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教育类

VR技术在中学历史教学中应用

点击: 252    发布时间: 2021-11-04 12:24

【摘要】虚拟现实(VR)技术因其强大的功能和沉浸式体验,在教育领域越来越受到重视。将其应用于中学历史教学中,能够借助虚拟现实沉浸式的上课体验,提升学生的学习兴趣和学习效果。在教学中通过文物的重建、古迹的复原、历史事件的呈现,可以其独特的互动方式将抽象的历史知识明晰化,为中学历史知识的信息传达和学习带来前所未有的体验和效果的飞跃。

【关键词】虚拟现实技术;历史教学;沉浸式体验

着眼未来,在教育中融入科技手段,已成为不可阻挡的趋势。虚拟现实技术(virtualreality,简称VR)是仿真技术的一个重要方向,应用非常广泛。它通过计算机生成实时动态的三维立体逼真图像,并辅以一系列传感设备模拟出一种虚拟环境,使用户沉浸在虚拟仿真的环境中或与虚拟环境中的对象进行互动,通过用户的多重感知系统——视觉、听觉、触觉、行动感知,甚至包括嗅觉和味觉等——给用户带来接近现实的感官体验。随着时代进步、科技发展,今天的中学生对互联网、各类电子数码产品和高科技技术的运用更加驾轻就熟,并且乐于接受新事物。VR技术因其强大的功能性和沉浸式体验,成为教育领域越来越重要的教学手段。

一、VR技术目前的发展状态

2016年工业和信息化部先后发布《虚拟现实产业发展白皮书5.0》《信息化和工业化融合发展规划(2016—2020)》,全面阐述了国内外虚拟现实产业的发展状况,并提出支持虚拟现实核心技术突破以及产品与应用创新,由此我国开始迅速在技术领域布局支持VR技术的突破和创新。近些年,地方各级人民政府陆续发布了多项关于虚拟现实行业的相关政策,主要集中在VR技术的深度应用和产业融合。教育文化也是VR技术应用的一个重要领域,有部分专家学者就VR技术在教育教学中的融合与发展提出了许多有益的探讨,通过分析VR技术在教育教学中的优势和可能产生的新问题,为VR技术在教育教学领域的应用提供了大量有益的研究成果。

二、VR技术在中学历史教学中的现实需求

历史是一门记载和总结人类发展进程的人文学科。历史学科的特点使得在中学历史教学中,教育工作者常常需要借助文字描述、影像图片、视频音频等进行历史人物、历史场景的再现。但对于一些特殊场景,即便使用多媒体手段也不够生动直观。有条件的情况下,教师可以带领学生到历史遗迹的现场进行考察,到博物馆参观文物展出等作为有益的教学补充,但受到资源的局限以及出于对中学生时间成本、经济成本的考量,这种教学尝试只能是一种调剂,虽能激发学生学习历史的兴趣,却不能有效提高全体学生的学习效率,形成长效激励。VR技术通过计算机和一系列三维交互设备,将已经湮灭在时间长河中的历史场景重新构建,展示在学生眼前,极大地提高了中学生深入学习历史的欲望。VR技术将抽象的知识以更加便于理解的方式呈现出来,能够有效提升学习效率,为学生提供丰富的学习资源,对由于地域、经济等差异形成的教学资源发展不均衡起到弥补作用。VR技术将抽象的知识以更加便于理解的方式呈现出来,相较于大型博物馆、科技馆、剧场、实地考察,投入成本更可控、更容易实施。逼真的虚拟现实与较强的代入感,能够最大限度地调动学生的主动性和积极性,让学生的注意力更加集中,学习的自主性与探索精神也得到提高。在教学中,使用VR技术实现的软硬件一体化方案组合灵活,部署轻松,能够将智能语音和语音识别融入课程,打造维护简单、应用成本低、设备稳定、兼容性强的教学系统。现在,集整班教学、中控平板、支持一体机、个体体验角、VR工作站及教学管理系统于一体的交互式学习体验,正在越来越多的学校成为现实。

三、VR技术在中学历史教学中的发展方向

VR技术应用于教育领域已取得了丰硕的成果,但毕竟发展时间较短,并没有形成系统的教学方法和教学资源。本文尝试提出VR技术在中学历史教学中的发展方向,为VR技术的应用提供一些思路。

