第一篇:虚拟现实在英语教学领域的具体应用
虚拟现实在英语教学领域的具体应用
一、虚拟现实的描述Description of Virtual Reality 虚拟现实是使人置身于一个通过由电脑表现出的三维空间的一个虚拟环境;在此环境中人们可以移动,从不同角度去观看,去触及, 攫取, 以及重新组合。Virtual reality is an experience in which a person is surrounded by a three-dimensional computer-generated representation, and is able to move around in the virtual world and see it from different angles, to reach into it, grab it, and reshape it.(Rheingold1991)。目前,虚拟现实的具有沉浸性(Immersion)、交互性(Interactivity)和想象性(Imagination)——三个具体特性。这种技术的特点在于,计算机产生一种人为虚拟的环境,这种虚拟的环境是通过计算机图形构成的三度空间,或是把其它现实环境编制到计算机中去产生逼真的“虚拟环境”,从而使得用户在视觉上产生一种沉浸于虚拟环境的感觉。学生作为主角进入虚拟环境中,拥有比现实更逼真的照明和音响效果,使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色,全身心地投入到学习环境中去,学生可以不厌其烦地反复练习,使学生沉浸在多维信息空间中依靠自己的感知和认知能力全方位的获取知识,发挥主观能动性,使学生获得最大的真实感和趣味性,摆脱了英语学习的单调、枯燥无味。
二、虚拟现实进入教育Virtual Reality into Education 利用虚拟现实技术建立起来的虚拟实训“基地”,其“设备”与“部件”,多是虚拟的,可以根据需要随时生成新的“设备”。可以积极用于军事作战技能,外科手术技能,汽车驾驶技能果树栽培技能,电器维修技能等各种职业技能的训练。现在,虚拟现实用于教育教学,是教育技术发的质的飞跃。学生在虚拟环境中交互作用,以学生为中心在虚拟的三维世界中 加入一系列人性化的场景,做到了真实与抽象的完美统一。虚拟的世界可以是建筑物、人,可以是在水下,可以是一次巡游太空,可以是参观博物馆,可以是一个犯罪场景,一次聚餐购物等等。
许多教育家和研究人员认为虚拟现实将提供机会去经历各种环境,而这些环境往往由于时间、距离、范围和安全性等原因,不便于或不可能让许多孩子,特别是有一定残疾的人实现了探索、创造、娱乐以及学习。学生可以在虚拟环境中过马路,与陌生人交流,或应付紧急状态。这一技术使青少年可以去参观原本不可能参观得到的,不切实际的或危险的地方。而在英语教学中,语言教师可以设制程序,制作出现实的情景交流,如找工作面试,在餐馆就餐或国际机场接机等等。学生可以在预排好程序的虚拟世界合作或根据学生的语言水平分组在不同的虚拟世界中。学生们之间可以互相合作或与三维空间中的虚拟却又是活生生的人物进行合作。例如在一个面试情景中,进行面试者(即学生)将会与雇主(一个3D虚拟人物)在会客室握手,雇主将用要学习的目标语言与面试者进行对话、聊天。如果学生出错,他们可以重放情景,再来一遍。虚拟现实将有助于学生克服传统的语言学习障碍,帮助教师突破了以依赖课本在教室进行学习的传统传授方式。
三、虚拟现实用于语言课堂Virtual Reality into language classroom 3D虚拟环境所具有的最独特而强大的特征是为语言学习者们,特别是ESL学习者们提供第一参与者形式的学习经历。然而,遗憾的是,当前大多数学校教育是基于第三者的知识传授形式如学生如何学,或学什么,没有机会直接体验他们在探寻的知识。3D虚拟环境的使用真正解释了为什么传统的以课本为中心语言教学效率不如人意的原因。英语课本上的知识是基于第三者的,对于学习者没有意思,提不起兴趣。
第三者相对于第一参与者学习的必然结果是必然不相同的。将ESL学习者作为第三者的学习方法已说明学生学习的结果通常是肤浅的,保持力很低。利用虚拟现实,学生将自己置身于各种现实环境背景之中,通过自己的体验学习语言。根据Fox,Fumanski及Nilan观点,由于借助于构造好的虚拟的情景模拟,学习者收到适当而立即的反馈(Because of the way in which the virtual environments are modeled and constructed, learners receives appropriate and immediate feedback.)。