，讓學(xué)員通過(guò)積極的思維活動(dòng)，概括得出有關(guān)的結(jié)論，系統(tǒng)訓(xùn)練其科學(xué)探究能力。在核武器教學(xué)中，核爆炸毀傷效應(yīng)的綜合作用與防護(hù)一課中，學(xué)員無(wú)法在感受核爆炸的作用效果，對(duì)于防護(hù)也只能紙上談兵。利用VR技術(shù)模擬核爆炸實(shí)戰(zhàn)環(huán)境，通過(guò)學(xué)員模擬感知，探究并總結(jié)核爆炸的特征，閃光――火球―煙云團(tuán)，讓學(xué)員不僅能切身體會(huì)核爆炸場(chǎng)景還能訓(xùn)練其實(shí)戰(zhàn)中的防護(hù)能力，通過(guò)VR技術(shù)既能解決無(wú)法施展的問(wèn)題，又能激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，掌握基本技能。

2.1.2 虛擬仿真教學(xué)

能否熟練的操作裝備是學(xué)員戰(zhàn)斗力的重要體現(xiàn)。但在實(shí)際的教學(xué)過(guò)程中，院校的裝備往往跟不上部隊(duì)，也適應(yīng)不了教學(xué)的要求。采用VR技術(shù)對(duì)裝備等所有教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整體仿真，能有效地解決這一問(wèn)題。通過(guò)構(gòu)建虛擬的環(huán)境，讓學(xué)員通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)在虛擬的時(shí)空中任意與教學(xué)內(nèi)容交互漫游，使學(xué)員在交互的同時(shí)進(jìn)行技能訓(xùn)練、考核等工作。以防化專業(yè)某新型核輻射儀虛擬維修訓(xùn)練系統(tǒng)為例。通過(guò)軟件構(gòu)建某新型輻射儀的模型，學(xué)員不僅可以通過(guò)鼠標(biāo)、鍵盤等其他人機(jī)交互設(shè)備操作，在虛擬的設(shè)備上查看每個(gè)開(kāi)關(guān)按鈕的安裝位置及每個(gè)儀表的顯示內(nèi)容，并在相應(yīng)的位置配有語(yǔ)音動(dòng)畫等內(nèi)容，比較全面的介紹其功能和使用方法從而實(shí)現(xiàn)原理教學(xué)，而且可通過(guò)傳感器等對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的虛擬操作，以實(shí)現(xiàn)對(duì)設(shè)備的操作訓(xùn)練。采用這種方式既可以解決教學(xué)中沒(méi)有或者缺少實(shí)際新型裝備，無(wú)法進(jìn)行實(shí)裝教學(xué)的難題，還可以激發(fā)學(xué)員的學(xué)習(xí)興趣，為學(xué)員提供虛擬操作機(jī)會(huì)。

第三篇：VR技術(shù)在高職生物化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

VR技術(shù)在高職生物化學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用研究

摘 要：VR技術(shù)在現(xiàn)今的教育實(shí)踐中有著引領(lǐng)及導(dǎo)向的作用，在“生物化學(xué)”課程教學(xué)中也顯得尤為重要。文章重點(diǎn)探索VR技術(shù)在高職“生物化學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用，并站在不同角度分析VR技術(shù)帶給高職教育的優(yōu)勢(shì)和便捷，指出VR技術(shù)進(jìn)入高職院校已經(jīng)是大勢(shì)所趨，不僅能更好地營(yíng)造良好的教學(xué)氛圍，還能最大化地提高學(xué)生的實(shí)踐能力以及掌握知識(shí)技能的能力。

關(guān)鍵詞：VR技術(shù)；生物化學(xué)；高職課程教學(xué)；核心能力

中圖分類號(hào)：G642；G712 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1008-3561（2017）21-0017-01

21世紀(jì)以來(lái)，社會(huì)進(jìn)入了信息化時(shí)代，在生活中電子產(chǎn)品已經(jīng)成為了當(dāng)今社會(huì)的主要信息來(lái)源之一。VR技術(shù)已經(jīng)日?成熟，以此為基礎(chǔ)的產(chǎn)品也應(yīng)運(yùn)而生，如在影視、電子商務(wù)、醫(yī)療等行業(yè)已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。在高職教育領(lǐng)域，VR技術(shù)也已經(jīng)逐漸被大家熟知及應(yīng)用。

一、VR技術(shù)

（1）VR的概念及特征。VR技術(shù)是利用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)、傳感器技術(shù)、圖像技術(shù)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)以及仿真技術(shù)等多樣化的科學(xué)技術(shù)，逐步產(chǎn)生的電子科學(xué)技術(shù)。這是一種可以充分創(chuàng)建以及體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)，也是頗具挑戰(zhàn)性的前沿科學(xué)。虛擬的世界無(wú)疑是利用計(jì)算機(jī)控制的，因此，人們?cè)诶肰R技術(shù)創(chuàng)建的虛擬環(huán)境中是與真實(shí)的世界沒(méi)有差別的。VR技術(shù)有三大特征，分別是沉浸性、構(gòu)想性及交互性。沉浸性指的是用戶可以在純自然的狀態(tài)下使用交互設(shè)備與自身的感知覺(jué)系統(tǒng)“融為一體”，也就是說(shuō)虛擬世界帶給人們的是一種身臨其境的感覺(jué)。構(gòu)想性是指用戶在身臨其境的同時(shí)可以獲得新的知識(shí)，從而更好地開(kāi)闊思維或有所啟示。交互性指用戶可以通過(guò)特有的輸入/輸出設(shè)備和虛擬世界中的人物及事物進(jìn)行交互操作和交流。

