多举措挖掘虚拟现实技术在高等教育中的潜力
随着大数据、人工智能、传感等技术的发展,以计算机仿真为基础的虚拟现实技术应运而生,并被广泛应用于各个领域。从本质上来看,虚拟现实技术综合利用人们的视觉、听觉、触觉等感官体验,通过虚拟画面感营造仿真场景,并结合语言、手势等操作实现人机互动。将虚拟现实技术应用于高等教育,不仅能通过教学资源整合,为课程教学提供辅助支持,还能通过虚拟仿真实践教学基地建设,助力实践技能训练。
加强顶层规划设计,推动教育模式变革
创新驱动发展战略背景下,社会对高素质技能型人才的需求激增,高校作为人才培养的主阵地,应联合相关教育主体统筹规划教育变革工作,促进虚拟现实技术与高等教育的融合发展。
强化政策支持与引导。认真研读相关政策文件,结合本校实际系统规划线上课程、虚拟仿真实验室等建设工作,逐步推动课程、教材、教学模式的数字化升级。合理分配教育经费,设立专项资金用于虚拟现实基础设施购置及维护,由专人负责虚拟实践平台建设、技术培训等活动。将虚拟现实技术应用情况与高校治理评估、教师考核相关联,并建立健全奖惩机制,引导高校及教师积极参与教育变革。
明确虚拟现实技术在高等教育中的重要性。成立由高校领导牵头,各二级学院负责人参与的虚拟现实应用工作小组,在党组织、教育主管部门的指引下,调动多元主体参与积极性,确保数智化变革工作有组织、有计划、有目标地开展。采用问卷调研、访谈法、毕业生追踪等方式,梳理并诊断高等教育人才培养的痛点,进而从行业需求入手整合优质教学资源,构建适合虚拟现实教育的教学目标、方法、评价机制等,推动虚拟现实技术的推广应用。
制定中长期发展规划。短期发展应以突破痛点为核心,优先选择高危、高成本实训领域开发虚拟仿真实验室,采用裸眼3D、移动VR等轻量化技术,降低使用成本,并开展虚拟现实教学工具培训班,对教师进行技能培训;中期发展侧重教学资源构建,开发适应不同学科的虚拟课程包,并组建虚拟仿真教学联盟,为教学资源共享提供支持;长期发展应重视教育生态构建,建立学分互认机制、风险防控体系,构建“虚拟现实+高等教育”新格局。
完善教学体系建设,提高人才培养质量
高等教育教学活动的开展离不开完善的教学体系的支持。高校除发挥虚拟现实技术优势,加强教学资源构建外,还可加强与其他高校的交流合作,搭建虚拟教学平台,为高质量人才培养提供保障。
丰富教学内容。在课程教学中引入虚拟现实技术,采用智能白板展现虚拟仿真场景,学生只需要借助鼠标、键盘等设备便可操作虚拟物体,以人机互动方式加强对教学内容的理解。借助虚拟现实教学系统,根据学生自身情况及接受程度智能推荐学习计划及内容,自动生成作业及测试题,并为教师提供教学反馈信息,帮助其调整教学计划,以实现教学效果最优化。
加强理论知识学习。利用虚拟现实技术对抽象概念进行具象化呈现,或模拟教学现象、反应过程,以加深学生对知识的理解。如植物生长周期教学中,虚拟现实技术可动态呈现植物从种子萌发到植株的整个过程,学生可在某一时间节点暂停,细致观察这一时期植物的形态特征,达到良好的教学效果。
强化创新创业教育。利用虚拟现实技术鼓励学生进行创新设计,在虚拟场景中对假设进行有效验证,在节约创新创业成本的基础上,培养学生的创造力。如机械课程教学中,学生可在虚拟场景中自主完成零件设计,并自行组装生成预期效果,通过模拟演示观察设备运行状况,进而检测设计合理性,对细节进行更改调整。
建设共享教学平台。以网页搭载虚拟现实教学资源的方式进行教学平台构建,高校及企业之间可通过平台获取教学资源、课程开发经验、虚拟仿真教学场景,实现优质教育资源的共享。依托5G技术开发虚拟现实教育直播平台,不同高校可实时获取直播教学课程,进行线上答疑,最大限度解决资源分布不均问题,同时帮助师生解决疑问。
优化实践课程建设,强化综合技能训练
虚拟现实技术能在保障学生安全的前提下,满足高校开设危险性、激烈性实验的需求。为此,高校应合理利用虚拟现实技术构建模拟实验情境,引导学生通过观察、操作、训练等方式全面掌握知识及技能。
虚拟实验教材建设应与教材同步。围绕高等教育实验教学要求,重新构思和设计虚拟现实实验教材。采用电子文档、图片、动画、视频等形式呈现教材内容,直观展示实验原理、仪器,使学生在实验课程开展前,对教学内容有深入的了解,有效提高实验课程参与度。同时,开展深入调研,根据实验开展难度、场地要求、仪器造价等指标,合理选择具有代表性的虚拟实验项目,使其成为传统实验教学的必要补充。
改善实验教学现状。利用虚拟现实技术构建虚拟仿真实验室,学生可根据专业特点,完成一些放射性强、有毒有害的实验,也可不受资金限制,开展一些因资金投入较大而无法普及的实验。如虚拟仿真实验室可模拟火灾、地震等灾害现场,开展消防演习、地震演习等活动,让学生切身体验安全教育的重要性。对于一些周期较长的实验项目,虚拟现实技术可拉快时间进度,将结果直接呈现给学生,学生可根据实验结果对实验参数、变量及方案进行调整。
强化技能培训。利用计算机技术、Web3D技术开发的数字场馆漫游,可根据需求营造不同的场景,学生在教师引导下,观察、学习并进行角色演练,在实践中激发学习兴趣。如医学生可利用系统观察专家的手术过程,并反复进行外科手术训练,以提高精准度,最大程度减少临场发挥的生疏感。
(作者单位:苏州城市学院)
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