开放的,使用者可以随意下载,但是功能却受到很大的限制,其他任何版本的软件都是需要购买的。所以本课件的制作主要用3DMAX建模,用VRP共享版的软件来进行交互制作,功能上还有待进一步完善。
3.课件的设计结构及过程
课件的设计结构(如图1所示)主要分为两个部分:场景建模和交互制作。建模包括模型构建、材质贴图、灯光设置、摄影机设置,以及把多个模型整合到一个场景中。交互部分有对场景的细微编辑、动作编辑和后期整合。
五、课件在课堂教学中的应用
1.课堂效果实录
为评价本课件在课堂教学中的真实效果,这里采用弗兰德斯互动分类表(FICA)对课堂教学15分钟予以记录。
弗兰德斯互动分类如表1。
利用表1对甲、乙两个班课堂教学的记录如表2、表3(以秒为单位)。
分析:在表1、表2中,两个班教学中教师主导的教学方式仍占相对优势。乙班课堂主要使用教师主导取向的教学方式(第⑤、⑥、⑦类,占66.9%),学生自主取向的教学方式用得极少(第①、②、③类,仅占10.1%),而甲班课堂虽然教师占有重要地位(占46.2%),但学生的主导性还是很强(占36.4%),并正逐渐向以学生为主导的教学方式转移。甲班的课堂留有很多时间给学生思考(④类,占6.2%),同时也把很多时间留给学生自主发言(⑨类,占13.8%),乙班则未留时间与机会让学生发表自己的意见和看法。
课堂教学过程中学生行为观察记录如表4。
从图2中的曲线上看,采用这些课件在甲班进行教学时,学生的注意率在整节课的45分钟中都比较高(最低为75%),这说明这种教学方法能保持学生的注意力。从曲线的形状可以看出,在这一节课的前半部分,学生的注意率一直很平稳,但在30~35分钟的时间段,出现了最低点,接着又迅速回升至最高点。这是为什么呢?原来前半节课学生的积极性很高,但由于人的注意力保持是有限的,经过前半节课后,学生稍感疲惫。此时,教师让学生自己动手操作了这个课件,一下调动起所有学生的积极性,因而注意率迅速升高。而乙班由于没有采用此课件进行教学,仅仅是一般的讲授课堂,所以学生的注意率得不到很好的提高。
2.应用效果分析
(1)以主动式情境认同创新课堂教学
这里所说的认同感主要是指自我认同感,即个体对自我现况、生理特征、社会期待、以往经验、现实情境、未来希望等各层面的觉知,统合而成为一个完整、和谐的结构。而情境认同就是自我认同中个体对自身所处环境的知觉统合。
沉浸感是VR技术最明显的特征之一。基于VR技术构建的虚拟环境可以使用户达到难以分辨真假的程度(例如可视场景可以随着视点的变化而变化)甚至超越真实(如实现比现实更逼真的照明和音响效果等)。本课件力求构建逼真的虚拟月球场景,学生在使用时完全沉浸在虚拟的月球基地中,亲身体验身处月球的感觉。学生通过控制鼠标或者键盘上的方向键就可以任意地在虚拟的月球基地中漫游,当靠近一座建筑时还会自动弹出相关的介绍文字资料,为学生展示该建筑的相关信息,有很强的吸引力。
(2)基于三维图形创新课堂教学的观察角度
图形在教学中表现出了独特的优势,不管是用于演示还是讲解,使用图片或者图形都会让课堂气氛变得生动活跃。图形能够引导学生从中读出更多的信息,获取更多的知识;能培养他们应用不同的方式,从不同的侧面去解释图形中的内容的能力,并寻找图中信息与相应知识的最佳结合点;而且能够训练他们用自己的双手、按自己的理解去绘制需要的图形,从中体验、掌握信息迁移的方法和技能。然而传统的二维图形仅仅能提供给学生一个外形特征,要从多个侧面去了解、观察这个实物的话,需要花费很大的精力,尤其是对识图能力较差的学生来说,则是一个非常困难的事情。对于VR技术而言,这些都将不再是问题。学生不仅可以看,而且可以亲自动手对虚拟实物进行翻转和近距离地观看,对实物的某些特性和功能就能够得到很好的掌握、理解和操作。学生在使用课件的过程中,会遇到自己感兴趣的事物,就像建筑物可以和现实生活中一样。