（2）VR技術(shù)在職業(yè)教育中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。第一，成本低。傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所的建設(shè)會(huì)需要很大一筆經(jīng)費(fèi)，而且學(xué)生在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)或操作的過(guò)程中，特有的損耗甚至損壞都是在所難免的。然而使用VR技術(shù)建設(shè)的虛擬實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所，成本相比于實(shí)際的操作場(chǎng)所要低，最重要的是其特有的損耗幾乎為零。第二，靈活性好。在傳統(tǒng)的教學(xué)實(shí)驗(yàn)當(dāng)中學(xué)生如果遇到了難點(diǎn)或者重點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，可以在VR技術(shù)建造的虛擬環(huán)境中有針對(duì)性、計(jì)劃性地反復(fù)練習(xí)或者將實(shí)驗(yàn)步驟放大。這有利于學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)本身的理解，也不會(huì)受實(shí)驗(yàn)的場(chǎng)地及材料損耗的限制，學(xué)生能有選擇性地學(xué)習(xí)。第三，消耗低。在VR技術(shù)模擬的場(chǎng)景中，教師可以將硬件和軟件兩者結(jié)合來(lái)滿足教學(xué)的需求。使用過(guò)程中，教師也不會(huì)因?yàn)閭€(gè)別失誤而導(dǎo)致整個(gè)實(shí)驗(yàn)失敗，原有的教學(xué)資源也可以最大程度地節(jié)約下來(lái)。

二、VR技術(shù)在“生物化學(xué)”課程教學(xué)中的應(yīng)用方式

（1）“生物化學(xué)”課程整體設(shè)計(jì)?！吧锘瘜W(xué)”課程對(duì)于醫(yī)學(xué)生物技術(shù)專業(yè)來(lái)說(shuō)是核心課程，“生物化學(xué)”前期課程分為：藥理學(xué)、分析化學(xué)、化學(xué)、微生物技術(shù)、人體生理，同步課程為：生物藥物分析與檢測(cè)技術(shù)、免疫學(xué)技術(shù)、生物制藥技術(shù)，后續(xù)課程分為：細(xì)胞培養(yǎng)技術(shù)、生物制品生產(chǎn)技術(shù)等。這門課程的核心能力是生產(chǎn)技術(shù)和檢測(cè)技術(shù)，檢測(cè)技術(shù)則分為純度鑒定、含量測(cè)定等，生產(chǎn)技術(shù)分為配液、發(fā)酵、提取、純化、制劑等。從這個(gè)角度來(lái)看，實(shí)驗(yàn)將是掌握本門課程的核心教學(xué)手段。因此，VR技術(shù)的應(yīng)用是必然的。

（2）VR技術(shù)在“生物化學(xué)”課程教學(xué)的意義。在VR技術(shù)中，學(xué)生能夠通過(guò)自然的交互作用以及個(gè)別化的學(xué)習(xí)來(lái)提高學(xué)習(xí)興趣。而在VR技術(shù)下的實(shí)驗(yàn)課中，學(xué)生既是一名實(shí)驗(yàn)者，也是一名觀察者，更是一名體驗(yàn)者。VR技術(shù)能將枯燥的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)變得靈活多變，把學(xué)生的思維完全帶入實(shí)驗(yàn)當(dāng)中，教師也不必花更多的精力來(lái)講解乏味的實(shí)驗(yàn)結(jié)論，傳統(tǒng)式的費(fèi)時(shí)費(fèi)力的教育模式被改變。同時(shí)，VR技術(shù)在“生物化學(xué)”課程教學(xué)中，既是能夠靈活操作的教具，也是無(wú)言的導(dǎo)師，更是帶給學(xué)生樂(lè)趣的向?qū)?。在某種意義上來(lái)說(shuō)，VR技術(shù)在“生物化學(xué)”課程教學(xué)中是在利用現(xiàn)代科技來(lái)重塑教學(xué)模式，充分體現(xiàn)了“工學(xué)結(jié)合”的理念，既能重塑教學(xué)大綱，也可以一定程度上摒棄原有的實(shí)驗(yàn)教材，讓學(xué)生充分體驗(yàn)學(xué)習(xí)及實(shí)驗(yàn)的樂(lè)趣。如在配液、發(fā)酵、提取、純化、制劑等實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生可以反復(fù)操作此項(xiàng)目，并且不會(huì)浪費(fèi)教學(xué)資源及損耗實(shí)驗(yàn)器具。在實(shí)驗(yàn)的精準(zhǔn)程度上也能大大提高，原因是忽略了在現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)中一些不可抗力的因素，如空氣、塵土等的干擾，學(xué)生能在最理想化的實(shí)驗(yàn)環(huán)境中進(jìn)行操作。VR在學(xué)生預(yù)習(xí)或復(fù)習(xí)中也能提供相應(yīng)的素材，不受實(shí)際情況的約束，能充分驗(yàn)證并補(bǔ)充學(xué)生的想法。學(xué)生之間也能相互鼓勵(lì)、共同實(shí)驗(yàn)，在相互輔助中完成兩個(gè)或多個(gè)他們能夠看懂的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