这种在语言学习上的反馈鼓励认知语言学习,通过对他们所接收到的认知在虚拟世界中进行适当的或正确的交际,最终从电脑或其他同学那里得到的及时反馈,加强的语言教室里的动机学习或交互作用。学生直接交际和直接解决问题也鼓励学习者的强烈的活动意识并作出反应。为语言学习所设制的虚拟环境自然地引导学生自己进行第一参与者的学习。虚拟环境依照英语课堂目标或特定的需要进行编程。ESL的教师可以根据学生需要搭建或保留某个环境,这将推动以学生为中心的学习,促进学生构造自己的语言知识。简而言之,虚拟现实是一个学生可以建造的环境,根据需要,熟练地操作和编辑,任何形式的数字信息。Virtual worlds are constructive environments in which learners can create, manipulate and edit any form of digital information with their own needs(Chee, 2001).这样虚拟现实的编程可以形成重要的交际技能而不是简单地重复和记忆。学生可以参与可作出响应的环境中,完全将身心置于学习当中。
四、虚拟现实的影响Impacts of Virtual Reality 现实生活中为了学习某目标语言没有什么可以替代与本国语人直接交流。而且由于时间、金钱、技术以及本国语人数的限制,在现实世界中,与本国语人直接交流及不可能用于每个语音教室与ESL学习者。学生普遍是通过课本解释与例子来学习语言。然而,随着电脑与英特网的广泛使用,虚拟现实成为传统课本结构的可行的补充。学生可以更加深入学习语言,在较少的时间里用较低的成本去直观目标语言的国家
虚拟现实可能提供不太正式的经历,但它们可以是有趣的,当然比课本上的图画和对话现实生动的多They may be fun and certainly more realistic than mere pictures and dialogues in an English textbook(By Chee,2001)。随着学习者开始在虚拟环境中工作,学习和交流,他们不仅学习到了目标语言,而且学习到了新的思维方式和构建新的信息框架。虚拟现实设计的用户化和交互作用,使得用户形成学生与学生之间以及人机之间相协作体验。
此外,在学习活动中虚拟现实支持许多不同人在同时进行交流、支持行动的协调和合作。在协作完成的虚拟环境中,学生之间也是互相学习的有用资源。利用这种技术的交流,不论是借助于一篇课文还是听说系统,都可以让学生们沉浸在有意义的语言交流中。多重的学习者沉浸于多重分享的前后联系的经历体验中使学习成为自然的人性化的学习活动。这样,ESL学习者们若对观察到的事物感到困惑或对一起观看的视频内容有不解之处,他们使可以自然地向一起分享相同的虚拟世界的同学提出问题,这种有意义的交互作用促进学习者很自然地学到目标语言。以模仿为基础的语言学习,克服了时间与空间的限制,给学习者提供身临其境,让学生们去掌控关键的学习要点,学生自己能够操纵语言环境、场所和时间变化。他们可以随意地与一个国家的总统交流,而这在现实中是不可能的。他们可以随意多次地进行模仿,而某次的模仿操练的侧重点都可以不同。
五、总结 Conclusion 虚拟现实技术对不同级别的学生都是有利的,包括小学、中学和大学,对虚拟现实技术的巨大潜力的限制往往来自学校的校长和老师、以及可以得到的资金。但是通过情景仿真处理并采用先进的图形压缩与还原算法,完全有可能实现逼真度很高的虚拟现实情景,而且也可以交互,但却不需要头盔式显示器、数据手套、高分辨率图形工作站等专用设备,只需要普通Pentium微机和Windows运行环境就能实现,从而有可能使虚拟现实技术走出高级研究院与大学的“象牙塔”,逐步普及到国民经济的各个领域甚至中小学,这对我们这个经济还不算富裕的国家来说无疑是有重大意义的
教育是一个传授知识的过程,通过亲身经历能加速这一过程和巩固所传授的知识,为此而设计的很多方法中,虚拟现实技术是最有效的,虚拟现实技术有着不可替代的、令人鼓舞的应用前景。
第二篇:交际教学法在英语教学中的具体应用
交际教学法在英语教学中的具体应用
1、开展形式多变的活动,培养语言兴趣
小学生的年龄特点决定了他们的学习动机来自于兴趣,因此教师在设计交际活动时要考虑活动形式的多样性和趣味性。
(1)课前三分钟的“Free talk”
“Free talk”是一项行之有效的口语训练方式,在这项训练中,学生有充分的自主权选择自己感兴趣的话题(Topic)。并可以提前准备,每次课前由几名学生做“Free Talk”,Topic可由学生自拟,涉及校园生活、课程学习、班级活动、小故事等等,这项活动不仅能使学生开口讲英语,而且为了做准备,学生们会自觉地查阅一些资料,增长见识,同时促进了同学之间的沟通和信息交流,提高了学生的交往能力。
