一、引言
物理学是一个具有较强实用性的专业,大学物理课堂常会进行大量的实验教学,在这些论文发表教学实验中,仍有一部分教学实验内容难以使用常规的科学实验道具开展,为大学物理实验教学带来了一定影响。VR技术在大学物理实验中的应用,能够在一定程度上降低知识学习的难度,激发学生学习的积极主动性,以此更好地提升物理教学效果。
二、论文发表理论意义
VR技术强调沉浸、互动和想象。VR沉浸感的主要表现,就是所建立的虚拟现实内容平台上拥有着与真实世界相似的感受性;交互性思维是推动认识内化、激活认知情感的重要纽带;在虚拟现实中,大量的想象空间,可以有效开启学生的巨大想象空间,从而扩大其认知领域。建构主义的认知理论指出,学生思维是在给定的环境中所进行的意识建构活动,而形成认知场景的四大要件依次为“情景”“合作”“会话”和“意义建立”。VR就是通过创设沉浸式情境的体验学习,利用人机自然互动对话,并利用人类协作活动进行意义的建立,从而推动人类认知的形成,其特点反映了建构主义学习的理论思路。由此可见,VR的基本特征已和现代教学理论充分结合,适应了现代教育信息化的发展需要。
三、实践意义
第一,改变传统教学方式。将VR科技运用到课堂,造成了认知方法与认知模式的改变,原来课堂上的机械灌输,变成了一个沉浸式的体验课堂。VR的主要硬件设备包括头盔显示器以及其他装置,当学生戴上头盔显示器以后,与真实情境之间形成了一定的隔离性。教师可以根据VR环境的物理实验课程要求,引导学生走进已设定好的三维学习场景中,以视、听、触等全方位感官的感受,给学生带来一个身临其境、引人入胜的沉浸体验,使物理课程显得更为生动有趣与高效。
第二,破除时空局限。VR软件所产生的三维化视觉效果解决了传统二维化展示的不足,同时带动了交互方式的改变。通过多样的传感器设置把学生和系统化为一个整体,从而实现了自主的人机交互。VR科技的运用完全打破了传统物理课堂时间与空间上的限制,传统物理课堂中必须实践完成的研究过程、新科学技术的论文发表研究过程等,在虚拟现实中,都可以浓缩地在短时间内给学生体验。虚拟环境中的视觉空间设置可以大到宇宙星体,小到普通物质、分子的内部结构,完全突破了时间、空间限制。同时,VR也克服了传统实验设施的缺陷,对于一些存在一定危险性、想象性强的物理实验或环境,学生只需坐在教室内,就能得到真切感受,从而增强了感性认识。
第三,培养创造力。创造性技术是以人类丰富的想象力为前提的,而VR本身也是新科技时代的一项创新科技,它拥有大量的创造性技术,可以利用仿真情境,建立与物理原型(物理现象或过程)类似的虚拟模型,并通过这些虚拟模型,间接探索物理原型的规律性质。在物理课程中,诸如牛顿第一定律中物质不受力的情况、物质失重的环境等,这种在普通教学中可以演绎、想象的物理场景,也能够借助VR技术使学生进行体验,不但可以很充分调动学生的学习热情,而且开拓了学生的思维空间,从而扩大了其理解领域,拓展了其认知深度,有利于其创新能力的养成。