三、結(jié)束語(yǔ)

VR技術(shù)在“生物化學(xué)”教學(xué)中的應(yīng)用，有案例式、啟發(fā)式、探究式、討論式等教學(xué)方式，對(duì)學(xué)生能起到加深理解、激發(fā)求知欲、培養(yǎng)綜合能力等作用。它不僅能使枯燥乏味的生物化學(xué)實(shí)驗(yàn)變得靈活多變，而且緩解了實(shí)驗(yàn)設(shè)備不足的問(wèn)題。VR技術(shù)也不斷突破傳統(tǒng)的教學(xué)手段，構(gòu)建了多個(gè)新穎的教學(xué)模式。同時(shí)，VR技術(shù)也極高地提升了學(xué)生對(duì)于本專業(yè)的自信程度和知識(shí)掌握程度，從而更好地投入到我國(guó)生物化學(xué)領(lǐng)域的研究中。

參考文獻(xiàn)：

[1]蔡偉明.VR技術(shù)在汽車職業(yè)教育領(lǐng)域中的應(yīng)用綜述[J].漳州職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（01）.[2]汪輝進(jìn).高職院校計(jì)算機(jī)動(dòng)漫專業(yè)VR教學(xué)創(chuàng)新機(jī)制研究[J].南昌師范學(xué)院學(xué)報(bào)，2017（03）.

第四篇：VR技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用

VR技術(shù)在高中地理教學(xué)中的應(yīng)用

【摘 要】新課程改革對(duì)高中地理教學(xué)提出了新的要求，教學(xué)不僅要滿足不同學(xué)生的學(xué)習(xí)需要，還要構(gòu)建富有多樣性、選擇性的課程，滿足學(xué)生探索自然奧秘、認(rèn)識(shí)社會(huì)生活環(huán)境、掌握現(xiàn)代地理科學(xué)技術(shù)方法等需求，并且強(qiáng)調(diào)信息技術(shù)在地理學(xué)習(xí)中的應(yīng)用，充分考慮信息技術(shù)對(duì)地理教學(xué)的影響，營(yíng)造有利于學(xué)生形成地理信息意識(shí)和能力的教學(xué)環(huán)境。虛擬現(xiàn)實(shí)（VR）技術(shù)的出現(xiàn)將打破原有高中地理教學(xué)的常規(guī)模式，使更富有多樣性、創(chuàng)造性和新穎性。

【關(guān)鍵詞】高中地理教學(xué)；科學(xué)技術(shù)方法；虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)

一、VR技術(shù)簡(jiǎn)介

VR（Virtual Reality），即虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)或稱靈境技術(shù)，實(shí)際上是一種可創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界（Virtual World）的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。其具體內(nèi)涵是：綜合利用計(jì)算機(jī)圖形系統(tǒng)和各種現(xiàn)實(shí)及控制等接口設(shè)備，在計(jì)算機(jī)上生成的、可交互的三維環(huán)境中提供沉浸感覺(jué)的技術(shù)。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種可以創(chuàng)建和體驗(yàn)虛擬世界的計(jì)算機(jī)仿真系統(tǒng)。

VR技術(shù)的出現(xiàn)，將打破現(xiàn)有的常規(guī)教學(xué)模式，可以將教學(xué)過(guò)程從二維模式帶入到多維模式，對(duì)于教學(xué)而言，會(huì)出現(xiàn)更為新穎的教學(xué)方式與方法；對(duì)于學(xué)生而言，新技術(shù)的出現(xiàn)會(huì)更有效地促進(jìn)知識(shí)與技能的學(xué)習(xí)，并且學(xué)生會(huì)更主動(dòng)地學(xué)習(xí)，一改過(guò)去被動(dòng)接受知識(shí)的局面。同時(shí)，在學(xué)習(xí)準(zhǔn)備過(guò)程中，通過(guò)VR技術(shù)，學(xué)生可以更為直觀地、接近真實(shí)地體驗(yàn)虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境，掌握有效學(xué)習(xí)方法，使情感態(tài)度與價(jià)值觀在知識(shí)的學(xué)習(xí)過(guò)程中直接得到升華。