(2)创设校园英语角或班级英语角,让学生有用英语交际的时间和空间
提高学生英语交际能力不能仅仅局限于课堂教学有限的时间和空间内,应尽可能地增加学生运用英语交流的机会,因此教师应引导学生经常开展“英语角”课外实践活动,或利用假期开展一些较大型的集体活动,以此来提高学生的口语运用能力。
2、创设语言情景,培养交际能力
英语课堂教学不仅是传授英语基础知识,更重要的是通过组织各种交际活动以培养学生初步应用英语的能力。特定的情景有助于学生的思维活动,启发学生的表达欲望,让学生最终能正确地运用语言表达思想,提高交际能力。
(1)师生英语交际
师生英语交际就是传授者与学习者之间的语言交际,英语教学过程是一个师生双边积极主动交流信息的过程。在教学过程中,要创设语言环境,教师尽可能用浅易的英语对学生进行指导和讲解,要求学生尽量用学过的英语表达法与老师进行交流,随着教学不断深入、知识面的拓展,不断丰富学过的语言,使学习和交际统一。如教“What is your name ?”、“Hello,how are you ?”等会话时,教师走到学生座位旁边提问,在全班学生面前共同演绎整个对话,在教师的正确引导下,学生得到了知识,培养了运用语言的技能,体会到了成功的喜悦。
(2)课文阅读
英语交际能力包括听、说、读、写四个方面。交际教学法中关于“读”的概念,并非指狭义地阅读文章,它还包括认读字母以及有声的朗读。其中阅读文章还是学生与作者之间的间接交际,交际能力的培养与阅读能力的提高是相辅相成的。交际教学法对阅读不仅十分重视,而且还有自己独特的认识,提出为了获取信息而阅读的阅读目标,培养学生的交际能力,重视指导学生学习英语的基础知识,通过阅读扩大词汇量和熟悉英语的各种习惯表达以及提高运用语言的能力。
(3)对话交际
对话交际就是学习者与说话对象进行语言交际。课堂与课外的对话是培养学生运用语言的最有效的教学形式。因此,在教学中要尽量运用学生语言范围内的多种对话形式,为学生创造进行英语交际的机会。比如,在教句型“What is this in English ?It is…”时,教师可请学生利用课桌上、书包里、教室里及学生周围的实物进行情景问答,可以一个接一个地回答,可以同桌两个人进行问答,可以以小组为单位进行比赛……总而言之,可以用不同方式进行操练,以达到正确熟练地使用语言的目的。这样既达到了巩固新知识的目的,又激发了学生的竞争和参与意识。
3、充分运用多种手段,创设课堂情景,进行语言教学
交际教学法的核心是通过一定的方式,将种种的英语学习内容转化为丰富多彩的交际活动。交际教学法要求在课堂上创设生动活泼、直观形象的交际情景,从而激发学生的学习兴趣,在具体而富有感染力的情景中进行语言交际。
(1)利用多媒体手段创设情景进行英语交际
语言的交际必须在一定的语言环境中进行。小学生好奇心强、注意力容易分散,采用多媒体手段创设
真实的交际情景,能培养学生运用目标语言的兴趣。在课堂教学中使用录音机、幻灯、录像、多媒体等,不但能引起学生的兴趣和注意,还为他们提供了语言情景,使他们通过视听就能达到理解语言内容的目的。如学习“Festival”一课时,可营造节日气氛,使学生眼看着穿着节日盛装、走亲访友的人,耳听着鞭炮的声音。在这种身临其境的感觉中,学生自觉地进行视、听、说的练习,主动参与口语实践,激发了学习的主动性和积极性,增强了学习效果。
(2)创设真实自然的现实生活情景,进行英语交际
我们要在一定条件下创设适宜的语言环境。比如在课堂教学中,教师可以根据教材所涉及到的内容,利用实物、图片、简笔画、动作、语言和音乐进行情景教学。比如:在教“Asking the way”、“In a restaurant shopping”等功能项目时,教师可以借助课桌椅将教室布置成电话亭、商店、柜台、街道、建筑物等,并用师生自制的教具,让学生扮演不同角色,让他们体验各种不同人物角色的性格、情感、话语,再现生活中不同人物的形象。同时,也可以激发学生积极思维和参与有意义的语言活动的实践性。(3)创设游戏情景,进行英语交际
学习游戏是小学生喜欢的一种情景活动形式。游戏是活跃课堂教学的重要手段,既可以创造和谐欢乐的气氛,又能激发学习兴趣,使学习变被动为主动,对提高学生听说能力很有帮助。如:做单词竞猜游戏时,要求从一个学生开始,想出一个与食品或饮料有关的单词,然后让其他学生来猜。如:
A:I’m thinking of something to eat(drink).B:Is it meat?
A:No,it isn’t.C:Is it a vegetable?
A:Yes,it is.D:Can you buy it at the supermarket?
A:Yes,I can.E:Do you buy it by the kilo?
