魏 锐 黄 婷 方 芳 武建宏 齐 婧 韦 薇

虚拟科学实验的应用现状及发展趋势

魏 锐 黄 婷 方 芳 武建宏 齐 婧 韦 薇

虚拟现实（Virtual Reality）技术通过综合应用各种技术,营造逼真的人工模拟环境。虚拟环境通常由计算机生成并控制,使用户身临其境地感知虚拟环境中的物体,并通过虚拟现实的三维设备与物体接触,有效地模拟人在自然环境中的各种感知行为,从而实现高级人机交互。基于虚拟现实技术的科学实验,又称作虚拟实验,是指在计算机系统中创建虚拟实验环境,用软件模拟虚拟设备,学生可以像在现实实验环境中一样完成各种实验。虚拟实验的使用可以减少办学成本,提高学习效果,同时增强学生的学习兴趣。

随着科技的发展,虚拟现实技术日益成熟,向更加真实、生动、交互性更强的趋势发展。高仿真的虚拟实验已应用于高校理工科教学,尤其在电工电子、医学、建筑、生化等学科教学中发挥着日渐重要的作用。然而目前在基础教育中使用的虚拟实验,软件平台相对简单,真实性和交互性相对较差,远远无法体现虚拟现实技术的新进展。借此,本文结合虚拟现实技术的变革及新的技术手段,对其在基础教育中的应用现状和发展趋势展开讨论。

一、基础教育中虚拟科学实验的应用现状

1.虚拟科学实验在基础教育中的应用日益普遍

实验教学在对学生科学素质、创新能力和研究能力的培养方面起着非常重要的作用,是理论教学不能替代的。……