二、在高中地理教學(xué)中運(yùn)用VR技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)是對(duì)客觀環(huán)境的“克隆”，其所創(chuàng)建的學(xué)習(xí)情境與學(xué)生所能直觀感受到的生活情境高度相似，所以虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)建，使學(xué)生對(duì)于將要學(xué)習(xí)的內(nèi)容充滿期望與興趣，在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，又會(huì)對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的形象性與生動(dòng)性激動(dòng)不已，學(xué)習(xí)結(jié)束之后仍然會(huì)記憶猶新，改變死記硬背的傳統(tǒng)模式。

1.新奇性

萬(wàn)事開(kāi)頭難。對(duì)于高中新生來(lái)說(shuō)，地理這門學(xué)科似乎很熟悉但又十分陌生，而第一節(jié)地理課的學(xué)習(xí)效果會(huì)直接影響其后續(xù)學(xué)習(xí)。在過(guò)去的地理教學(xué)中，部分教師在新生初次上課時(shí)，會(huì)播放一些有趣的地理視頻，以此來(lái)吸引學(xué)生學(xué)習(xí)，但往往效果不佳，很難體現(xiàn)地理這門學(xué)科的獨(dú)特魅力。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的出現(xiàn)打破了這個(gè)局面，新技術(shù)的應(yīng)用不僅可以大大激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)地理的熱情，而且可以對(duì)客觀環(huán)境進(jìn)行模擬，與實(shí)際學(xué)習(xí)情境高度融合，從視、聽(tīng)、觸等感官上給學(xué)生前所未有的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，為后續(xù)地理知識(shí)的學(xué)習(xí)埋下伏筆。

2.多感知性

高中地理教學(xué)要求學(xué)生掌握人地協(xié)調(diào)發(fā)展的知識(shí)，熟悉人與自然環(huán)境、人文環(huán)境及區(qū)域發(fā)展知識(shí)，相對(duì)應(yīng)的就是自然地理、人文地理和區(qū)域地理這幾部分學(xué)習(xí)內(nèi)容，還要求理論與實(shí)際相結(jié)合，學(xué)生不僅要學(xué)會(huì)，而且要致用。恰恰自然地理這部分內(nèi)容對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)過(guò)于抽象，要求他們具備較高的空間想象能力，而這個(gè)階段的學(xué)習(xí)效果又決定后續(xù)學(xué)習(xí)的成敗，教師必須想方設(shè)法增強(qiáng)教學(xué)效果。虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的多感知性，可以從視、聽(tīng)、說(shuō)甚至觸覺(jué)和人的心理等方面高度還原，提高學(xué)生對(duì)于較難知識(shí)的學(xué)習(xí)效率，達(dá)到事半功倍的效果。就地理科學(xué)的本質(zhì)而言，多感知性也是其屬性之一。

3.交互性

以往地理知識(shí)的學(xué)習(xí)只是簡(jiǎn)單地以教師為主導(dǎo)的人機(jī)操作，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中常常屬于被動(dòng)的接受者，且交互體驗(yàn)不佳。VR技術(shù)可以給地理教學(xué)帶來(lái)全新的交互體驗(yàn)，不僅體現(xiàn)在感官上，甚至可以反饋信息，使學(xué)生猶如身臨其境。

4.主體參與性 雖然高中地理教學(xué)以教師為主導(dǎo)、學(xué)生為主體，但往往在知識(shí)傳授過(guò)程中，學(xué)生只是一種被動(dòng)接受的主體，教師和學(xué)生都心有余而力不足。VR技術(shù)的出現(xiàn)可打破這樣的僵局，學(xué)生在學(xué)習(xí)地理知識(shí)的過(guò)程中，通過(guò)豐富的感官交互體驗(yàn)，積極參與到學(xué)習(xí)過(guò)程當(dāng)中，由被動(dòng)接受變?yōu)橹鲃?dòng)探究，充分發(fā)揮學(xué)生作為學(xué)習(xí)主體的優(yōu)勢(shì)。

5.時(shí)效性

在高中地理學(xué)習(xí)過(guò)程中，有許多地理探究活動(dòng)和野外觀測(cè)可作為學(xué)生學(xué)習(xí)必備地理技能的媒介，讓學(xué)生在親身體驗(yàn)科學(xué)研究的一般過(guò)程中，學(xué)會(huì)與他人交流并培養(yǎng)對(duì)地理學(xué)科的興趣，從中習(xí)得地理科學(xué)研究的一般方法，進(jìn)而提高學(xué)生的綜合實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。在傳統(tǒng)教學(xué)模式下，這類活動(dòng)常常因?yàn)闂l件的限制而簡(jiǎn)化甚至忽略，也有部分教師將其放在期末進(jìn)行簡(jiǎn)略講解以應(yīng)付考試，導(dǎo)致這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)效果十分不理想。地理課程本來(lái)就是理論與實(shí)踐結(jié)合十分緊密的學(xué)科，只有理論而忽略實(shí)踐，不能使學(xué)生親自感受大自然的美，也就不能感受地理這門學(xué)科的美。