A:Yes,I do.F:Do you usually eat it hot?
A:Yes,sometimes.G:Do people in China eat a lot of it?
A:Oh,yes.H:That must be…
4、营造宽松、民主、和谐的教学气氛,建立平等的师生关系
平等开放的师生关系有利于贯彻以学生为中心的思想,有利于发挥学生的主体性。课堂上,老师与学生之间的关系是创造语言情景的关键,它决定整个课堂的交际氛围。教师用什么样的态度对待学生,直接影响学生对教学过程的参与。建立平等融洽的师生关系能缓解学生内心的紧张情绪,交际了也就更活跃,否则,以学生为中心也只能是奢谈。在实际教学中,初学英语的学生往往希望得到教师的肯定,又都能极大地调动学生学习英语的积极性,使他们树立起学好英语的信心,进一步向所期望的目标积极努力,并将老师的殷切期望和热情鼓励内化为自爱、自尊、自信。
交际教学法在实施中的注意问题
1、不要有错必纠
在课堂教学中,学生在锻炼说英语时,难免会出现很多错误,教师对学生错误的纠正要讲究方法,只纠正必要的、妨碍交流的错误。如果每错必纠,不但会打断学生的思路、影响流利的英语表达,还可能挫伤学生的自尊心,打消他们说英语、学英语的积极性。
2、设计交际活动要难以适度
教师设计交际活动时,要让学生在活动中有事可做、有话可说,并让每一个学生感到“我能做”、“我会做”。例如:同样的话题“Happy birthday”,低年级学生只需要进行简单的交流,互相祝贺生日快乐,唱生日歌;中年级则可以互赠贺卡及礼物,练习“It is for you”的句型;高年级学生可用打电话的形式邀请同学参加自己的生日Party。如果教师所设计的活动只适合一些基础好的学生,那就不能算是成功的活动。总之,在设计课堂交际活动时,教师要注意面向全体学生,把握好活动的难易度,让每位学生都能参与到活动当中来。
3、教学中进行文化渗透
学习语言实际上也是在学习一种社会的文化规则。教师在英语课堂上应该随时把交际内容所涉及的背景知识一并传授给学生并与本族语言中类似的情景加以比较:一来可以使学生正确理解语言交际;二来也加深对所学外语国家的更多了解。如英美人打电话的习惯用语是“Hello,this is…”,而不是“Who are you”;见面打招呼用“Hello”、“Hi”,而不用“Have you eaten your lunch”等等。
总之,现代交际的需要和英语教学大纲要求英语教学的最终目标是培养学生的交际能力。交际教学法是有利于培养学生交际的有效途径。它将在提高学生的英语整体素质中发挥着越来越明显的作用,必将受到越来越多人的重视和青睐。
第三篇:虚拟现实技术在竞技体育仿真中的具体应用范围如下
虚拟现实技术在竞技体育仿真中的具体应用范围如下:运动训练的科学监控;体育训练信息采集、分析系统;先进训练技术综合应用示范;训练比赛及其器材、设备研制;各种体操动作的编排。这些研究成果将广泛应用于蹦床、跳水、体操等竞技体育运动训练中,因而基于VR的竞技体育仿真有很广阔的开发前景。
基于真实场景的大规模虚拟人群的快速生成方法
利用Poser的三维人体建模功能和3DS MAX强大的修改功能,结合MAXScript脚本语言,实现了对三维人体模型骨架的自动生成、匹配和蒙皮。通过对人物动作的建立与分解,实现了连续多个人体三维模型的生成与导出,并由此建立了一个包含不同人体及动作姿态的角色库。通过调用库中的角色,并将由图像信息获得的人群分布参数赋予这些虚拟个体人,实现了基于真实场景的虚拟人群快速生成。
为了更真实地表现虚拟现实中人的心理和生理的感觉,日本于2004 年开发出一种嗅觉模拟器,2009 年 3 月英国的工程和物理科学研究会上展示了能提供味觉、嗅觉和皮肤温度感受的原型虚拟茧(virtualcocoon)
