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VR虛擬仿真提高課堂實驗操作教學的有效性
發布時間:2024-01-15  關注度:8530   
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實驗操作過程是一個培養學生動手、動眼、動腦的過程,可以通過實驗探索發掘學生的巨大潛能。同時,實驗是理論知識的驗證,實驗操作不僅增強學生對理論知識的可信度,更重要的是培養學生實事求是、尊重事實的科學探究能力。

在各類學校的教學活動中,實驗教學與課堂教學一樣,是培養人才的重要環節。傳統實驗教學效果良莠不齊,如何改進實驗教學,提高實驗教學的有效性,充分發揮實驗培養學生的自主學習能力、實驗精神等優勢,是我們必須思考的重要問題。

傳統實驗教學的弊端

    我國在傳統實驗教學中,普遍存在著重理論、輕實操,雖然近年來有所改進和調整,但還是存在著些許問題。

1、演示實驗占比過大,教師占主導地位

由于實驗條件等因素的限制,傳統實驗教學中,以教師演示實驗及小組實驗居多,沒有對學生的動手能力、實驗技能進行有效的培養。

2、實驗效果不易觀察,演示效果不好

有些實驗的直觀性比較差或者實驗現象轉瞬即逝,演示時有些同學看不清楚或觀察不到實驗現象。

3、實驗趣味性低,教學組織難

有些實驗缺少趣味性,學生缺乏對實驗探究的熱情和對實驗原理的深度思考。照本宣科的實驗,無法調動課堂氛圍,影響教學效率及質量。

4、驗證性實驗居多,設計性、綜合性實驗較少

    傳統課堂實驗教學中,多為驗證實驗,教師按照教材中的實驗步驟或提示進行演示,學生按照教師的演示進行操作,學生不必思考和分析,只需按圖索驥,使學生缺乏對實驗的理性思考。

5、實驗復習內容繁多,再現成本高

實驗內容繁多,使用傳統教學手段進行復習,需要將實驗重新展示,再現成本較高,有些實驗不便于重新展示,造成實驗復習效果不好。

VR虛擬仿真實驗應用,提高教學質量

《教育部關于加強和改進中小學實驗教學的意見》指出“拓展創新,不斷將科技前沿知識和最新技術成果融入實驗教學,豐富內容,改進方式!瓕τ谝蚴軙r空限制而在現實世界中無法觀察和控制的事物和現象、變化太快或太慢的過程,以及有危險性、破壞性和對環境有危害的實驗,可用增強現實、虛擬現實等技術手段呈現!

現代信息技術在實驗教學中的應用,使實驗教學成本大大降低,尤其是增強現實、虛擬現實技術的應用,使得那些難以實現、難以操作的實驗變得可以實現。其不僅僅給學生提供了眾多的實驗操作課題,還給學生提供了一個近乎真實的實驗空間,讓學生像在做真實的實驗一樣,真正達到“聽十遍不如動手做一遍”的學習效果。

云幻虛擬仿真實驗按照國家課程標準實驗要求,將中學難懂的抽象的復雜的實驗運用3D建模及虛擬仿真技術營造虛實合一的實驗場景,提升學生的觀察能力、探究能力、邏輯思維能力及團隊合作能力,培養學生實驗探索的興趣。

1、豐富安全的實踐探索空間

    虛擬仿真實驗為師生提供一個虛擬的實踐空間,加深對實驗安全規范的認識,讓學生親自感受錯誤操作的危險性,給學生留下深刻的印象,對實驗中的安全規范操作引起高度重視,降低化學實驗室事故發生的概率。

2、模擬真實實驗操作,直觀再現實驗現象

虛擬仿真實驗使復雜的、反應周期過長的、危險系數高的實驗能夠便捷地展示出來,滿足實際課堂教學的需要,豐富了課堂教學形式。同時通過大屏幕展示,可以讓教室內的同學們都觀察到實驗現象,直觀明了。

3、趣味化實驗操作,提高學生學習興趣

托爾斯泰曾經說過:“成功的教學,所需的不是強制,而是激發學生學習的興趣!碧摂M仿真實驗模擬真實內容,虛擬與真實的魔幻疊加,開放性的實驗內容,讓學生樂于探索。

4、實驗自由性強,用戶可隨意操作

實驗器材無固定操作,甚至教師可以演示錯誤實驗操作會產生什么實驗現象。實驗器材及實驗操作的自由性強,予以學生探索的空間。

5、可反復操作實驗,避免資源浪費

虛擬仿真的實驗器材不存在消耗問題,避免了實驗儀器和藥品的浪費,教師及學生可以進行多次實驗操作,隨時預習、復習、操作實驗。

虛擬仿真實驗是常規實驗的補充、完善和拓展,能夠緩解學校場地、經費有限等問題,無論是教師還是學生都可以自由的操作,其發揮的作用與常規實驗操作也各不相同。教師可結合教材授課內容需求及兩種實驗操作教學方式各自的優勢,靈活結合,相輔相成,實現實驗教學的最優化,改革和創新實驗教學方式,提高課堂實驗教學有效性。

AR實驗、VR實驗、仿真實驗3D智能教室、3D多媒體教室、3D創新實驗室、創客教育、STEAM教育、3D資源公共服務平臺、3D教育/3D教學產品硬軟件等教育軟件的技術研發、技術推廣、投資興辦實業、國內貿易、經營進出口業務等

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