VR技術(shù)的出現(xiàn)可以不受時(shí)間和空間的限制，如在自然地理學(xué)習(xí)中，要求學(xué)生進(jìn)行地質(zhì)、地貌、水文等野外觀察；在人文地理學(xué)習(xí)中，模擬設(shè)計(jì)某地區(qū)交通運(yùn)輸線路和站點(diǎn)布局方案；在區(qū)域地理學(xué)習(xí)中，要求模擬赴熱帶雨林、熱帶草原、熱帶荒漠、高山地區(qū)等地旅行等探究活動(dòng)，完全可以通過(guò)VR技術(shù)進(jìn)行模擬實(shí)現(xiàn)，既可以足不出戶帶領(lǐng)學(xué)生感受大自然的美，還可以激發(fā)學(xué)生對(duì)地理探究學(xué)習(xí)的熱情。

三、VR技術(shù)的局限性

任何一種新的事物都有兩面性，VR技術(shù)亦是如此。對(duì)于某些知識(shí)的學(xué)習(xí)可以起到事半功倍的效果，也可能會(huì)適得其反，所以對(duì)于地理教師而言，要把握好運(yùn)用時(shí)機(jī)。除此之外，受經(jīng)濟(jì)原因及師資力量的限制，VR技術(shù)只是在極少學(xué)校試用，最終效果還有待實(shí)際論證。

不管是現(xiàn)在還是將來(lái)，教育發(fā)展的趨勢(shì)都是以信息技術(shù)為背景的現(xiàn)代教育。VR技術(shù)能形象、生動(dòng)地表現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容，有效地營(yíng)造跟隨技術(shù)發(fā)展的教學(xué)環(huán)境，提高學(xué)生掌握知識(shí)、技能的效率，優(yōu)化教學(xué)過(guò)程，提高教學(xué)質(zhì)量，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，突破教學(xué)重難點(diǎn)，使學(xué)生學(xué)習(xí)地理知識(shí)的興趣得到提高，有效解決很多以前根本無(wú)法解決的教育問(wèn)題。

在黨的十八屆五中全會(huì)上，總書(shū)記系統(tǒng)地闡述了創(chuàng)新、協(xié)調(diào)、綠色、開(kāi)放、共享五大發(fā)展理念，同樣適用于在教育工作中推廣VR技術(shù)。這種新技術(shù)可以省去野外考察和購(gòu)買輔助教學(xué)儀器的教學(xué)成本，對(duì)于學(xué)生的安全又有保障，可以為師生構(gòu)建更加開(kāi)放、更加共享的學(xué)習(xí)的平臺(tái)。

第五篇：現(xiàn)代教育技術(shù)在高中生物教學(xué)中應(yīng)用研究

現(xiàn)代教育技術(shù)在高中生物教學(xué)中應(yīng)用研究

結(jié)題報(bào)告

一、本課題研究背景

教育技術(shù)從來(lái)沒(méi)有像今天這樣備受關(guān)注，世界各國(guó)都將教育視為國(guó)家的生存立足和發(fā)展、提高國(guó)家的綜合實(shí)力的治國(guó)戰(zhàn)略。新的課程標(biāo)準(zhǔn)提出要轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式和轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，同時(shí)還要轉(zhuǎn)變課堂教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式，這對(duì)于每一個(gè)教師而言是一個(gè)不小的挑戰(zhàn)。

國(guó)家教育部在《基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行）》中提出：“大力推進(jìn)信息技術(shù)在教學(xué)過(guò)程中的普遍應(yīng)用，促進(jìn)信息技術(shù)與學(xué)科課程的整合，逐步實(shí)現(xiàn)教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式、學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、教師的教學(xué)方式和師生互動(dòng)方式的變革，充分發(fā)揮信息技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，為學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展提供豐富多彩的教育環(huán)境和有力的學(xué)習(xí)工具?！被谶@樣的一種背景下，我們開(kāi)始了信息技術(shù)和生物學(xué)科課堂教學(xué)整合的研究。經(jīng)過(guò)反復(fù)的的學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我們對(duì)信息技術(shù)的發(fā)展，對(duì)信息技術(shù)在生物課堂教學(xué)中所具有的突出的作用有了進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，通過(guò)研究我們?cè)絹?lái)越清晰的看到“教學(xué)”和“整合”之間的關(guān)系的重要性。信息技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)是現(xiàn)代教育的必然需求，應(yīng)用現(xiàn)代信息技術(shù)輔助生物課堂教學(xué)有廣闊的發(fā)展前景。

二、本課題的研究目標(biāo)、研究?jī)?nèi)容、觀點(diǎn)和創(chuàng)新之處

（一）本課題的研究目標(biāo)

在于探討基礎(chǔ)教育課程實(shí)施中，將計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)變成生物課堂教學(xué)中的教學(xué)輔助、學(xué)習(xí)工具，以提高高中生物教學(xué)的課堂效率。