VR 技术的发展是与 VR 软件相辅相成的。OpenGL是通用共享的开放式三维图形标准;WorldToolKit(WTK)是提供完整的三维虚拟环境开发平台;Vega 主要应用于实时视觉模拟;OpenInventor 是面向对象和交互式的专业3D 图形开发工具包;OpenGVS 用于场景图形的实时开发;EON 是实时视觉效果与物理机制以及真实的人体动作有机结合体;VRML 和X3D 常用于基于Internet的网络虚拟现实;AVS/Express 涉及工程分析、航空航天、遥感和国防等领域;STK 用于航天和卫星的虚拟仿真;STAGEScenario 是作战指挥等高度灵活开放的开发平台;CG2VTree是基于便携平台的图象开发包;VRAX和NavMode 的沉浸感做得比较好VirSSPA 通常用于虚拟医学手术流程VEStudio 主要应用在三维地理信息、展示和古迹复原等。
荷兰 Eindoven 大学Calibre 研究院的产品、美国洛杉矶和费城的虚拟建筑三维模拟系统被认为是全球最成功的虚拟建筑模拟系统之一。
在灾难模拟与重现方面,虚拟现实技术正发挥着惊人的作用,如矿山事故模拟与分析、火灾重现、飞机遇难模拟、交通事故再现和犯罪现场重现等。这些VR技术产生的“重现”与分析,对减少和避免灾难的发生意义重大。
国内虚拟现实研究蓬勃发展,研究机构包括北京航空航天大学、浙江大学、中科院计算所、清华大学、武汉大学和华南农业大学等。
虚拟现实技术的真实感主要体现在视觉和听觉上,“多感知交互”正在成为热点。对力反馈系统的进一步研究、嗅觉、味觉和体表感受都是未来虚拟现实的内容。基于互联网的虚拟现实伴随互联网的发展而成为热点。
国内的食品安全问题严峻,利用虚拟现实技术重现农作物生产过程中的病虫害和治理过程,并计算污染程度等,在源头杜绝污染是食品安全监测的有效手段之一。
第四篇:虚拟现实技术在教学中的应用
虚拟现实技术在教学中的应用
虚拟现实技术在教学中的应用主要集中在桌面虚拟现实和分布式虚拟现实,沉浸型虚拟现实由于所需设备昂贵,在教学中的应用较少。虚拟现实技术在远程教育中的应用主要有制作三维网络课件、开设网络实验课程和建构虚拟教室。
1.制作三维网络课件
在教学中,基于HTML的网络课件在不断地发展完善,但却始终不能摆脱二维平面的约束。在课件中加入虚拟现实技术,能挣脱这一枷锁。将虚拟现实和文字、声音、图片、视频等各种媒体有机结合,可以弥补二维平面课件的不足。如,用VRML设计各种三维的模型、物质结构等,可以让学生多角度地观察和学习,更好地理解学习内容。虚拟现实技术还可以再现现实生活中无法观察到的自然现象或事物的变化过程,为学生提供生动、逼真的感性学习材料,帮助学生解决学习中的知识难点。如学习物理知识时,利用虚拟现实技术,向学生展示原子核裂变、半导体导电等复杂的物理现象,供学生观察学习。
2.开设网络实验课程
虚拟实验在网络教育中有着巨大的优势,它可以弥补远程教学条件的不足。虚拟现实实验环境的开发可以真正打破空间、时间的限制,促进网络实验课程的开展。利用虚拟现实技术,还可以建立各种虚拟实验室,如物理、化学、地理、生物等实验室,在“实验室”里,学生可以自由地做各种实验,获得真实的体验。学生还可以通过虚拟实验验证所学的各种理论知识,提出各种假设模型进行虚拟,并通过虚拟系统观察这一假设所产生的结果或效果。例如,在虚拟的化学系统中,学生可以按照自己的假设设计某一化学反应,通过虚拟实验,可以看到相应的反应现象。通过这种探索式的学习方式,可以培养学生的学习兴趣,有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。
3.建构虚拟教室
目前,在网络教育中,学生大部分是通过网络课程来学习的。学习时,学生能在网页上看到课程的相关文字材料和一些静止的图片。当然,好一点的网络课程,还提供了教学视频。但是不管是文本还是视频,师生之间都缺乏一种灵活的交互。应用虚拟现实技术,构建虚拟教室,能使这个问题得到一定程度的解决。虚拟教室是指运用分布式虚拟现实技术构造的一个虚拟真实的教学环境,分布在各个不同地方的学生,可以通过网络参与到虚拟课堂中。虚拟教室模拟了真实多媒体教室的整个场景,是师生共同活动的一个空间,在这里,可以完成教学、答疑等各种教学活动。借助网络通讯技术,视音频采集、处理技术以及交互代理等技术,参与到课堂的各个对象可以看到彼此,学生可以看到老师的板书,听到他的讲解。教师也能看到学生的表情和动作,可以听到学生的提问,并随时解答。这种教学方式,可以增强师生之间的实时互动,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。
第五篇:虚拟现实技术在景观教学中的应用
