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當(dāng)前位置:首頁(yè) > 文章資訊 > 中小學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化的自我革命
中小學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化的自我革命
目前正轟轟烈烈的進(jìn)行中小學(xué)課程改革。中小學(xué)課程改革的核心理念,就是要強(qiáng)化學(xué)生的自主探究性學(xué)習(xí),讓學(xué)生通過自主探究性學(xué)習(xí),掌握新的知識(shí),獲得新技能,培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。在課程改革的新形勢(shì)下,理科教學(xué)中實(shí)驗(yàn)教學(xué)的地位顯得更為重要。許多的知識(shí)、規(guī)律不再是由教材直接給出后通過教師灌輸給學(xué)生,而是要求讓學(xué)生通過探究性實(shí)驗(yàn)來(lái)再發(fā)現(xiàn),這就對(duì)理科實(shí)驗(yàn)室提出更高的要求。
早前的數(shù)字化教室就是一個(gè)多媒體教室,一位老師、一臺(tái)電腦控制臺(tái),一套投影設(shè)備,上課的課件換成PPT或者投影課件,就是所謂的數(shù)字化的教室;后面有了電子白板、納米黑板,以及后面帶觸控功能大型液晶黑板可以對(duì)PPT切換的同時(shí)還可以做板書標(biāo)記手勢(shì),插入錄播或者互聯(lián)網(wǎng)課程視頻以及圖片等動(dòng)作,這是原有普通教室的升級(jí),實(shí)驗(yàn)內(nèi)容不再僅僅需要教師現(xiàn)場(chǎng)演示,可以通過多媒體來(lái)播放重現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果。這個(gè)階段學(xué)生的自主探究性學(xué)習(xí)能力其實(shí)并沒有得到釋放,學(xué)生依然存在被動(dòng)接受知識(shí)的問題。最后課程還是需要去實(shí)體實(shí)驗(yàn)室去操作才能將課程的實(shí)驗(yàn)?zāi)康闹v清楚。
這期間實(shí)驗(yàn)室設(shè)備開始電子化,還不是我們想要的數(shù)字化,雖然我們說這是“數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)室”,實(shí)驗(yàn)室添置的小學(xué)、初中、高中教學(xué)所需的帶有傳感器、采集器、無(wú)線智能傳感器的電子實(shí)驗(yàn)儀器成為實(shí)驗(yàn)室主角。
簡(jiǎn)單的說實(shí)驗(yàn)就是理化生實(shí)驗(yàn)采用電子傳感器來(lái)完成。比如傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)的牛頓第三定律,傳統(tǒng)方式是采用兩個(gè)彈簧秤對(duì)拉看刻度基本相等,而“數(shù)字化探究實(shí)驗(yàn)”采用兩個(gè)力傳感器對(duì)拉,通過兩根USB線將傳感器數(shù)據(jù)傳入電腦,然后同軟軟件可以以數(shù)字和曲線的形式顯示出力的大小變化曲線和數(shù)據(jù)是相等的和對(duì)稱的,并且可通過軟件進(jìn)行曲線的擬合。電子化的探究實(shí)驗(yàn)室是對(duì)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)的一個(gè)非常好的補(bǔ)充,在傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)一些只能定性無(wú)法定量的實(shí)驗(yàn)以及一些微小或瞬間數(shù)據(jù)的測(cè)量上,這類型電算化實(shí)驗(yàn)室能發(fā)揮出一定的作用。從實(shí)用的角度結(jié)合小學(xué)、中學(xué)、高中理化生電子傳感實(shí)驗(yàn)裝置,為學(xué)生科技普及方面確實(shí)做了很多的工作。
現(xiàn)階段的數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室其實(shí)和虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)設(shè)備的研發(fā)軌跡重合的,教育行業(yè)很早就受益這方面的新技術(shù),動(dòng)態(tài)影像通過數(shù)字技術(shù)輔助教學(xué),我們都可以認(rèn)為是數(shù)字化的一個(gè)實(shí)現(xiàn)方式。VR所將實(shí)驗(yàn)對(duì)象的二維影像三維化,同時(shí)能夠?qū)⑦@些教學(xué)資源保存在智慧化校園的私有云上,這是還只能算第一步。下一步是如何讓這些三維虛擬資源具備完整的物理化學(xué)屬性,讓學(xué)生可以有可能自己來(lái)操作實(shí)驗(yàn)。
需求大的教備市場(chǎng),應(yīng)用案例必然多,第一個(gè)吃螃蟹的開荒者值得我們尊敬!