（二）研究?jī)?nèi)容

1、研究信息技術(shù)作為現(xiàn)代教育技術(shù)手段對(duì)生物學(xué)科教學(xué)產(chǎn)生的影響。

2、研究信息技術(shù)在生物課堂教學(xué)中的地位和作用。

3、研究信息技術(shù)在轉(zhuǎn)變教師的教學(xué)方式、轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式、轉(zhuǎn)變教學(xué)內(nèi)容的呈現(xiàn)方式以及課堂教學(xué)師生互動(dòng)方式中的各種關(guān)系。

（三）研究觀點(diǎn)

1．信息技術(shù)是指以計(jì)算機(jī)為核心的信息技術(shù)主要指多媒體計(jì)算機(jī)、教室網(wǎng)絡(luò)、校園網(wǎng)和因特網(wǎng)(Internet)等，作為新型的教學(xué)媒體的現(xiàn)代技術(shù)。

2．信息技術(shù)不僅作為一種方法、手段，而且正在以一種意識(shí)、文化、生存狀態(tài)的形式滲透到我們的生活和學(xué)習(xí)中。

3．信息技術(shù)與生物學(xué)科課堂教學(xué)整合，就是在現(xiàn)代教育理論指導(dǎo)下將信息技術(shù)作為促進(jìn)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)的認(rèn)知工具、主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)工具、創(chuàng)設(shè)豐富的教學(xué)環(huán)境的使用工具、激勵(lì)學(xué)生情感態(tài)度轉(zhuǎn)變的激發(fā)工具和進(jìn)一步拓展學(xué)習(xí)的有效工具等，并將其合理的整理、加工、組合，融在教學(xué)整個(gè)過(guò)程中，已達(dá)到高效率的、創(chuàng)造性地實(shí)現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)，和促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展。

4．信息技術(shù)與生物課堂教學(xué)整合的理想目標(biāo)中間是有階段性和層次性的，我們只能一步一步的追求和實(shí)踐。去感知和體驗(yàn)，而絕不能替過(guò)高的、不切實(shí)際的和統(tǒng)一化的要求和規(guī)定，要肯定不同層次的整合，鼓勵(lì)教師的熱情，在鼓勵(lì)各個(gè)層面的信息技術(shù)的整合中推出優(yōu)秀的整合課堂。

（四）創(chuàng)新之處

多媒體的應(yīng)用在生物教學(xué)中顯得尤為重要，生物學(xué)是研究生物的形態(tài)特征、生理特點(diǎn)、進(jìn)化方面等知識(shí)的學(xué)科。多媒體可將書(shū)本知識(shí)化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，在課堂教學(xué)中合理運(yùn)用，能起到調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的作用。為了使信息技術(shù)與中學(xué)生物新課程課堂教學(xué)整合能迅速地適應(yīng)新形式的要求，為培養(yǎng)具有現(xiàn)代素質(zhì)的學(xué)生，我們課題組組想在這方面進(jìn)行嘗試，探索生物教學(xué)新路子，采用新的教學(xué)模式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，總結(jié)生物教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，以求與其它學(xué)科共同發(fā)展，互為提高。

三、本課題的研究思路、研究方法、技術(shù)路線和實(shí)施步驟

（一）研究思路

信息技術(shù)與課程整合是指在課程教學(xué)過(guò)程中把信息技術(shù)、信息資源、信息方法，人力資源和課程結(jié)構(gòu)、課程內(nèi)容、課程資源以及課程實(shí)施等融合為一體，從根本上改變傳統(tǒng)教和學(xué)的觀念以及相應(yīng)的學(xué)習(xí)目標(biāo)、方法和評(píng)價(jià)手段，共同完成課程教學(xué)任務(wù)的一種新型的教學(xué)方法。信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合的最終目的是追求教學(xué)效果的最優(yōu)化，有利于培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神，提高學(xué)生的能力。在傳統(tǒng)的教學(xué)中，整個(gè)教學(xué)過(guò)程以教師的講為主，教師是知識(shí)的傳授者，學(xué)生是知識(shí)的接受者；信息技術(shù)與課程整合后，教學(xué)的規(guī)則發(fā)生了變化，教師轉(zhuǎn)變?yōu)檎n程的設(shè)計(jì)者，學(xué)習(xí)的指導(dǎo)者，學(xué)習(xí)活動(dòng)的組織者和參與者。學(xué)生從傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和研究性學(xué)習(xí)，學(xué)生的主體地位被充分體現(xiàn)出來(lái)。

信息技術(shù)整合于課程,其主體是課程，而非信息技術(shù)。在現(xiàn)有教學(xué)體制下，所有教學(xué)活動(dòng)應(yīng)符合課程目標(biāo)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊功能及虛擬功能等營(yíng)造學(xué)習(xí)者有效的學(xué)習(xí)環(huán)境，真正把信息技術(shù)整合于教學(xué)之中。教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)以學(xué)為中心，創(chuàng)設(shè)主動(dòng)學(xué)習(xí)環(huán)境，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)某一綜合學(xué)科知識(shí)的同時(shí)獲得許多其它學(xué)科的知識(shí)。

（二）研究方法：

采取調(diào)查、訪談、課堂教學(xué)實(shí)踐、說(shuō)課聽(tīng)課形式開(kāi)展活動(dòng)，邊學(xué)習(xí)邊實(shí)踐邊總結(jié)。