虚拟现实技术在景观教学中的应用
由于虚拟现实技术能够满足学习媒体的情景化及自然交互性的要求,从而在风景园林教学领域内有着极其广阔的应用前景。利用虚拟现实技术可以改变高校景观建筑设计专业传统的教学模式,改善实验环境,解决高校普遍存在的教学资源不足的问题,优化教学过程及培养具有创新意识和创新能力的人才。随着教育改革的深入和虚拟现实技术理论的不断完善和发展,虚拟现实技术在景观建筑设计专业中的应用也将不断的拓展。
(一)促进教学观念的变化
传统的教学观念主要是“传道、授业、解惑”,它决定了教学组织形式和教学方法,即以教为主,教师是教学的中心,由教师决定教学内容、结构、教学方法及教学进度,而学生始终处于被动的学习环境中。现代化的教学方法追求教与学的合作化,以讲授引导思维,以教导激发创新,并赋予学生学习的主动性。虚拟现实教学有利于创造这样的环境,以教师为中心的授课形式将会被改变,以学生为中心的个性化教学、合作化教学和虚拟现实环境中的自我探究得以真正实现。虚拟现实正是在现代教育思想指导下,使用新技术改进教学方法的尝试。把虚拟现实技术引入到教学中,从多媒体虚拟现实系统的组织形式看,虚拟现实是非线性的网络结构,逼真的虚拟环境可提供良好的人机交互功能,在这个基础上教学内容的组织安排将特别强调由学生主动参与来构建知识结构,变学生的“被动听讲”为“主动学习”,由“要我学”转变为“我要学”。在这种情况下,教材的意义也将由传统的“教材控制”转变为“学习者控制”,教学内容外在形式的生动化与内在结构的科学化将更紧密地结合起来,这种环境将极大地促进教学观念发生变化。
(二)促进教学内容的变化
教学内容是教学过程中传递的教学信息,是学生获取知识、掌握技术、发展能力的主要源泉。多媒体虚拟现实技术的引入使教学内容无论是外在形式还是内在结构都产生了很大的变化。
1.教学内容外在形式的变化
学生的技术水平和动手能力是在实验、实训中培养出来的,在传统的实践教学中,实验课内容主要是学科性的理论验证和学会使用设备、仪器,并从中归纳、总结出规律。这些年来,随着教育技术的发展,从原来只是用录音、录像来辅助文字教材进行教学的方式发展为使用具有人机交互的多媒体技术。多媒体的信息类型有静态的、运动的、超级链接的视觉和听觉信息,媒体信息形式通过计算机的集成处理,提供了超文本、图形、图像、图表、音频、视频和动画。多媒体信息表现形式多样,对于抽象的、概括的概念和原理,除了用文字和语音协同描述以外,还可以用三维实景虚拟现实过程,对于不可视的变化、无法触摸的物体或有危险的场所,甚至自然界或现实生活中不可能存在的事件,也可以通过虚拟现实技术去展现。多媒体技术存贮信息量大,教学内容可以用最有效的方式来表现;而且,同一教学内容还可以用多种信息形式来表现,这就有利于克服单一媒体表现及难以协同表现的弊端。虚拟现实所提供的人机交互的特点尤其适用于个性化教育,因人施教、因材施教,培养高素质的综合型景观设计人才。
2.教学内容内在结构的变化
虚拟现实的应用将带来教学内容结构的变化。教学内容的内在结构就是学科知识结构设计,知识结构是学科知识间的逻辑关系,是学科内含智力因素的信息源。传统的教材及实验指导材料都是以线性结构来组织学科知识结构的,知识内容的结构及顺序都是以教为主,教学顺序性很强,学生只能在教师的讲授下获得正确的概念、原理及逻辑关系。这种形式的学习,学生对教师的依赖性很大,教材也只是一种教授材料,学生利用它学习的自由度不大,灵活性不强,难以促使学生从已建立的知识结构向新知识结构迁移。使用虚拟现实技术以后,多种媒体的信息通过网络化超链接,就可以接近人类认知特点的方式去组织和展示教学内容、构建知识结构,这种网状的信息组织方式是一种非线性结构,链是知识之间的层级逻辑关系。虚拟现实与普通多媒体是多媒体信息处理的高度集成,把信息的组织形式与信息内容呈现的多样性、复杂性结合起来,为学生提供了一种动态、开放的结构化认知形式,它既包括了学科的基本内容,又包括了学科内容之间的逻辑关系,既注重知识的形成过程,又注重知识的结构,凭借视觉、听觉、触觉信息的协调作用使教学内容的统一与灵活性得到了完善的结合。虚拟现实的这种非线性结构有利于学生进行扩散思维,联想原有的知识,获得新知识。
(三)促进教学手段的变化
1.互动启发式教学
