认知负荷控制。在虚拟环境下活动,学生有时难以把注意力集中在学习活动上(Maciasdiaz,2008),虚拟世界过多的功能和丰富的模拟场景会干扰学习者对重要内容的注意。虚拟现实为了创造·92·刘德建,刘晓琳,张琰,陆奥帆,黄荣怀.虚拟现实技术教育应用的潜力、进展与挑战OER. 2016,22(4)沉浸性体验往往采用多元信息传送方式,例如声音、图像、文字甚至力感等信息。多渠道的信息传递、丰富的刺激容易提高单位时间内工作记忆的认知负荷,造成认知负荷超载。因此,沉浸性虚拟现实空间环境的构建、学习材料的呈现和组织应参考认知负荷理论的相关原则,例如避免冗余效应、分散注意效应等进行设计。虚拟现实是通过鼠标对虚拟场景中虚拟物体的位置进行拖拉。武汉虚拟现实技术
在桌面环境中占有统治地位的图形用户界面基于WIMP范式支撑了当前一代包括网页浏览、文档编辑、电子表格、应用制图和桌面游戏等应用,它提供了一种工作迅速、准确且稳定的交互方式,为广大用户所接受,拥有数以亿计的用户.然而对于虚拟现实环境的应用而言,这种交互组织方式是不合适的.例如一个戴头盔的用户使用键盘是不切实际的,而且头盔式显示器的分辨率往往非常有限,对于像对话框这样的文本密集型的交互界面来说也不合适;另外,在虚拟现实的应用程序中,通常需要用户在虚拟三维空间的任意位置、任意方位摆放物体,对于这样的任务,二维鼠标则难以胜任.武汉本科虚拟现实软件VR技术的爆发是必然的。
在VR中,不仅能够从他人的视角体验,而且能从他人的视角设计,能够立刻感受不同设计所带来的体验的差异。学科模型构建指为促进学科知识学习,让学生在VR环境中创建符合特定学科规则的模型。VR支持灵活的学科建模。以化学为例,学生在VR中不仅能够360̊观察化学分子模型,还能够自由组合原子,形成分子,然后可进入宏观世界,观察和比较不同原子、不同拓扑结构的物质在化学性质上的差异。微世界是一种探索性学习环境,提供对真实世界中某些现象的模拟,学习者在这种环境中可以以多种方式创作、探索与试验。在微世界中,学习者个体或者群体遵循虚拟世界的规则自由建模。全球40个国家的超过7,000个班级采用Minecraft教育版Mine⁃craftEdu。有研究者认为Minecraft是虚拟乐高,是学生学习构建和操纵空间的现代版本,是通向建筑、3D软件和协同艺术创作的入口;它提供了能够创作、合作和反思的空间,这是艺术课堂所必需的。
探究指诸如基于问题的学习、项目学习以及研究性学习等教学模式,学生通过有意义的问题解决,掌握知识,发展学科能力、问题解决能力、交流合作能力和自我调节学习能力。VR可以创造出复杂的物理、生物、天文等系统,学生可以在虚拟空间中解决真实问题,在这一过程中实现深层次知识建构。VR世界中探究性解决问题的优势,除了安全、低成本(系统构建好之后),还体现在系统可以根据需要为学生提供支架等帮助信息;此外,系统可以记录探索过程,动态诊断学生的学习情况。虚拟现实能够感知参与者的位置和动作。
虚拟现实和可视化技术是虚拟现实学习环境的技术。通过对数据的可视化表达和人机交互的分析,虚拟现实学习环境能够增强用户在计算机虚拟现实中的沉浸感。实 际上,具有高度沉浸感的虚拟现实技术的出现可以追溯到二十世纪六十年代娱乐业中的传感影院,其目的是吸引观众的注意(Heiling,1962)。到二十世纪八十年代,虚拟现实技术开始应用于娱乐业外,尤其是职业教育和培训,如利用虚拟现实技术模拟训练飞行员。到二十世纪九十年代,美国研究人员在科学空间(Science Space)将虚拟现实技术引入基础教育和高等教育,研究项目包括:细胞生物学(Cell Bi-ology)、全球变化(Global Change)、虚拟大猩猩展览(Virtual Gorilla Exhibit)等。虚拟现实技术的沉浸性、交互性、构想性等特点。武汉虚拟现实技术
虚拟现实技术在现代教育方面的应用改变了学习内容。武汉虚拟现实技术
训练或练习是技能发展的基本途径。由于VR仿真训练系统复杂、昂贵,在学校教育中的应用并不普遍,但在医学、工业领域中实训设备造价高昂或者危险性高的领域,培训与演练是比较早的VR应用领域。技能可大致分为简单技能与复杂技能。简单技能的自动化程度高,即执行过程几乎不需要有意识地监控;技能的支撑知识简单;技能运用几乎不受情境影响。复杂技能则不同,由于技能运用需要考虑具体情境,因此需要有意识地监控与调整,同时技能需要复杂、有组织的知识支撑。在基础教育的中低年级,存在大量的拼音、识字、计算等简单技能;随着年级升高,所学技能逐渐复杂;到了高等教育,尤其是职业教育,复杂技能逐渐成为专业教育主体。武汉虚拟现实技术
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