（三）技術(shù)路線

運(yùn)用現(xiàn)代教育技術(shù)等信息技術(shù)對(duì)中學(xué)生物的教與學(xué)展開(kāi)研究。

（四）步驟實(shí)施：

2014年4月--5月：

準(zhǔn)備階段

確定課題的研究方向，建立課題研究小組，落實(shí)課題負(fù)責(zé)人，制定研究方案。2014年6月—2015年1月： 研究實(shí)施階段

課題成員對(duì)各種資源庫(kù)生物教學(xué)資料進(jìn)行篩選和整理；對(duì)高中生物課程進(jìn)行研究，確定實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)對(duì)象并實(shí)施實(shí)驗(yàn)；對(duì)實(shí)驗(yàn)班級(jí)進(jìn)行檢測(cè)、評(píng)估。2015年2月--5月：

研究總結(jié)階段

完成課題的終期驗(yàn)收，編寫實(shí)驗(yàn)班與非實(shí)驗(yàn)班的研究結(jié)果報(bào)告；整理收集數(shù)據(jù)資料，選出優(yōu)秀課例、征集優(yōu)秀論文和教學(xué)設(shè)計(jì)，組織信息技術(shù)與學(xué)科教學(xué)整合教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)研討會(huì)、組織召開(kāi)結(jié)題報(bào)告大會(huì)，討論通過(guò)《信息技術(shù)在中學(xué)生物教學(xué)中應(yīng)用的研究》課題設(shè)計(jì)論證。

2014年8月20日，渭南市教育科研領(lǐng)導(dǎo)小組正式批準(zhǔn)了我校申請(qǐng)的《現(xiàn)代教育技術(shù)在高中生物課堂教學(xué)中的應(yīng)用》課題的研究并下達(dá)了立項(xiàng)通知書(shū)，這一課題的立項(xiàng)是對(duì)我們教科研工作的鼓舞和鞭策。我校生物教研組有著和諧的研究氛圍，也曾取得了許多好成績(jī)，如本組邱荔同志曾獲得多媒體教學(xué)展示的縣級(jí)一等獎(jiǎng)。在連續(xù)兩年的說(shuō)課活動(dòng)中邱荔、趙蕊同志分別獲得一等獎(jiǎng)和二等獎(jiǎng)。本組成員曾多次撰寫并發(fā)表相關(guān)論文多篇。受到縣、校級(jí)好評(píng)和嘉獎(jiǎng)。

四、開(kāi)題后情況

自《現(xiàn)代教育技術(shù)在高中生物教學(xué)中應(yīng)用研究》的課題開(kāi)題以后，我們就積極投入到課題研究工作中去。從2014年4月開(kāi)始，我們積極準(zhǔn)備，搜集了課題研究所需的資料，并積極開(kāi)展調(diào)查研究。現(xiàn)對(duì)這一階段的研究工作開(kāi)展情況做如下小結(jié)。

（一）、開(kāi)題報(bào)告之后，根據(jù)課題研究方案，我們組內(nèi)成員經(jīng)過(guò)認(rèn)真討論，形成了初步的方案文本，為以后的課題研究打下了一個(gè)比較良好的基礎(chǔ)。

（二）、根據(jù)課題研究實(shí)施方案中擬定的進(jìn)度計(jì)劃，我們做了以下一些工作：

1、組內(nèi)成員積極搜集一些與課題研究相關(guān)的論文資料進(jìn)行學(xué)習(xí)，我們還組織學(xué)習(xí)了相關(guān)理論，通過(guò)學(xué)習(xí)更加明確了什么是信息技術(shù)、信息技術(shù)與課堂整合發(fā)展的不同階段、信息技術(shù)與課堂整合應(yīng)遵循的原則等問(wèn)題?！吨行W(xué)教育科研方法》，為本課題組在這一領(lǐng)域的研究提供了理論依據(jù)和指導(dǎo)。為了保證信息技術(shù)和生物課堂的真正整合，不僅學(xué)習(xí)了Powerpoint和Flash等軟件的使用，還學(xué)會(huì)了使用實(shí)物投影儀、掃描儀等相關(guān)設(shè)備。并經(jīng)常與學(xué)生多加溝通，及時(shí)了解信息技術(shù)在課堂教學(xué)應(yīng)用中的效果。

2、組內(nèi)成員積極參加縣局以及學(xué)校組織的學(xué)習(xí)加強(qiáng)自身業(yè)務(wù)素質(zhì)，以教研組組織的有關(guān)課題研究學(xué)習(xí)為契機(jī)，認(rèn)真學(xué)習(xí)課題研究的意義、方法，提高了對(duì)課題研究的認(rèn)識(shí)，掌握了課題研究的一般方法，為以后的研究工作的開(kāi)展打下了一個(gè)比較良好的基礎(chǔ)。