VR對(duì)于教育實(shí)實(shí)在在的普惠,原因在于應(yīng)用場(chǎng)景豐富。VR虛擬仿真資源可為傳統(tǒng)教育中典型的實(shí)驗(yàn)教學(xué)創(chuàng)設(shè)復(fù)雜的、多樣的實(shí)驗(yàn)條件以及情境,賦予虛擬現(xiàn)實(shí)仿真模型完整物理生化的屬性,實(shí)驗(yàn)允許學(xué)習(xí)者在可能預(yù)見不同的情境中創(chuàng)造性應(yīng)用所學(xué)知識(shí),反復(fù)試錯(cuò)求真,多次實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)不斷強(qiáng)化探究的效果,節(jié)能環(huán)保并不會(huì)增加實(shí)驗(yàn)室的耗資。
鳳凰創(chuàng)壹的VR虛擬現(xiàn)實(shí)創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)室綜合解決方案是一款為中小學(xué)校、校外教育基地設(shè)計(jì)開發(fā)的用于滿足青少年自主探索、安全實(shí)驗(yàn)的軟硬件一體化產(chǎn)品,滿足多地區(qū)、多學(xué)校和多學(xué)科專業(yè)的VR虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)創(chuàng)新教學(xué)的需求。通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),依托國(guó)際先進(jìn)的桌面級(jí)便攜式一體化虛擬現(xiàn)實(shí)設(shè)備,深度集成VR、AR、MR等多種新興技術(shù),學(xué)生可親自操作,并反復(fù)觀察VR實(shí)驗(yàn)體細(xì)節(jié)。
完美支持人機(jī)交互、師生教學(xué)和學(xué)生互動(dòng),徹底打破虛擬和現(xiàn)實(shí)的邊界,學(xué)生在身臨其境的自主探索中,打破課堂壁壘進(jìn)行自然探索;以前難以實(shí)現(xiàn)的地理、歷史及理化生、科學(xué)、生物實(shí)驗(yàn),學(xué)生能更主動(dòng)地學(xué)習(xí),更深刻地理解,更長(zhǎng)久地記憶,實(shí)現(xiàn)綜合素質(zhì)的拓展和科學(xué)精神、創(chuàng)新精神的培養(yǎng),讓VR技術(shù)真正服務(wù)教學(xué)、助力教育創(chuàng)新發(fā)展。結(jié)合VR實(shí)驗(yàn)室的整體環(huán)境建設(shè)、特色師資培訓(xùn)及其他配套服務(wù),幫助中小學(xué)、校外教育基地提升辦學(xué)特色,打造創(chuàng)新品牌。
例如,以前覺得生物很難,因?yàn)楹芏鄸|西無(wú)法觀察到。有了這么逼真的VR模型,讓學(xué)生理解生物知識(shí)就容易多了。高精度的人體各個(gè)系統(tǒng)的模型圖資源,包含骨骼、韌帶、肌肉、神經(jīng)、大腦、內(nèi)分泌、心血管、淋巴、呼吸、消化、泌尿、生殖等系統(tǒng)的全三維動(dòng)效人體模型庫(kù)。通過觸控筆可隨時(shí)對(duì)人體系統(tǒng)進(jìn)行拆解或選擇某特定的人體系統(tǒng)的構(gòu)造,在全三維模式下對(duì)人體各系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)、瀏覽,同時(shí)還可查看系統(tǒng)預(yù)置的人體組織的注釋。
又如,分子生物學(xué)虛擬仿真教學(xué)平臺(tái)只需要學(xué)生在電腦上按照軟件的操作提示就可獲得正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,學(xué)生既能更好地理解實(shí)驗(yàn)原理及操作步驟,又能節(jié)約更多的時(shí)間反復(fù)操作加深理解,能更系統(tǒng)地完成整個(gè)分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)的學(xué)習(xí)。
虛擬仿真資源的有效輔助,讓實(shí)驗(yàn)室的物理生化學(xué)科探究有了不一樣的體驗(yàn)形式,以往中小學(xué)桌面式3D最大的問題資源量太少,現(xiàn)有的虛擬現(xiàn)實(shí)資源可以說所想即有所得,可以提供的情境設(shè)計(jì)以及實(shí)驗(yàn)條件模擬可突破時(shí)間和空間的限制,實(shí)驗(yàn)對(duì)象完美的物理生化屬性足以以假亂真,滿足學(xué)習(xí)者在沉浸式的實(shí)驗(yàn)中獲得知識(shí)的需要。
