VR技术在地理教学中的应用

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2.1.2 虚拟现实技术还可以模拟 显 现 那 些 在 现 实 中 存 在 , 但 在 一 般实 验 或 教 学 环 境 下 很 难 、甚 至 是 无 法 显 现 的 事 物 与 现 象 , 例 如 地 震 和海啸, 滑坡和泥石流, 台风等自然灾害的影响, 针对这些地理环境问 题,可以借助于虚拟的方法, 构建模型,对有关问题进行研究。这类内容 早已有许多电影作品进行了展示, 而且在教学中收到了良好的效果, 其不足是除实地考察外, 学生作为学习的主体却只能以旁观者的角色 来被动参与, 而通过沉浸型虚拟现实, 学生们可以真正获得置身于现 场的感觉, 甚至能融入到过程中去, 无论是针对课程教学还是科普教 育来说, 这种方式的成效是不言自明的。
再如: 旅游风景区的规划管理教学, 给出相应的资源条件( 如风景 所在 的 区 位 条 件 、建 设 景 区 所 需 的 各 种 工 具 等 ) 和 相 应 的 建 设 和 经 营 期限。让学生根据给定的条件进行风景区的设计规划和建设, 建成后 即投入运营。在运营过程中, 根据游客对景点需求的情况, 及时进行景 点调整。最后, 学生通过有效的管理,来提高风景区的经济效益。通过 游戏活动, 学习者可以应用、提高已经掌握的与旅游风景区设计、规 划 、管 理 等 方 面 有 关 的 知 识 和 技 能 。
2.2 有利于开拓和深化新型地理教学模式,提高教学绩效。地理学 作为一门研究地表空间结构以及人类与地理环境关系的科学, 研究对 象具有时空多维性而难以亲历, 其科学规律难以把握.虚拟场景方式 可 创 新 展 现 了 高 山 平 原 、河 流 湖 泊 、丘 陵 沙 漠 、城 乡 景 观 等 任 何 区 域 的 景观特征, 可以完全改变传统地理教学只靠文字和少量局部图片的教 学模式, 使自然地理、人文地理教学的生动性和真实性大大提高, 还可 以把地理学科中分支学科教学内容综合起来, 达到地理学科研究性学 习 的 预 期 效 果 。通 过 虚 拟 现 实 技 术 构 建 三 维 地 理 环 境 背 景 作 为 基 础 图 层, 把地理中各分支学科各个应用领域叠加到图层中, 整合地理学科 中分支学科知识, 为地理教育提供良好的教学和学习环境, 提高教学 绩效。
2.3 科学性与经济性共存,满足教育教学的理想与现实的统一 长期以来,教育的发展总是处于一种资金短缺的窘境, 无法满足 巨 大 的 教 学 需 求 。 特 别 是 近 几 年 高 校 扩 招 、社 会 学 习 化 和 人 口 的 自 然 变化等因素, 都使教学设施等的投入处于被动状态。作为人类认知学 习和相关 能 力 发 展 的 新 工 具 , 虚 拟 现 实 技 术 具 有 科 学 、形 象 、简 易 、安 全、经济、实效、适应性强等优点, 有力的支持教学走向规模化、最优化 和人性化。最具现实意义的是, 基于网络的虚拟现实技术正成为主流。 依托于各级各类宽带网络平台的公共建设和个人计算机的自然普及, 网络虚拟现实重点在于软件建设, 其投入方式属于“软投入”。它能够 及时、有效的缓解学习者的压力, 并满足他们对更多课程门类的需求, 保证院校教学的顺利开展, 而且能够较好的适应教学需求的波动, 尽 量避免社会资源的浪费。随着技术发展的成熟, 虚拟现实技术必将更 加富有科学和实效性, 实现起来也将更加简易和经济, 教育界在教学 理想与经济现实之间面临的矛盾与尴尬有望得到妥善解决。 3.虚拟现实技术的教学应用形式 虚 拟 现 实 技 术 是 继 电 视 、多 媒 体 和 网 络 技 术 之 后 , 在 教 育 领 域 内
科技信息
○科教前沿○
SCIENCE & TECHNOLOGY INFORMATION
2008 年 第 26 期
VR 技术在地理教学中的应用
王小红 周申立 胡丽慧 ( 西华师范大学国土资源学院 四川 南充 637000)