虚拟现实有助于启发式教学的开展,在演示教学内容方面能以一种直接的信息传递方式,通过亲临其境的、自主控制的人机交互,由视觉、听觉、触觉获取“外界”的反应,提供生动活泼的直观形象思维材料、展现学生不能直接观察到的事物等,形成知识点。学生则从思维、情感和行为3个方面参与教学活动。
2.发现式教学
发现式教学是以解决问题为中心的教学形式,虚拟现实在实训教学中可以让学生进入问题存在的环境,有针对性地建构虚拟情景,引导学生进行探究。虚拟现实教学提供良好的人机交互,还允许学生出错时,自行了解错误的根由及后果,发现解决问题的方法。
3.协同工作式教学
虚拟现实教学不受空间位置和相互距离的限制,可让远距离的师生或位置分散的学生共处于一个虚拟空间中,通过共同参与,且必须具备协同操作能力才能完成某些项目的设计或训练。
4.情境式教学
虚拟现实技术具有动画虚拟现实的能力,能够把教学中的抽象概念原理、真实的实验过程等形象生动地表现出来,给学生创设真实的学习情境,帮助学生获得示范性的知识,把握概念原理的实质。
(四)实际使用
虚拟现实技术最大的优势在于场景的模拟与再现,一旦场景建成,不再受地理空间、时间的限制。可以随时随地调取已有场景信息。运用在景观教学上,主要可以用在:
一、古建、古典园林教学板块(适用课程中西方古典园林史、西方现代景观的理论与实践)
实用意义
中国古典园林是中国传统园林的精髓,分布广泛,各有各自的特色。包括北方园林,南方园林、岭南园林、皇家园林、等众多形式。但是由于地域原因、实地考察学习是一件非常困难的任务。费时费力费钱,并不是所有人都有机会实地考察,也不是所有人一次考察就能体会到精髓。
软件功能构造
通过虚拟现实模拟可以
1)模拟现场建筑、植物、四时、季相变化,现场实际模拟出全部景观。
2)顶视图搭配结构分析、交通分析、功能分区、区域划分、建筑名称分布等。3)同时软件搭配讲解功能,讲解现场石材、建筑由来、古建结构、园林造景手法讲解(全面展示园林造景中的借景、透镜、框景、障景等)、现场全景图展示等。4)使用者可以通过各个角度,各个方向进行观赏。实际使用过程中所观赏不到的地方(比如鸟瞰、四时变化、)
优势分析
1)可以经常性的游览园内场景,体会古典园林的造景手法(以往讲解仅仅局限于图片展示,我们可以模拟现场实际景观,感受体量关系)
2)模拟现场的四季,实时变化。感受阴晴雨雪、感受植物生长对整个环境空间带来的改变。
3)恢复已被破坏的景观,提高人们的参与性,提高可到达性。使人们不仅仅局限在人视点的观察。
4)形象生动的讲述平时口述难以讲清的课程内容。如古建中的斗拱形式,就可以简单生动的展示给学生。
5)提高学生的接受程度、提高课程兴趣、提高学生的参与度。
二、景观案例学习
实用意义:
现代景观大师有相当一部分具有代表性的经典案例,而以往我们对这些案例的学习仅仅局限于平面图、CAD、以及部分的效果图。很难感受到实际的比例关系、尺度、景观效果。更感受不到一个方案从其设计构思、到场地周边环境分析、到基地分析、功能分区、再到方案形成的整个过程。软件功能构造:
1)将完整的方案信息进行展示,以二维或者三维的方式。介绍场地周围的大环境。同时可通过文字或者动画形式展示整个方案的历史环境,政治背景、以及其历史意义。2)将整个设计的骨架信息一层一层展现,包括道路、水体、节点、植物、功能分等。让学生更深入的了解。
3)方案经典介绍。将方案的经典之处进行展示与介绍。同时进行季相、时间变化。4)让学生自行进行设计,之后与经典案例进行比较。优势分析:
1)将经典案例通过三维方式进行展示,直观形象。
2)整合资料,将案例周边环境、历史环境进行详细叙述。3)深入的剖析方案的设计构思与形式。加深理解。
三、植物认知
1)通过动画形式对植物的基础知识进行介绍,包括树叶、树皮、树干形式名称介绍。2)建立植物库,模拟植物的的生长过程,対植物的科属,生长习性,搭配方式进行详细介绍。
3)对不同科属的植物进行分类,以便植物认知。
4)按照季相分类,常绿,落叶,观花、观果等进行详细分类。以便植物认识学习,同时便于设计中随时调取使用。
四、通过增强现实技术辅助设计
1)在设计领域,虚拟现实技术作为一种独特的技术手段,可以有效的解决抽象思维与其所产生的实体间的联系问题。设计师不仅能够充分发挥其艺术想象力,更能够在前期设计阶段就与实际相结合,缩短设计周期,提高设计质量,节省投资。虚拟现实技术可应用于建筑和艺术信息模型项目全生命周期的信息化管理。