(3)激发学生主动学习的兴趣,创新课堂教学被动的接受方式
对于学生来说,他们对新生事物敏感好奇、求知欲强。凡是奇特的、变化着的、矛盾着的、能给予他们强烈刺激的事物,都能引起他们的求知欲、好奇心,也较容易引起他们的兴趣,而VR技术本身的虚拟性可以将一些平时现实生活中很难看到的现象、很难接触到的事物呈现出来,以此来满足学生的好奇心,激发他们学习的兴趣。VR技术为学生建构了比较真实的三维场景,以VR技术为载体的教学,学生的学习兴趣被强烈地激发出来,教师和学生通过基于虚拟场景的教学课件联系在一起,互相学习和评估,教师的现场作用不再如以往那样显著,打破了以往教学教师必须出现在课堂中的现象。也可以说,传统意义上教师的部分任务由学生来承担,学生真正成为教学对象的主体。
(4)集实验教学于一体,创新课堂教学单一的教学模式
应用基于虚拟场景的实验教学课件进行教学,相对于原来的传统教学形式它更能为学生提供学习和实验的机会,以灵活、方便的形式为学生所接受,学生不拘泥于课堂的单一教学模式,能够自己主动选择教学的时间、地点和进度。
本课件设计了一个在月球上模拟地球自然状况的小型实验室,学生通过设置一些影响动、植物的相关因素来保证实验室的正常运作,如温度、湿度、氧气、压强、PH值等等,按照课本所学的知识,科学地调节相关参数才可以达到理想的实验效果。具体表现:①形成假设:学生在进入课件进行学习时,在教师的引导下会产生疑问,提出一些假设。②设计实验:根据教师的进一步引导,学生可以设计一些实验来解决相应的问题。③分析实验结果:通过学生自己设计的诸多实验最终将问题解决,得到一些相关的数据后,在教师的指导下分析数据。
(5)创设安全的心理环境,以多种感官输入创新课堂教学的探究性
实践证明:要让学生有探究的欲望,首先就要有安全的心理环境。而创设情境、为学生提供安全的心理环境正是VR技术的优势。学生在虚拟的情境中学习,一切以自己的需要、兴趣出发,在与教师平等交往中展示自己的能力,进行独立的练习和思考,提出问题、解决问题,在宽松、自由、平等、和谐的氛围中进行学习。此外,丰富的信息输入可以为学生探究学习铺平道路。为此,本课件除了具有文字的展示以外还配有语音教程,强大的交互功能满足学生的个性需求,在生动活泼、主动参与的学习过程中培养学生的探究能力,使学生真正成为学习的主动者,充分发挥学生的想象力。同时,全新的教学系统能满足不同学生的好奇心,学生在学习中会发现和遇到一些新的困难和挑战,这反而能更好地刺激学生进行有效探索的学习,从而最大限度地开发了学生的学习潜力。
六、结束语
VR技术是一项发展潜力很强的高新技术,它具有虚拟的高逼真性、交互的人性化、构想的拓展性,它的出现必然会在工作、学习、生活、国防等广泛的领域内发挥极其重要的作用。在现代的教学中,对于提高学生的注意力、拓展学生的学习潜力、培养学生的自主学习能力、丰富学生的想象能力等各方面都能起到很好的促进作用。尽管VR系统的硬件设备还比较昂贵,VR技术尚未能普及,但是,随着VR技术的不断发展和完善,设备成本价格的不断降低以及网络的普及,我们相信它必将会丰富我们的生活,促进我们的学习。
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