(一)历史文物的重建

中学历史知识涉及大量的历史文物,各类教辅材料常以照片的形式呈现给学生,教师再通过语言描述进行细节讲解,这种方式很难激发学生的学习兴趣。例如,在历史课上介绍大禹鼎时,需强调其铭文内容的重要性,但大部分学生无法很好地将文字内容与器物联系起来。通过VR技术,可以将文物直观呈现在学生面前。当学生感受到青铜器的精美,就会对镌刻其上的铭文有更直观的认识,对文字的发展历史就会有更深刻的理解。在这方面,学校可以和博物馆系统进行广泛合作。近些年,许多博物馆在展厅中增加了VR技术的交互应用,如秦始皇兵马俑博物馆通过VR技术给文物上色,参观者扫描二号兵马俑坑、跪射俑、铜车马等即可开启交互模式,利用VR技术使兵马俑、铜车马“活起来”[2];甘肃省博物馆利用交互技术,使参观者可以在虚拟的陶器上绘制图案,模拟制作马家窑彩陶,还可以进入原始人的生活场景,使彩陶的制胚、彩绘过程以及成品的使用变得更加直观。在博物馆上一堂生动的历史课,学生一定会印象深刻。

(二)历史古迹的复原

中国古代文化成就辉煌,其中古代建筑独树一帜。在历史遗迹的重建方面,VR技术通过建模,可以生动丰富地体现古建筑复杂的木结构,使斗拱、梁柱、雀替等建筑构件栩栩如生,把古建筑千百年前的面貌呈现于学生面前。学校甚至可以根据需求及预算进行灵活搭配,利用教学管理系统、VR一体机建构虚拟空间,使学生可以更加直观地看到历史场景。如通过圆明园的虚拟现实模型,让学生有身临其境的感受,从而对这段历史的认识更加深刻;使用VR技术展示莫高窟洞窟,建立古迹模型数据库,能够把不便展出的文物进行数字化展示,在虚拟环境中,学生可以近距离观察壁画,既长久保存古迹,又使古迹的信息得到大力推广,使学生对传统文化有更深的理解,萌发爱国热情;如讲解中华文化对世界的影响,选择了韩国首尔的景福宫以及日本法隆寺的金堂和五重塔进行学习,这时,通过VR技术的介入,学生可以畅游在这些建筑中,更加直观地了解这些建筑与中华文化的深厚渊源,其中的知识点将以更加生动的方式被学生了解、记忆,会极大地提升学生的学习效果。

(三)历史事件的呈现

中学历史教学中包含着许多历史事件,这些内容通过文字的描述很难生动、形象地呈现在学生面前,而虚拟现实技术可通过现代科技手段再现这些历史场景。如红军长征、郑和下西洋等,可通过VR技术使学习者产生更强的代入感。戴上VR设备,通过人工营造的全场景体验区,学习者可以看到摇摇欲坠的吊桥,脚底是万丈深渊,瞬间便可体验置身于雪山之巅、风雪交加的真实感受。或在浩瀚无垠的大海航行,或是“亲临”硝烟弥漫的战场,用体验的方式学习,将抽象的理论知识放在场景中,可以直观感受学习的趣味和魅力。随着智慧教育的进一步发展和VR技术的广泛应用,依托越来越优质的素材资源,可构建出教与学之间的互动分享,通过三维建模创造特定的场景,让学生可以和历史人物直接交流。这种对话能使学生对历史人物有更深刻的理解,智能灵活、个性鲜明的教学环境也使学习变得更加有趣。

四、VR技术助力红色教育

VR技术在红色教育方面同样能够带来较好的学习体验和效果。中学历史教材中讲述了许多革命先辈为中华人民共和国奋斗的事迹,教育工作者可以利用VR技术带领学生追寻红色文化,让学生切身参与到革命经典场景中,亲身感受革命的力量。例如,在对中共一大的知识点讲授中,就可以借助VR技术,结合中国共产党第一次全国代表大会会址、浙江嘉兴南湖红船会址,让学生深入体会当时的历史情景,并进行历史知识扩充,呈现画面感,增强带入感,让学生更好地理解中国共产党的成立对中华民族产生的巨大影响。通过VR技术学习党的发展历史,可以让学生体会革命先辈英勇顽强、不怕牺牲的革命英雄主义精神,激发学生的爱国之情、报国之志,充分调动学生的学习积极性;可以提高红色教育的亲和力和吸引力,帮助学生形成历史思维,学会用历史的眼光看待和思考问题,并对红色文化产生更多认同和共鸣,从而升华他们的爱国主义情感。

五、结语

科技的进步让学习也有了更高效便捷的方法。优质丰富的VR内容紧扣教学知识点,全面覆盖教学内容,支持教学和自主学习双模式,使教师能够轻松实现教学进度和课堂纪律管控,学生也能实现自主认知、探索和练习。VR教学已经成为提高学校信息化教学、提升学生学习效率的新手段。VR技术改变了传统教学理念,正在开启新的教学方法,其独特的身临其境的沉浸式互动,正在为信息传达和教育培训带来前所未有的飞跃。

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