2)协助设计师科学准确分析设计信息可快速获取复杂建筑模型进行分析,为建筑师提供全局、客观的设计信息理解。
3)辅助设计在设计过程中,会提出不同的设计方案,对未来的设计形象做多种设想,利用虚拟现实技术建立一个全面、直观、可交互、如实反映设计的三维虚拟模型,便于设计者更直观、全面了解设计,也方便设计师对某个设计细节作局部修改,并实时地与修改前的方案进行分析比较。
2.探索学习
是指通过虚拟现实技术对学生在学习过程中所提出的各种假设进行模拟,直接观察到这一假设所产生的结果或效果。这有利于激发学生的创造性思维,培养学生的创新能力。例如,利用虚拟技术,学生还可以进行温室效应的探索学习,从而分析城市建设对周边环境以及园林绿地和水体对城市小气候的相互影响,探索景观建筑设计新的研究方向。
3.实验实训
是指利用虚拟现实技术建立数字城市与风景园林技术平台,进而方便地创建如规划、建筑、照明、水景、工程机械等各种虚拟实验室,方便师生实验实训。
在虚拟景观建筑实验室里,学生可以对自己设计的景观建筑进行反复的修改和论证,并研究加入“时间因素”后的四维模拟,真实感受时间的艺术,也可以进行建筑环境的分析以及建筑物对周边环境影响的研究。在虚拟照明实验室里,学生可以研究不同电光源在不同配光方式和投光方法下的照明和景观效果,进行道路、广场、建筑、庭院、水景、树木、雕塑、溶洞等各种照明实验。在虚拟的水景工程实验室里,学生可以组装水循环系统,了解工艺流程,研究不同流量和扬程下各种喷头组合的水型效果以及配上灯光后的夜景效果。
虚拟现实的沉浸性和交互性,使学生能够在虚拟的学习环境中扮演一个角色,全身心地投入到学习环境中去,这非常有利于诸如园林工程机械操作、园林栽培和修剪等各种职业技能的训练。例如,在虚拟的园林起重机训练系统中,学员可以反复操作仿真控制设备,练习在各种用地环境下操作园林起重机的驾驶、起吊和准确落点等,达到熟练掌握相关技能的目的。而虚拟修剪系统也可以低成本地模拟修剪,掌握各类植物修剪的关键,并可直观地评价修剪后的效果。
虚拟现实技术在规划设计领域的运用已得到国内外学者的重视,在景观规划设计方面,国内研究主要集中在景观建模、可视化表达以及技术运用的介绍性研究成果。在历史文化景观再现研究中,景观所包含的历史和文化的内涵,最终都通过人们的感知而传递。作为一种利用人们的感知和构想,具有三维表现力并且富于交互性,从而可以很好地模拟现实的技术,虚拟现实技术在历史文化景观中的应用将会是激动人心的。
虚拟现实技术改变了人们只能从现实生活中获得感知的方式,通过计算机模拟人类的感知,从而制造一个虚拟世界。如果说虚拟现实技术拓展了人们的感知能力,这样一个虚拟世界则增加了人们的生存空间,改变了人们的生活方式。虚拟现实技术还提供了一种超越时间和空间约束,提供人们逼真体验的手段。从时间上说,虚拟现实技术不仅可以模拟现在存在的,再现以前有而现在不存在的,而且可以通过构想,模拟以后可能有的,甚至可以构造现实生活中不可能有的现象和体验。而从空间上来说,虚拟现实可以在甲地模拟乙地的风景,从而用户在甲地就可以体验到身处乙地的感受。这使得人们生活的空间扩大,可以得到的实践和体验增加,如果说人生的价值在于一种实践和体验,这无疑增加了人生所具有的价值。虚拟现实技术还提供了一种超越时空进行信息传递的方式,分布式虚拟现实中,人们可以与来自地球另外一端的用户相遇在一个虚拟世界中,看到彼此的表情和动作,相互进行语言沟通等。
一虚拟现实与虚拟世界 一个虚拟现实系统具有以下三个基本特征,通常称为虚拟现实的特征:(1)沉浸感(Immersion);(2)交互性(Interaction);(3)构想性(Imagination)。根据虚拟现实系统所倾向的特征的不同,虚拟现实系统一般分为四类:桌面虚拟现实系统,沉浸式虚拟现实系统,增强现实系统及分布式虚拟现实系统。虚拟现实技术主要提供给用户一个直观并具有很强交互性的与计算机系统交互的界面。所以其本质是一种人机界面技术,它使人们与计算机打交道的方式产生了革命性变化,使人们的生活方式随之发生变革,它同时是一种影响了或即将影响普通用户生活的特殊文化现象。