【摘 要】地理学的研究对象具有时空多维性而且难以亲身经历, 其科学规律难以把握.。虚拟现实 VR 技术能够借助计算机构建出一个与 现实环境十分逼真的虚拟环境,让学生亲身感受,, 增加地理课堂教学的真实感, 通过视觉、听觉和触觉等全方位认识地理环境, 学习新知识, 掌 握新技能。可以预测 VR 技术将在未来的地理教学中有着巨大的应用前景。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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○科教前沿○
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2008 年 第 26 期
最有应用前景的媒体技术之一。目前,虚拟现实技术在教育教学领域 中主要有以下几种应用形式。
3.1 虚拟现实技术用于地理课件制作 地 理 的 课 程 特 点 要 求 教 学 课 件 的 设 计 、开 发 , 十 分 注 重 对 教 学 情 境和人机交互的设计。目前,课件制作主要借助动画、视频、声 音 等 多 种媒体的有机组合来增强情境气氛, 通过超级链接、文本输入、搜索和 简 单 的 判 断 、分 支 来 实 现 交 互 。缺 乏 现 实 参 与 性 、动 态 性 和 个 性 创 造 的 乐 趣 。 用 虚 拟 现 实 技 术 支 持 课 件 的 设 计 、开 发,不 仅 能 够 实 现 立 体 空 间、立体物体的 “真 三 维 ”展 示 与 介 绍 , 而 且 支 持 学 习 者 的 自 由 浏 览 和 “浸 入 式 ”漫 游,可 以 随 意 控 制 教 学 场 景 的 展 示 和 场 景 中 元 素 的 状 态 , 进 行 个 性 化 学 习 与 体 验 。对 于 情 景 性 或 操 作 性 要 求 很 强 的 教 学 课 件 来 说, 虚拟现实技术将是一项关键技术。目前由于条件的限制, 完全沉浸 虚拟现实系统的硬件设施仍然昂贵价格, 这也制约了虚拟现实在教学 中 的 普 及 。但 桌 面 虚 拟 现 实 系 统 的 应 用 已 经 为 教 学 媒 体 的 应 用 开 辟 了 一条新的道路。随着虚拟现实系统的价格不断下降, 软件的适用性不 断增强, 这种媒体必将作为新的教育技术广泛应用于教学。值得我们 作深入的研究与思考。 3.2 基于虚拟现实技术的网络协作学习 基于虚拟现实技术的网络教学系统着重强调了在线学习的临场 参与感, 尽可能支持 学 生 的 各 种 学 习 、练 习 、讨 论 、交 流 、游 戏 、考 试 等 活动。一个完整的虚拟现实网络教学系统,往往还包括虚拟实验子系 统和多媒体考试子系统。虚拟实验子系统基础课虚拟实验室基本一 致,不再赘述。关于多媒体考试子系统, 它是基于 Web、多媒体技术 和 虚拟现实技术的一种综合性评价手段, 强调运用虚拟现实技术来组建 网上虚拟考试环境,以支持多种测评方式的实施。基于虚拟现实技术 的多媒体考试系统将是未来网络考试的一个重要发展方向。 3.3 虚拟地理实验室。地理教学实验中适合模拟的方式来进行教 学的内容是比较多的, 通过虚拟实验在实践教学中的应用, 可以使学 生将抽象的学习变换成具体的学习、理性的学习变换成体验的学习、
【关键词】虚拟现实; 地理教学 VR technology in the teaching of geogr aphy Outlook Wangxiaohong
(West China Nor mal Univer sity College of Land and Resour ces) 【Abstr act】Geographical reseach object has the study of space - time multi - dimensional and difficult personal experience traits, its difficult to grasp the laws of science. Virtual reality to the use of computer technology to build a very realistic and practical environment of the virtual environment to enable students to experience, and increase the geographical reality of the classroom teaching, through visual, auditory and tactile, such as all - round understanding of the geographical environment, learn new knowledge, Acquire new skills.we can predict VR technology has great prospects in the future of 【Key wor ds】Virtual Reality; geography teaching