3、課題組成員定期進(jìn)行聽(tīng)課，如邱荔的《有絲分裂》分裂一節(jié)課；趙蕊同志《減數(shù)分裂》一節(jié)課；王建英的 《神經(jīng)調(diào)節(jié)》一節(jié)課；閆建斌同志《基因突變與基因重組》一節(jié)課。組內(nèi)成員對(duì)每節(jié)課都進(jìn)行了詳細(xì)的討論和評(píng)課，大家充分認(rèn)識(shí)到現(xiàn)代教育技術(shù)在生物課堂教學(xué)中的重要性和必要性。

4、組內(nèi)成員積極合作，對(duì)高中生物必修

二、必修三的信息技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行了細(xì)致的分析，并形成成果，做到有據(jù)可查。

5、在大家的共同努力下，我們分別完成了《高中生物教學(xué)中運(yùn)用多媒體教學(xué)的重要性》;《高中生物光合作用中多媒體課件使用的效果分析》；《高中生物一輪復(fù)習(xí)應(yīng)用多媒體課件的重要性》；《現(xiàn)代教育技術(shù)在高中生物教學(xué)中應(yīng)用研究策略》等論文。本課題組對(duì)本課題的研究從理論、研究的成果、結(jié)論、研究過(guò)程中出現(xiàn)的困惑以及需要進(jìn)一步研究的問(wèn)題都進(jìn)行了反思和總結(jié)，經(jīng)過(guò)不斷的討論形成了最后的研究報(bào)告。

6、研究的結(jié)果

生物學(xué)是研究生物的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、生理、分類、遺傳和變異、進(jìn)化、生態(tài)的科學(xué)，生物學(xué)科知識(shí)具有微觀性、難以再現(xiàn)性、難以親歷性，以及運(yùn)動(dòng)變化性的特點(diǎn)。生物學(xué)科的教學(xué)注重于宏觀和微觀兩個(gè)方面，強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)?zāi)芰涂茖W(xué)素質(zhì)的培養(yǎng)。而多媒體技術(shù)具有模擬過(guò)程、虛擬現(xiàn)實(shí)等優(yōu)勢(shì)，可以化靜為動(dòng)，化虛為實(shí)，化抽象為直觀，為學(xué)生的學(xué)習(xí)創(chuàng)設(shè)有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣的教學(xué)情境，使學(xué)生能夠很快地進(jìn)入學(xué)習(xí)的主觀能動(dòng)狀態(tài)；能夠拓寬課本知識(shí)體系，拓寬教學(xué)的時(shí)間和空間，拓寬和加深課堂學(xué)習(xí)的內(nèi)涵和外延，突出教學(xué)重點(diǎn)，增加課堂信息容量、化解教學(xué)難點(diǎn)，提高教學(xué)效率和質(zhì)量。因而，隨著素質(zhì)教育的深入開(kāi)展，多媒體技術(shù)在中學(xué)教學(xué)尤其是生物學(xué)科的教學(xué)中越來(lái)越體現(xiàn)出其優(yōu)越性。

現(xiàn)代信息技術(shù)有利于化解難點(diǎn)，通過(guò)展示動(dòng)態(tài)化解難點(diǎn)。通過(guò)宏觀到微觀的連續(xù)性展示化解難點(diǎn)?？梢詭椭鷮W(xué)生理解不能理解的內(nèi)容，利用信息技術(shù)手段也能增加課堂容量，上好復(fù)習(xí)課，提高教學(xué)效率。

通過(guò)大量整合實(shí)踐，大家確信現(xiàn)代信息技術(shù)的確可以促進(jìn)生物教學(xué)，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，能夠有效地提高生物教學(xué)效率；

（三）、在今后的教學(xué)活動(dòng)和研究中的改進(jìn)措施 ：

1、繼續(xù)狠抓教學(xué)研究。在本課題研究的基礎(chǔ)上長(zhǎng)期深入地進(jìn)行現(xiàn)代教育技術(shù)對(duì)于教學(xué)的有效性研究并及時(shí)撰寫心得體會(huì)。

2、進(jìn)行多渠道的學(xué)習(xí)，注重平時(shí)積累，充分利用教育教學(xué)資源，定期進(jìn)行聽(tīng)課評(píng)課活動(dòng)，共同提高教育教學(xué)水平。

3、堅(jiān)持進(jìn)行備課組、教研組研究活動(dòng)，勤于做教學(xué)反思、研究小結(jié)等，不斷反思和提高自己的專業(yè)研究素質(zhì)。

（四）、課題組成員：

姓名

課題職責(zé)

職稱職務(wù)

研究專長(zhǎng) 謝國(guó)杰

行政主持人

校長(zhǎng)，研究生

教育管理 霍文瑛

課題主持人

高級(jí)教師，備課組長(zhǎng)

生物教育

閆建斌

成員

教務(wù)主任 一級(jí)教師

生物教育 趙蕊

成員

生物教師 一級(jí)教師

生物教育 王建英

成員

生物教師 二級(jí)教師

生物教育 邱荔

成員

生物教師 二級(jí)教師

生物教育

霍文瑛

2015年5月