此外,中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)之前并沒有被太多重視,實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目受限于設(shè)備、儀器的后勤水平,主要內(nèi)容以知識(shí)科普為主,看的多,互動(dòng)性少,虛擬現(xiàn)實(shí)則是希望用沉浸式的場(chǎng)景互動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)教學(xué);中小學(xué)實(shí)驗(yàn)過程中需要耗費(fèi)大量的實(shí)驗(yàn)材料,虛擬仿真資源具備可重復(fù)利用的特點(diǎn),大大減少了在實(shí)驗(yàn)設(shè)備和實(shí)驗(yàn)材料的耗資。中小學(xué)實(shí)驗(yàn)過程都是預(yù)設(shè)的結(jié)果,與真實(shí)實(shí)驗(yàn)有較大的差距,虛擬現(xiàn)實(shí)模型增加的生化屬性可以將實(shí)驗(yàn)真實(shí)場(chǎng)景完美再現(xiàn);中小學(xué)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容零散,需要展現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容感覺很多,需要機(jī)構(gòu)和院校有勇氣有決心持續(xù)開發(fā)完整的課程體系或?qū)嶒?yàn)體系;中小學(xué)實(shí)驗(yàn)室管理的安全問題(避免危險(xiǎn)操作以及有毒有害的實(shí)驗(yàn)物傷害以及實(shí)驗(yàn)室財(cái)產(chǎn)安全維護(hù)),虛擬現(xiàn)實(shí)實(shí)驗(yàn)室基本算是完美的解決這方面存在的風(fēng)險(xiǎn)。
比如,讓歷史的學(xué)習(xí)不再枯燥,我們帶著孩子在游玩中學(xué)習(xí),以擬人化的表現(xiàn)手法和智能化的交互方式,讓文物開口“說話”,讓“穿越時(shí)空”成為可能,讓歷史“活”起來(lái)。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下自主探究,尋訪文明的足跡,觸摸歷史的脈搏,感受華夏文化的獨(dú)特魅力,激發(fā)求知欲、好奇心和想象力。
目前,大多虛擬仿真實(shí)驗(yàn)教室都融入了人工智能技術(shù),可對(duì)學(xué)習(xí)者的操作進(jìn)行跟蹤并給出及時(shí)反饋,一定程度上解決了中小學(xué)教育師資利用的問題。因此無(wú)論是在人力還是物力方面虛擬仿真資源的使用都大大降低了教學(xué)成本。
目前中小學(xué)智慧實(shí)驗(yàn)室因?yàn)榍捌谕度胙邪l(fā)的費(fèi)用較高問題,財(cái)政能力方面考慮,還有深究技術(shù)原因就是VR技術(shù)的局限,無(wú)法解決小孩佩戴者長(zhǎng)時(shí)間使用的不適,眩暈,所以暫時(shí)目前是沒有一個(gè)完美的方案,但是探索總是要繼續(xù)的,有些同業(yè)會(huì)用智能家居的設(shè)備聲控,包裝下教室的科技含量。這種教室也會(huì)跟你說這是智慧教室,實(shí)際上就是堆積智能硬件。
我司鳳凰創(chuàng)壹目前也在技術(shù)去尋求突破實(shí)現(xiàn)數(shù)字化校園資源的整合,中小學(xué)學(xué)校私有云的范圍內(nèi),將校園管理數(shù)字化,實(shí)驗(yàn)室管理數(shù)字化,校園教學(xué)資源數(shù)字化,教學(xué)質(zhì)量評(píng)估的數(shù)字化作為目標(biāo)。當(dāng)然已經(jīng)有不少的學(xué)校,比如雙十中學(xué)都在和我們進(jìn)行這方面的合作。
中小學(xué)科技數(shù)字化實(shí)驗(yàn)室最終發(fā)展形態(tài)也還是以學(xué)生的發(fā)展為主體,以綜合、探究、創(chuàng)新、會(huì)學(xué)為理念而研究和開發(fā)的新課程實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境,符合自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)的新的學(xué)習(xí)方式。按中小學(xué)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)和組織要求,創(chuàng)設(shè)一種科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)環(huán)境(實(shí)驗(yàn)設(shè)備、實(shí)驗(yàn)方式、實(shí)驗(yàn)氛圍),遵循學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的思路、方法和能力。鳳凰創(chuàng)壹智慧實(shí)驗(yàn)室可滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。學(xué)生利用該環(huán)境開展科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí),可以較好地完成課程學(xué)習(xí)任務(wù),而且可以很快適應(yīng)新的考試方法和考試模式。同時(shí)解決了老師如何教,學(xué)生如何學(xué)的問題,有利于學(xué)生掌握研究方法,掌握書本知識(shí),培養(yǎng)科學(xué)探究能力以及形成科學(xué)價(jià)值觀。
以上就是100唯爾(100vr.com)小編為您介紹的關(guān)于的知識(shí)技巧了,學(xué)習(xí)以上的中小學(xué)虛擬實(shí)驗(yàn)室數(shù)字化的自我革命知識(shí),對(duì)于的幫助都是非常大的,這也是新手學(xué)習(xí)所需要注意的地方。如果使用100唯爾還有什么問題可以點(diǎn)擊右側(cè)人工服務(wù),我們會(huì)有專業(yè)的人士來(lái)為您解答。
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