2.1.4 虚拟现实技术可结合人文 地 理 教 学 内 容 设 计 游 戏 , 让 学 生 玩中学。地理学不仅研究自然环境还研究人文环境,是自然与人文相 融合的综合环境。在人文地理教学中, 在讲述城市规划时, 可以用虚拟 现实技术虚拟城市的街道, 街道树种, 建筑物及高层建筑, 根据城市的 功能和城市美学原理, 同时还对街道树种的选择进行比较, 让学生进 行城市的安排布局, 多方案的对比分析, 选择出一种合理的城市规划。 用虚拟的环境代替真实的环境, 可以为学生创造更好的学习环境, 寓 教于乐。
2.虚拟现实技术在地理教育中的运用 2.1 有利于解决地理教学现实中的问题 2.1.1 虚拟现实用于教学能够弥补 教 学 条 件 的 不 足 。 在 现 实 教 学 中,经 常 会 遇 到 实 验 设 备 、实 验 场 地 、教 学 经 费 等 的 限 制 , 致 使 一 些 必 要
的教学环节或实验活动无法开展。如在讲述地球表层时, 虚拟地理环 境 可 以 虚 拟 大 气 圈 、岩 石 圈 、水 圈 、生 物 圈 各 圈 层 并 形 象 地 展 示 各 个 圈 层 之 间 相 互 作 用 所 构 成 的 复 杂 系 统 。使 学 生 得 以 摆 脱 课 本 说 教 的 冷 漠 感, 寓教于乐。
2.1.3 虚拟现实技术有利于打破空间、时 间 对 教 学 的 限 制 , 虚 拟 现 实技术可以将一些长时间或长期的变化过程压缩到可接受的时间里
呈 现 给 学 生 。 像 大 陆 漂 移 、天 体 运 动 等 知 识 的 教 学 或 实 验 研 究 就 能 够 得 以 形 象 直 观 、快 速 完 整 的 进 行 。 使 学 生 可 以 形 象 直 观 的 了 解 板 块 运 动和宇宙中各主要天体运行的大概情况。
1.VR 技术概述 虚 拟 现 实 VR( Virtual Reality) 是 在 计 算 机 图 形 学 、计 算 机 仿 真 技
术、人 机 接 口 技 术 、多 媒 体 技 术 以 及 传 感 技 术 的 基 础 上 发 展 起 来 的 高 新技术。能够借助计算机构建出一个与现实环境十分逼真的虚拟环 境, 且支持用户使用自然技能来亲身感受,因而引起了人们及大的兴 趣,曾经被称为“梦幻般的技术”和“人机接口的最后 一 道 障 碍 ”。 虚 拟 现实技术具有很多引人入胜的特性,归结起来有以下三 点 : 交 互 性 、临 场性和多感知性。( 1) 交互性: 参与者通过输入设备向虚拟现实软件发 出指令,虚拟现实软件接受指令并智能的给予解释, 然后更新虚拟世 界,而不是像观看三维动画那样,只能被动地接受信息或仅仅作为一个 旁观者。( 2) 临场性: 在参与者与虚拟世界进行交互时由于头盔显示 器 、数 据 衣 及 数 据 手 套 的 作 用,虚 拟 系 统 将 参 与 者 置 于 一 种 隔 离 的 环 境中, 并 且 在 这 种 环 境 中 参 与 者 头 、手 、眼 、语 言 及 身 体 的 运 动 都 会 使 虚拟环境中的图象与声音实时地跟随变化, 拿起物体可使物体随着手 的移动而运动,而且可以听到三维仿真的声音, 参与者在虚拟环境中, 一切感觉都是极其的逼真,使其有一种身临其境的感觉。( 3) 多感知 性 : 由 于 虚 拟 现 实 系 统 中 装 有 视 、听 、触 、动 觉 的 传 感 及 反 应 装 置 , 因 此,使用者 在 虚 拟 环 境 中 可 以 获 得 视 觉 、听 觉 、触 觉 、动 觉 等 多 种 感 知, 从而达到身临其境的感受。
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